应力设计文档

Move plan from user directory to project docs for cross-machine sync.
This plan describes the two-phase GPU-based deformation system:
stress propagation and displacement calculation.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>

.claude/settings.local.json

@@ -10,7 +10,8 @@
       "Bash(git commit:*)",
       "Bash(\"E:\\MiceCola\\work\\UE_5_6\\Engine\\Build\\BatchFiles\\Build.bat\" BladeSmithEditor Win64 Development -Project=\"C:\\MiceCola\\Indi\\BladeSmith\\BladeSmith.uproject\" -WaitMutex -FromMsBuild)",
       "Bash(cmd /c:*)",
-      "Bash(\"C:\\MiceCola\\Indi\\UE_5.6\\Engine\\Build\\BatchFiles\\Build.bat\" BladeSmithEditor Win64 Development \"-Project=C:\\MiceCola\\Indi\\BladeSmith\\BladeSmith.uproject\" -WaitMutex -FromMsBuild)"
+      "Bash(\"C:\\MiceCola\\Indi\\UE_5.6\\Engine\\Build\\BatchFiles\\Build.bat\" BladeSmithEditor Win64 Development \"-Project=C:\\MiceCola\\Indi\\BladeSmith\\BladeSmith.uproject\" -WaitMutex -FromMsBuild)",
+      "Skill(superpowers:brainstorming)"
     ],
     "deny": [],
     "ask": []

.gitignore

@@ -74,3 +74,4 @@ Plugins/**/Intermediate/*
 # Cache files for the editor to use
 DerivedDataCache/*
 
+nul

AGENTS.md

@@ -0,0 +1,354 @@
+# BladeSmith Agent Development Guide
+
+## Project Overview
+
+BladeSmith is a UE5.6 C++ blacksmith simulation game featuring physics-based metal forging with GPU-accelerated compute shaders and dynamic mesh deformation.
+
+**Core Technologies:**
+- Unreal Engine 5.6
+- Geometry Scripting API
+- Custom Compute Shaders (MiceShaders plugin)
+- Dynamic Mesh System
+- Enhanced Input
+- Voxel-based physics simulation
+
+---
+
+## Build Commands
+
+### Building the Project
+```bash
+# Build game target (run from UE5 engine directory)
+"C:\Program Files\Epic Games\UE_5.6\Engine\Build\BatchFiles\Build.bat" BladeSmith Win64 Development "E:\MiceCola\work\BladeSmith\BladeSmith.uproject"
+
+# Build editor target
+"C:\Program Files\Epic Games\UE_5.6\Engine\Build\BatchFiles\Build.bat" BladeSmithEditor Win64 Development "E:\MiceCola\work\BladeSmith\BladeSmith.uproject"
+
+# Alternative: Open BladeSmith.sln in Visual Studio
+```
+
+### Running Tests
+UE5 uses the Automation System, not traditional test runners:
+- **Editor**: Window → Developer Tools → Automation Sessions
+- **Command line**: `UE5Editor.exe BladeSmith.uproject -ExecCmds="Automation RunTests"`
+- **Single test**: Run specific test class from Automation Sessions panel
+
+### Development Workflow
+1. Open `BladeSmith.uproject` in UE5.6 editor
+2. Use hot reload for C++ changes (Ctrl+F11 in editor)
+3. Test via "Play In Editor" (Alt+P)
+4. Use Visual Studio for compilation
+
+---
+
+## Code Style Guidelines
+
+### File Structure
+- **Header files (.h)**: Class declarations, forward declarations, USTRUCT/UCLASS definitions
+- **Source files (.cpp)**: Implementations, includes in dependency order
+- **Shader files (.usf)**: HLSL compute shaders in `Plugins/MiceShaders/Shaders/Private/`
+
+### Import Ordering
+
+**Header Files:**
+```cpp
+// Copyright Epic Games, Inc. All Rights Reserved.
+
+#pragma once
+
+#include "CoreMinimal.h"
+#include "GameFramework/Actor.h"
+#include "ProjectModule.generated.h"
+
+class UForwardDeclaredClass;  // Forward declarations
+```
+
+**Source Files:**
+```cpp
+// Copyright Epic Games, Inc. All Rights Reserved.
+
+#include "ClassName.h"
+#include "SystemHeader1.h"
+#include "SystemHeader2.h"
+```
+
+**Pattern:**
+1. Epic copyright header (required)
+2. `#pragma once` guard
+3. Core UE5 headers (`CoreMinimal.h` first)
+4. Engine framework headers
+5. Project headers
+6. Forward declarations (headers only)
+
+### Naming Conventions
+
+**Classes:** PascalCase with UE5 prefixes
+- `ABladeSmithCharacter` - Actor classes (A prefix)
+- `UBladeSmithWeaponComponent` - Component classes (U prefix)
+- `FDeformationVoxel` - Structs (F prefix)
+- `EGameStateEnum` - Enums (E prefix)
+
+**Functions:** PascalCase
+```cpp
+public:
+    void SwingHammer();
+    FVector GetHammerHeadLocation() const;
+
+private:
+    void PerformHammerHit();  // Private helpers use PascalCase
+```
+
+**Variables:** camelCase
+```cpp
+float HammerForce = 1000.0f;
+FVector HammerHeadOffset;
+UMaterialInstanceDynamic* DynamicMaterialInstance;
+TArray<FTemperatureVoxel> TemperatureGrid;
+```
+
+**Constants:** PascalCase
+```cpp
+const int32 MaxResolutionPerAxis = 200;
+const float DefaultTemperature = 20.0f;
+```
+
+### Formatting
+
+**Indentation:** 4 spaces (no tabs)
+**Braces:** Allman style - opening brace on new line
+```cpp
+void ABladeSmithCharacter::Move(const FInputActionValue& Value)
+{
+    FVector2D MovementVector = Value.Get<FVector2D>();
+    // implementation
+}
+```
+
+**Line Length:** Under 120 characters, wrap parameters as needed
+**Spacing:** Spaces around operators, after commas
+
+### UE5 Macros and Attributes
+
+**UPROPERTY Specifiers:**
+```cpp
+UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Category")
+UPropertyType* VariableName;
+
+UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Category|Subcategory", meta = (ClampMin = "0.0", ClampMax = "1.0"))
+float PropertyWithConstraints;
+
+UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = "Category", meta = (AllowPrivateAccess = "true"))
+UComponentType* PrivateComponent;
+```
+
+**UFUNCTION Specifiers:**
+```cpp
+UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "Category Name")
+ReturnType FunctionName(Parameters);
+
+UFUNCTION(BlueprintImplementableEvent)
+void BlueprintEventName();
+```
+
+**USTRUCT:**
+```cpp
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FStructName
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    UPROPERTY()
+    Type VariableName;
+};
+```
+
+### Type Annotations
+
+**UE5 Types (preferred):**
+- `TArray<T>` instead of std::vector
+- `TMap<TKey, TValue>` instead of std::map
+- `TSet<T>` instead of std::unordered_set
+- `FVector`, `FVector2D`, `FRotator`, `FQuat` for math
+- `FString` for strings (TEXT() macro for string literals)
+- `FName` for names, `FText` for localized text
+- `float` not double (unless precision critical)
+- `int32` not int, `uint8` for bytes
+- `bool` for booleans
+
+**Smart Pointers:**
+- Use UE5's garbage collection for UObject-derived classes
+- `TSharedPtr<T>` for non-UObject smart pointers
+- `TWeakObjectPtr<T>` for weak references to UObjects
+
+### Error Handling
+
+**Null Checks:**
+```cpp
+if (DynamicMeshComp == nullptr)
+{
+    UE_LOG(LogTemp, Error, TEXT("DynamicMeshComponent not found"));
+    return;
+}
+```
+
+**Logging:**
+```cpp
+UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("Temperature: %.1f°C"), Temperature);        // Info
+UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Temperature system disabled"));            // Warning
+UE_LOG(LogTemp, Error, TEXT("Failed to initialize GPU buffers"));       // Error
+```
+
+**Validation:**
+```cpp
+if (!IsValid(InputParam))
+{
+    return false;
+}
+
+// Early return pattern
+if (Condition)
+{
+    return;
+}
+```
+
+### Documentation
+
+**Chinese Comments:** Domain-specific logic uses Chinese comments
+```cpp
+/** 锤子组件 */
+/** 温度体素结构 - 存储单个体素的温度和塑性数据 */
+```
+
+**Function Documentation:**
+```cpp
+/**
+ * 函数简述
+ * @param ParameterName 参数说明
+ * @return 返回值说明
+ */
+```
+
+### Threading and GPU Operations
+
+**Atomic Flags:**
+```cpp
+std::atomic<bool> bGPUBuffersReady{false};
+```
+
+**Render Thread Operations:**
+```cpp
+ENQUEUE_RENDER_COMMAND(CommandName)(
+    [Params](FRHICommandListImmediate& RHICmdList)
+    {
+        // GPU operations here
+    }
+);
+```
+
+### Component Structure Pattern
+
+**Actor Template:**
+```cpp
+UCLASS()
+class BLADESMITH_API AClassName : public AParentClass
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+public:
+    AClassName();
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Category")
+    UComponentType* Component;
+
+    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category="Category")
+    ReturnType PublicFunction();
+
+protected:
+    virtual void BeginPlay() override;
+    virtual void Tick(float DeltaTime) override;
+
+private:
+    void PrivateHelper();
+};
+```
+
+---
+
+## Module Dependencies
+
+**BladeSmith.Build.cs:**
+- GeometryScriptingCore, GeometryFramework, DynamicMesh
+- GeometryCore, GeometryAlgorithms, ModelingComponents
+- RenderCore, RHI, Renderer, PhysicsCore
+- EnhancedInput, AudioExtensions, AudioMixer
+- Custom: MiceShaders (plugin)
+
+---
+
+## Performance Guidelines
+
+- **Deformation calculations:** <7ms per frame target
+- **60 FPS:** Maintain during hammer operations
+- **High-poly meshes:** ~100k vertices with GPU acceleration
+- **Voxel resolution:** 50x50x50 typical (balance performance/quality)
+- **Use RDG (Render Dependency Graph)** for GPU compute operations
+
+---
+
+## Common Patterns
+
+**Material Parameters:**
+```cpp
+UMaterialInstanceDynamic* DynMaterial = UMaterialInstanceDynamic::Create(BaseMaterial, this);
+DynMaterial->SetScalarParameterValue(TEXT("ParameterName"), Value);
+DynMaterial->SetVectorParameterValue(TEXT("VectorParam"), FLinearColor(R,G,B,A));
+DynMaterial->SetTextureParameterValue(TEXT("TextureParam"), Texture);
+```
+
+**Dynamic Mesh Editing:**
+```cpp
+UDynamicMesh* DynMesh = DynMeshComp->GetDynamicMesh();
+DynMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& EditMesh)
+{
+    for (FVertexID VertexID : EditMesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        EditMesh.SetVertex(VertexID, NewPosition);
+    }
+}, EDynamicMeshChangeType::GeneralEdit);
+```
+
+**Input Binding (Enhanced Input):**
+```cpp
+if (UEnhancedInputComponent* EnhancedInput = Cast<UEnhancedInputComponent>(InputComponent))
+{
+    EnhancedInput->BindAction(Action, ETriggerEvent::Triggered, this, &ClassName::Handler);
+}
+```
+
+---
+
+## Plugin System
+
+**MiceShaders Plugin:**
+- Custom compute shaders for temperature simulation and deformation
+- Located in `Plugins/MiceShaders/`
+- Add new shaders: Create `.h` and `.cpp` in Source/MiceShaders, HLSL in Shaders/Private/
+- Use RDG for shader dispatch
+
+---
+
+## Git Workflow
+
+- **Ignore:** `Binaries/`, `Intermediate/`, `DerivedDataCache/`, `Saved/`, `.vs/`, `.idea/`
+- **Commit:** Source/, Content/, Plugins/, Config/, docs/
+- **No binary assets** in Git (use version control for assets)
+
+---
+
+## Documentation
+
+**Technical docs:** Located in `docs/plans/`
+- Reference existing design docs before implementing new features
+- Update plans when architecture changes
+- Use markdown for design documents

CLAUDE.md

@@ -0,0 +1,239 @@
+# CLAUDE.md
+
+This file provides guidance to Claude Code (claude.ai/code) when working with code in this repository.
+
+## Project Overview
+
+BladeSmith is an Unreal Engine 5.6 C++ blacksmith simulation game where players forge bladed weapons through realistic physical processes. The core feature is GPU-accelerated plastic deformation of metal using compute shaders, combined with a voxel-based temperature system that determines material plasticity.
+
+**Engine Version:** UE 5.6
+**Language:** C++ with Blueprint integration
+**Platform:** Windows (primary development target)
+
+## Build and Development Commands
+
+### Building the Project
+
+From the UE5 engine directory:
+```bash
+# Build game target
+"C:\Program Files\Epic Games\UE_5.6\Engine\Build\BatchFiles\Build.bat" BladeSmith Win64 Development "E:\MiceCola\work\BladeSmith\BladeSmith.uproject"
+
+# Build editor target
+"C:\Program Files\Epic Games\UE_5.6\Engine\Build\BatchFiles\Build.bat" BladeSmithEditor Win64 Development "E:\MiceCola\work\BladeSmith\BladeSmith.uproject"
+```
+
+Alternatively, open `BladeSmith.sln` in Visual Studio and build from there.
+
+### Running the Project
+
+1. Open `BladeSmith.uproject` in UE5.6 Editor
+2. Press Alt+P or click Play to run in editor
+3. Use Ctrl+F11 for hot reload after C++ changes
+
+### Testing
+
+Unreal Engine uses the Automation System:
+- **In Editor:** Window → Developer Tools → Automation Sessions
+- **Command Line:** `UE5Editor.exe BladeSmith.uproject -ExecCmds="Automation RunTests"`
+
+## Architecture Overview
+
+### Core Systems
+
+**1. Dynamic Mesh Deformation System**
+- `ADynamicIronBlock` (Source/BladeSmith/DynamicIronBlock.h/cpp) - Main iron block actor that handles all deformation
+- Uses UE5's GeometryScripting API for runtime mesh manipulation
+- Implements plastic deformation with volume-preserving bulge effects
+- BVH acceleration structure for efficient collision detection
+
+**2. Voxel-Based Temperature System**
+- 3D temperature voxel grid (`FTemperatureVoxel`) stores temperature and plasticity coefficients
+- Temperature affects material plasticity: 800-1200°C is the forging range
+- Heat conduction simulation with surface cooling
+- Per-vertex color visualization of temperature (black body radiation approximation)
+- GPU-accelerated temperature computation using ping-pong buffers
+
+**3. GPU Compute Pipeline (MiceShaders Plugin)**
+- Custom compute shaders for physics simulation
+- `FDeformComputeShader` - Plastic deformation calculations
+- `FTemperatureComputeShader` - Heat conduction and cooling
+- Located in `Plugins/MiceShaders/`
+- Shaders written in HLSL (`.usf` files in `Shaders/Private/`)
+- Uses RDG (Render Dependency Graph) for GPU dispatch
+
+**4. Hammer Interaction System**
+- `UBladeSmithWeaponComponent` (Source/BladeSmith/BladeSmithWeaponComponent.h/cpp) - First-person hammer tool
+- Ray-cast based collision detection
+- Enhanced Input system integration
+- Triggers deformation on `ADynamicIronBlock` via `OnHammerImpact()`
+
+### Key Classes and Their Relationships
+
+```
+ABladeSmithCharacter (Player)
+  └── UBladeSmithWeaponComponent (Hammer Tool)
+        └── OnHammerImpact()
+              └── ADynamicIronBlock (Iron Workpiece)
+                    ├── Temperature Voxel Grid (CPU/GPU)
+                    ├── Dynamic Mesh (GeometryScripting)
+                    └── MiceShaders Compute Shaders
+```
+
+### Data Flow: Hammer Impact to Deformation
+
+1. Player swings hammer (`UBladeSmithWeaponComponent::SwingHammer()`)
+2. Ray-cast detects hit on `ADynamicIronBlock`
+3. `OnHammerImpact()` receives: location, normal, radius, depth, force
+4. Sample plasticity coefficient from temperature voxels at hit location
+5. Apply plastic deformation to mesh vertices via `EditMesh()` lambda
+6. Volume-preserving bulge effect applied around impact zone
+7. Update vertex colors to visualize temperature
+8. GPU compute shader updates temperature distribution
+
+## Module Dependencies
+
+**BladeSmith Module (Source/BladeSmith/BladeSmith.Build.cs):**
+- GeometryScriptingCore, GeometryFramework, DynamicMesh
+- GeometryCore, GeometryAlgorithms, ModelingComponents
+- RenderCore, RHI, Renderer, PhysicsCore
+- EnhancedInput
+- AudioExtensions, AudioMixer, AudioPlatformConfiguration
+- **MiceShaders** (custom plugin)
+
+**MiceShaders Plugin:**
+- Core, RenderCore, RHI
+- Projects (for shader path resolution)
+
+## Code Conventions
+
+### File Headers
+All source files must start with Epic copyright notice (as required by UE5 licensing).
+
+### Naming Conventions
+- **Actors:** `AClassName` (e.g., `ADynamicIronBlock`)
+- **Components:** `UClassName` (e.g., `UBladeSmithWeaponComponent`)
+- **Structs:** `FStructName` (e.g., `FTemperatureVoxel`)
+- **Enums:** `EEnumName`
+- **Functions:** PascalCase (e.g., `OnHammerImpact()`)
+- **Variables:** PascalCase for properties, camelCase for locals
+- **Constants:** PascalCase
+
+### Type Usage
+- Use UE5 types: `TArray<T>`, `TMap<K,V>`, `TSet<T>`, `FVector`, `FString`, `int32`, `uint8`
+- Use `float` by default (not `double`)
+- Smart pointers: rely on UObject garbage collection; use `TSharedPtr<T>` for non-UObjects
+- String literals: wrap in `TEXT()` macro
+
+### Indentation and Formatting
+- **4 spaces** (no tabs)
+- **Allman style braces** (opening brace on new line)
+- Line length under 120 characters
+
+### Threading and GPU Operations
+```cpp
+// Atomic flags for thread-safe GPU buffer status
+std::atomic<bool> bGPUBuffersReady{false};
+
+// Render thread commands
+ENQUEUE_RENDER_COMMAND(CommandName)(
+    [Params](FRHICommandListImmediate& RHICmdList)
+    {
+        // GPU operations here
+    }
+);
+```
+
+### Documentation
+Comments use Chinese for domain-specific logic (e.g., "锤子组件", "温度体素结构").
+
+## Important Implementation Details
+
+### Temperature-Plasticity Relationship
+- Plasticity = 0 below `ForgeTemperatureMin` (800°C by default)
+- Plasticity = 1 above `ForgeTemperatureMax` (1200°C by default)
+- Linear interpolation between min and max
+- Deformation depth is multiplied by plasticity coefficient
+
+### Deformation Parameters
+- `FalloffExponent`: Controls edge transition smoothness (default: 2.0)
+- `BulgeRatio`: Bulge radius relative to compression zone (default: 0.8)
+- `BulgeStrength`: Bulge height intensity (default: 0.5)
+- These simulate realistic plastic flow and volume conservation
+
+### Vertex Color Mapping
+- Each vertex samples temperature from voxel grid via trilinear interpolation
+- Temperature is converted to color using black body radiation approximation
+- Updated every frame when temperature changes occur
+
+### GPU Buffer Management
+- Uses ping-pong double buffering for temperature compute shader
+- `TemperatureBufferA` and `TemperatureBufferB` alternate as read/write buffers
+- Separate `PlasticityBuffer` stores derived plasticity coefficients
+- `SurfaceVoxelFlagsBuffer` marks surface voxels for cooling calculations
+- Buffers created on render thread, accessed via UAV/SRV
+
+## Performance Targets
+
+- **Frame time budget:** <7ms for deformation calculations
+- **Target FPS:** 60 FPS during hammer operations
+- **Mesh complexity:** Tested with ~100k vertices using GPU acceleration
+- **Voxel resolution:** 50x50x50 typical (configurable via `TemperatureVoxelSize`)
+
+## Adding New Compute Shaders
+
+1. Create `.h` and `.cpp` in `Plugins/MiceShaders/Source/MiceShaders/Public|Private/`
+2. Define shader class inheriting from `FGlobalShader`
+3. Create corresponding `.usf` HLSL shader in `Plugins/MiceShaders/Shaders/Private/`
+4. Use `IMPLEMENT_GLOBAL_SHADER()` macro to register
+5. Dispatch via RDG in actor's Tick or specialized function
+6. Reference existing shaders: `FDeformComputeShader`, `FTemperatureComputeShader`
+
+## Key UE5 Patterns Used
+
+**Dynamic Mesh Editing:**
+```cpp
+DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& EditMesh)
+{
+    // Modify mesh vertices/triangles here
+}, EDynamicMeshChangeType::GeneralEdit);
+```
+
+**Material Parameter Updates:**
+```cpp
+DynamicMaterialInstance->SetScalarParameterValue(TEXT("AvgTemperature"), AvgTemp);
+DynamicMaterialInstance->SetVectorParameterValue(TEXT("Color"), FLinearColor(R,G,B,A));
+```
+
+**Enhanced Input Binding:**
+```cpp
+if (UEnhancedInputComponent* EnhancedInput = Cast<UEnhancedInputComponent>(InputComponent))
+{
+    EnhancedInput->BindAction(HammerAction, ETriggerEvent::Triggered, this, &ThisClass::SwingHammer);
+}
+```
+
+## Plugin Structure
+
+**Enabled Plugins (BladeSmith.uproject):**
+- GeometryScripting (UE5 built-in)
+- ModelingToolsEditorMode (UE5 built-in)
+- HDRIBackdrop (UE5 built-in)
+- RiderLink (in repository, for JetBrains Rider integration)
+- MiceShaders (custom plugin)
+
+## Content Organization
+
+- `Content/BP/` - Blueprint actors and components
+- `Content/Res/` - Game resources (meshes, materials, textures)
+- `Content/Maps/` - Level maps
+- `Content/Input/` - Enhanced Input assets
+- `Content/FirstPersonArms/`, `Content/FPWeapon/` - First-person character assets
+
+## Notes for AI Agents
+
+- The AGENTS.md file contains comprehensive coding style guidelines; refer to it for detailed conventions
+- When modifying deformation logic, always consider the temperature-plasticity coupling
+- GPU buffer operations must be thread-safe; use atomic flags and render thread commands
+- Test deformation with varying temperatures to ensure plasticity affects results correctly
+- Voxel resolution trades off between accuracy and performance; adjust `TemperatureVoxelSize` accordingly

docs/plans/2026-01-22-刀刃形成技术细节.md

@@ -0,0 +1,684 @@
+# 刀刃形成技术细节
+
+**所属系统**: 高真实度锻造系统
+**文档类型**: 技术实现细节
+**最后更新**: 2026-01-22
+
+---
+
+## 1. 问题分析
+
+### 1.1 核心难点
+
+锻造刀刃时需要：
+1. **材料沿边缘方向流动**（而非均匀扩散）
+2. **边缘保持平整锐利**（而非波浪状凸起）
+3. **厚度逐渐减小**（形成薄片状结构）
+
+当前系统的球形凸起（BulgeRatio）只能处理块状形变，无法满足刀刃形成的方向性需求。
+
+### 1.2 真实锻造物理过程
+
+```
+初始状态：圆柱形铁块
+███████████
+███████████
+
+第一次锻打：
+  ▼锤击
+███████████  ← 受击处变扁
+█████████████  ← 材料向侧面流动
+
+多次锻打：
+  ██  ← 继续变薄
+███████
+███████████  ← 逐渐形成锥形
+
+最终成刃：
+   ▲   ← 边缘平整锐利
+ █████
+████████
+```
+
+关键：材料要**优先沿着边缘方向流动**（垂直于锤击方向 + 朝向边缘）。
+
+---
+
+## 2. 技术方案：各向异性材料流动
+
+### 2.1 核心思想
+
+将凸起从**球形**改为**椭球形**，长轴沿着"最小阻力方向"（边缘方向）。
+
+### 2.2 方向检测算法
+
+```cpp
+/**
+ * 查找最近的自由边界方向
+ * 材料会优先朝向自由边界流动（阻力最小）
+ */
+FVector FindNearestFreeEdgeDirection(
+    const FDynamicMesh3& Mesh,
+    const FVector& LocalPos,
+    const FVector& BoxHalfSize)
+{
+    // 计算到6个面的距离
+    float DistToEdges[6] = {
+        BoxHalfSize.X + LocalPos.X,  // -X面
+        BoxHalfSize.X - LocalPos.X,  // +X面
+        BoxHalfSize.Y + LocalPos.Y,  // -Y面
+        BoxHalfSize.Y - LocalPos.Y,  // +Y面
+        BoxHalfSize.Z + LocalPos.Z,  // -Z面
+        BoxHalfSize.Z - LocalPos.Z   // +Z面
+    };
+
+    // 找最近的边缘
+    int32 NearestEdge = 0;
+    float MinDist = DistToEdges[0];
+    for (int32 i = 1; i < 6; ++i)
+    {
+        if (DistToEdges[i] < MinDist)
+        {
+            MinDist = DistToEdges[i];
+            NearestEdge = i;
+        }
+    }
+
+    // 返回朝向最近边缘的方向
+    static const FVector EdgeDirections[6] = {
+        FVector(-1, 0, 0), FVector(1, 0, 0),
+        FVector(0, -1, 0), FVector(0, 1, 0),
+        FVector(0, 0, -1), FVector(0, 0, 1)
+    };
+
+    return EdgeDirections[NearestEdge];
+}
+
+/**
+ * 计算材料流动的主方向
+ * 主方向 = 朝向边缘 + 垂直于锤击方向
+ */
+FVector3f CalculatePrimaryFlowDirection(
+    const FVector& HammerDir,      // 锤击方向（通常是-Z）
+    const FVector& ToNearestEdge)  // 朝向最近边缘的方向
+{
+    // 移除锤击方向的分量（材料不能向锤头方向流动）
+    FVector3f PrimaryFlow = FVector3f(ToNearestEdge) -
+        FVector3f(HammerDir) * FVector::DotProduct(ToNearestEdge, HammerDir);
+
+    return PrimaryFlow.GetSafeNormal();
+}
+
+/**
+ * 计算次要流动方向（垂直于主方向和锤击方向）
+ */
+FVector3f CalculateSecondaryFlowDirection(
+    const FVector& HammerDir,
+    const FVector& PrimaryFlow)
+{
+    return FVector3f::CrossProduct(FVector3f(HammerDir), PrimaryFlow).GetSafeNormal();
+}
+```
+
+### 2.3 各向异性凸起计算
+
+```cpp
+/**
+ * 应用各向异性材料流动
+ * @param LocalHitPos 锤击位置（局部空间）
+ * @param ImpactRadius 锤击影响半径
+ * @param HammerDir 锤击方向
+ * @param AnisotropyRatio 各向异性比（主方向/次方向的流动强度比）
+ */
+void ApplyAnisotropicDeformation(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const FVector& LocalHitPos,
+    float ImpactRadius,
+    const FVector& HammerDir,
+    float AnisotropyRatio,  // 默认3.0，主方向流动强度是次方向的3倍
+    float BulgeStrength)
+{
+    // 计算流动方向
+    FVector ToNearestEdge = FindNearestFreeEdgeDirection(Mesh, LocalHitPos, BoxHalfSize);
+    FVector3f PrimaryFlow = CalculatePrimaryFlowDirection(HammerDir, ToNearestEdge);
+    FVector3f SecondaryFlow = CalculateSecondaryFlowDirection(HammerDir, PrimaryFlow);
+
+    // 对每个顶点应用形变
+    for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        FVector VertexPos = Mesh.GetVertex(VID);
+        float Distance = FVector::Dist(VertexPos, LocalHitPos);
+
+        if (Distance < ImpactRadius)
+        {
+            // 将位置投影到流动方向
+            float DistAlongPrimary = FVector::DotProduct(
+                FVector(VertexPos - LocalHitPos), PrimaryFlow);
+            float DistAlongSecondary = FVector::DotProduct(
+                FVector(VertexPos - LocalHitPos), SecondaryFlow);
+
+            // 各向异性距离计算
+            // 主方向的"有效距离"更小（更容易到达）→ 凸起更大
+            float EffectiveDistance = FMath::Sqrt(
+                FMath::Square(DistAlongPrimary / AnisotropyRatio) +
+                FMath::Square(DistAlongSecondary)
+            );
+
+            float DistanceRatio = EffectiveDistance / ImpactRadius;
+
+            if (DistanceRatio < 1.0f)
+            {
+                // 使用FalloffExponent控制边缘过渡
+                float FalloffExponent = 2.0f;
+                float BulgeFactor = BulgeStrength *
+                    FMath::Pow(1.0f - DistanceRatio, FalloffExponent);
+
+                // 凸起方向 = 锤击方向（材料被挤压向外）
+                FVector Displacement = HammerDir * (-BulgeFactor);
+
+                // 应用形变
+                Mesh.SetVertex(VID, VertexPos + Displacement);
+            }
+        }
+    }
+}
+```
+
+### 2.4 参数说明
+
+| 参数 | 默认值 | 范围 | 效果 |
+|------|--------|------|------|
+| **AnisotropyRatio** | 3.0 | 1.0-10.0 | 主方向流动强度比。越大，边缘拉伸越明显 |
+| **BulgeStrength** | 0.5 | 0.1-2.0 | 凸起高度。需要配合ImpactRadius调整 |
+| **ImpactRadius** | 5.0 | 1.0-20.0 | 锤击影响半径（cm） |
+| **FalloffExponent** | 2.0 | 1.0-4.0 | 边缘过渡平滑度。越大，边界越锐利 |
+
+**调参建议**：
+- **锻造平面**: AnisotropyRatio = 1.0（均匀流动）
+- **锻造边缘**: AnisotropyRatio = 3.0-5.0（明显方向性）
+- **精细整形**: AnisotropyRatio = 8.0-10.0（极端定向）
+
+---
+
+## 3. 边缘平整约束（可选增强）
+
+### 3.1 问题
+
+即使有各向异性流动，边缘仍可能有轻微波纹：
+
+```
+理想边缘:      ▲
+              ████
+             ██████
+
+实际边缘:     ▲▲▲
+             ████
+            ██████  ← 波纹状
+```
+
+### 3.2 解决方案：边缘顶点几何约束
+
+```cpp
+/**
+ * 检测并标记边缘顶点
+ * 距离任何边界< EdgeThreshold 的顶点
+ */
+void MarkEdgeVertices(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    TSet<int32>& OutEdgeVertices,
+    float EdgeThreshold = 0.5f)  // 5mm
+{
+    FVector BoxHalfSize = GetBoxHalfSize();
+
+    for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        FVector Pos = Mesh.GetVertex(VID);
+
+        // 检查是否接近任何边界
+        bool bNearEdge = false;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.X - BoxHalfSize.X) < EdgeThreshold;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.X + BoxHalfSize.X) < EdgeThreshold;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.Y - BoxHalfSize.Y) < EdgeThreshold;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.Y + BoxHalfSize.Y) < EdgeThreshold;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.Z - BoxHalfSize.Z) < EdgeThreshold;
+        bNearEdge |= FMath::Abs(Pos.Z + BoxHalfSize.Z) < EdgeThreshold;
+
+        if (bNearEdge)
+        {
+            OutEdgeVertices.Add(VID);
+        }
+    }
+}
+
+/**
+ * 对边缘顶点应用线性约束
+ * 形变后将边缘顶点投影到拟合直线上，保持平整
+ */
+void ApplyEdgeLinearConstraint(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& EdgeVertices)
+{
+    for (int32 VID : EdgeVertices)
+    {
+        if (!Mesh.IsVertex(VID))
+            continue;
+
+        // 找到此顶点的边缘邻居
+        TArray<int32> EdgeNeighbors;
+        for (int32 NbrVID : Mesh.VtxVerticesItr(VID))
+        {
+            if (EdgeVertices.Contains(NbrVID))
+            {
+                EdgeNeighbors.Add(NbrVID);
+            }
+        }
+
+        if (EdgeNeighbors.Num() >= 2)
+        {
+            // 使用主成分分析（PCA）拟合直线
+            FVector CurrentPos = Mesh.GetVertex(VID);
+            FVector LineOrigin, LineDirection;
+
+            FitLineToPoints(Mesh, EdgeNeighbors, LineOrigin, LineDirection);
+
+            // 投影到拟合线上
+            FVector ProjectedPos = ProjectPointToLine(CurrentPos, LineOrigin, LineDirection);
+
+            // 稍微平滑更新（避免突变）
+            FVector SmoothPos = FMath::Lerp(CurrentPos, ProjectedPos, 0.5f);
+
+            Mesh.SetVertex(VID, SmoothPos);
+        }
+    }
+}
+
+/**
+ * 使用PCA拟合直线到点集
+ */
+void FitLineToPoints(
+    const FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TArray<int32>& VertexIDs,
+    FVector& OutOrigin,
+    FVector& OutDirection)
+{
+    // 计算质心
+    FVector Centroid = FVector::ZeroVector;
+    for (int32 VID : VertexIDs)
+    {
+        Centroid += Mesh.GetVertex(VID);
+    }
+    Centroid /= VertexIDs.Num();
+
+    // 计算协方差矩阵
+    float CovXX = 0, CovYY = 0, CovZZ = 0;
+    float CovXY = 0, CovXZ = 0, CovYZ = 0;
+
+    for (int32 VID : VertexIDs)
+    {
+        FVector P = Mesh.GetVertex(VID) - Centroid;
+        CovXX += P.X * P.X;
+        CovYY += P.Y * P.Y;
+        CovZZ += P.Z * P.Z;
+        CovXY += P.X * P.Y;
+        CovXZ += P.X * P.Z;
+        CovYZ += P.Y * P.Z;
+    }
+
+    // 构建协方差矩阵
+    FMatrix33 CovMatrix(
+        FVector3f(CovXX, CovXY, CovXZ),
+        FVector3f(CovXY, CovYY, CovYZ),
+        FVector3f(CovXZ, CovYZ, CovZZ)
+    );
+
+    // 计算特征向量（主方向 = 最大特征值对应的向量）
+    FVector3f EigenValues;
+    FMatrix33 EigenVectors;
+    FMatrix33::EigenDecomposition(CovMatrix, EigenValues, EigenVectors);
+
+    // 最大特征值对应的列向量是主方向
+    OutOrigin = Centroid;
+    OutDirection = FVector(EigenVectors.GetColumn(0));  // 第一主成分
+}
+
+/**
+ * 将点投影到直线上
+ */
+FVector ProjectPointToLine(
+    const FVector& Point,
+    const FVector& LineOrigin,
+    const FVector& LineDirection)
+{
+    FVector ToPoint = Point - LineOrigin;
+    float ProjectionLength = FVector::DotProduct(ToPoint, LineDirection);
+    return LineOrigin + LineDirection * ProjectionLength;
+}
+```
+
+### 3.3 完整锤击流程
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::OnHammerImpact(
+    FVector HitLocation,
+    FVector HitNormal,
+    float ImpactRadius,
+    float ImpactDepth,
+    float ImpactForce)
+{
+    FVector LocalHitPos = GetTransform().InverseTransformPosition(HitLocation);
+    FVector HammerDir = GetTransform().InverseTransformPosition(HitNormal);
+
+    DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& Mesh)
+    {
+        // 1. 应用各向异性形变
+        ApplyAnisotropicDeformation(
+            Mesh,
+            LocalHitPos,
+            ImpactRadius,
+            HammerDir,
+            AnisotropyRatio,
+            BulgeStrength
+        );
+
+        // 2. （可选）边缘平整约束
+        if (bEnableEdgeConstraint)
+        {
+            TSet<int32> EdgeVertices;
+            MarkEdgeVertices(Mesh, EdgeVertices, EdgeThreshold);
+
+            // 只处理受影响区域的边缘顶点
+            TSet<int32> AffectedEdges;
+            for (int32 VID : EdgeVertices)
+            {
+                FVector Pos = Mesh.GetVertex(VID);
+                if (FVector::Dist(Pos, LocalHitPos) < ImpactRadius * 1.5f)
+                {
+                    AffectedEdges.Add(VID);
+                }
+            }
+
+            ApplyEdgeLinearConstraint(Mesh, AffectedEdges);
+        }
+    });
+}
+```
+
+---
+
+## 4. 自适应网格细分（可选高级功能）
+
+### 4.1 目的
+
+刀刃区域需要更高密度才能表现锐利边缘：
+
+```
+低密度（5万顶点）:
+    ▲
+   ████  ← 锯齿状，不平整
+
+高密度（200万顶点）:
+     ▲
+    ████  ← 平滑锐利
+   ██████
+```
+
+### 4.2 曲率检测与细分
+
+```cpp
+/**
+ * 检测高曲率边缘并细分
+ */
+void SubdivideHighCurvatureEdges(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    float CurvatureThreshold,    // 曲率阈值
+    float MaxEdgeLength,         // 最大边长
+    int32 MaxSubdivisions)       // 最大细分次数
+{
+    int32 SubdivisionCount = 0;
+
+    for (int32 EID : Mesh.EdgeIndicesItr())
+    {
+        if (SubdivisionCount >= MaxSubdivisions)
+            break;
+
+        // 跳过边界边
+        if (Mesh.IsBoundaryEdge(EID))
+            continue;
+
+        FIndex2i EdgeVerts = Mesh.GetEdgeV(EID);
+        FVector V0 = Mesh.GetVertex(EdgeVerts.A);
+        FVector V1 = Mesh.GetVertex(EdgeVerts.B);
+        float EdgeLength = FVector::Dist(V0, V1);
+
+        // 边太长或曲率太高 → 细分
+        float EdgeCurvature = CalculateEdgeCurvature(Mesh, EID);
+
+        if (EdgeLength > MaxEdgeLength && EdgeCurvature > CurvatureThreshold)
+        {
+            // 细分此边
+            FDynamicMesh3::FEdgeSplitInfo SplitInfo;
+            EMeshResult Result = Mesh.SplitEdge(EID, SplitInfo);
+
+            if (Result == EMeshResult::Ok)
+            {
+                // 新顶点位置 = 中点
+                FVector MidPoint = (V0 + V1) * 0.5f;
+                Mesh.SetVertex(SplitInfo.NewVertex, MidPoint);
+
+                // 插值顶点属性
+                InterpolateVertexAttributes(Mesh, EdgeVerts.A, EdgeVerts.B, SplitInfo.NewVertex);
+
+                SubdivisionCount++;
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/**
+ * 计算边的曲率（基于邻面法线夹角）
+ */
+float CalculateEdgeCurvature(const FDynamicMesh3& Mesh, int32 EdgeID)
+{
+    FIndex2i EdgeTris = Mesh.GetEdgeT(EdgeID);
+
+    // 边界边曲率为0
+    if (EdgeTris.B == IndexConstants::InvalidID)
+        return 0.0f;
+
+    // 获取两个三角形的法线
+    FVector Normal0 = Mesh.GetTriNormal(EdgeTris.A);
+    FVector Normal1 = Mesh.GetTriNormal(EdgeTris.B);
+
+    // 法线夹角 = 曲率度量
+    float Dot = FVector::DotProduct(Normal0, Normal1);
+    return FMath::Acos(Dot);  // 返回弧度
+}
+
+/**
+ * 插值顶点属性
+ * 确保新顶点继承正确的材料状态
+ */
+void InterpolateVertexAttributes(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    int32 VID0,
+    int32 VID1,
+    int32 NewVID)
+{
+    // 位置（已由SplitEdge处理）
+
+    // 初始位置
+    FVector InitPos0 = InitialPositions->GetValue(VID0);
+    FVector InitPos1 = InitialPositions->GetValue(VID1);
+    InitialPositions->SetValue(NewVID, (InitPos0 + InitPos1) * 0.5f);
+
+    // 打磨度
+    float Polish0 = PolishAmount->GetValue(VID0);
+    float Polish1 = PolishAmount->GetValue(VID1);
+    PolishAmount->SetValue(NewVID, (Polish0 + Polish1) * 0.5f);
+
+    // 累积应变
+    float Strain0 = AccumulatedStrain->GetValue(VID0);
+    float Strain1 = AccumulatedStrain->GetValue(VID1);
+    AccumulatedStrain->SetValue(NewVID, (Strain0 + Strain1) * 0.5f);
+
+    // 硬度
+    float Hardness0 = HardnessCoefficient->GetValue(VID0);
+    float Hardness1 = HardnessCoefficient->GetValue(VID1);
+    HardnessCoefficient->SetValue(NewVID, (Hardness0 + Hardness1) * 0.5f);
+
+    // 晶粒尺寸
+    float Grain0 = GrainSize->GetValue(VID0);
+    float Grain1 = GrainSize->GetValue(VID1);
+    GrainSize->SetValue(NewVID, (Grain0 + Grain1) * 0.5f);
+
+    // 顶点颜色
+    FColor Color0 = Mesh.GetVertexColor(VID0);
+    FColor Color1 = Mesh.GetVertexColor(VID1);
+    FLinearColor LinearColor0(Color0);
+    FLinearColor LinearColor1(Color1);
+    FLinearColor AvgColor = (LinearColor0 + LinearColor1) * 0.5f;
+    Mesh.SetVertexColor(NewVID, AvgColor.ToFColor());
+}
+```
+
+### 4.3 集成到锤击流程
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::OnHammerImpact(...)
+{
+    // ... 形变计算 ...
+
+    // 自适应细分（每隔几次锤击执行，避免过度细分）
+    if (bEnableAdaptiveRefinement && HammerHitCount % 5 == 0)
+    {
+        SubdivideHighCurvatureEdges(
+            *DynamicMesh,
+            CurvatureThreshold = 0.5f,  // ~30度角
+            MaxEdgeLength = 2.0f,        // 2cm
+            MaxSubdivisions = 100
+        );
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 5. 性能考虑
+
+### 5.1 计算复杂度
+
+| 操作 | 复杂度 | 实际耗时（20万顶点） |
+|------|--------|---------------------|
+| 各向异性凸起 | O(N) | 2-3ms |
+| 边缘约束（PCA） | O(N×K) | +3-5ms |
+| 自适应细分 | O(E) | +2-4ms |
+| 属性插值 | O(1) per顶点 | 可忽略 |
+
+### 5.2 优化建议
+
+1. **限制约束区域**：只对受影响的边缘顶点应用约束
+2. **降低细分频率**：每5-10次锤击才细分一次
+3. **LOD策略**：远距离铁块使用简化约束
+4. **异步计算**：细分可以延后到帧尾执行
+
+---
+
+## 6. 调试工具
+
+### 6.1 可视化流动方向
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::DebugDrawFlowDirections()
+{
+    FVector BoxHalfSize = GetBoxHalfSize();
+
+    // 在网格表面采样点
+    for (int32 VID : DynamicMesh->VertexIndicesItr())
+    {
+        if (VID % 100 != 0)  // 稀疏采样
+            continue;
+
+        FVector Pos = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(VID));
+
+        // 计算流动方向
+        FVector ToNearestEdge = FindNearestFreeEdgeDirection(*DynamicMesh,
+            DynamicMesh->GetVertex(VID), BoxHalfSize);
+        FVector PrimaryFlow = CalculatePrimaryFlowDirection(FVector::DownVector, ToNearestEdge);
+
+        // 绘制方向箭头
+        DrawDebugDirectionalArrow(
+            GetWorld(),
+            Pos,
+            Pos + GetActorTransform().TransformVector(PrimaryFlow) * 5.0f,
+            2.0f,
+            FColor::Cyan,
+            false,
+            5.0f,
+            0,
+            0.5f
+        );
+    }
+}
+```
+
+### 6.2 可视化边缘顶点
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::DebugDrawEdgeVertices()
+{
+    TSet<int32> EdgeVertices;
+    MarkEdgeVertices(*DynamicMesh, EdgeVertices, EdgeThreshold);
+
+    for (int32 VID : EdgeVertices)
+    {
+        FVector Pos = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(VID));
+        DrawDebugPoint(GetWorld(), Pos, 8.0f, FColor::Red, false, 5.0f);
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 7. 参数配置示例
+
+### 7.1 锻造平面（打铁块顶面）
+
+```cpp
+AnisotropyRatio = 1.0f;   // 均匀流动
+ImpactRadius = 5.0f;
+BulgeStrength = 0.5f;
+bEnableEdgeConstraint = false;
+```
+
+### 7.2 锻造边缘（形成刀刃）
+
+```cpp
+AnisotropyRatio = 4.0f;   // 强方向性
+ImpactRadius = 3.0f;       // 小范围
+BulgeStrength = 0.3f;      // 较小凸起
+bEnableEdgeConstraint = true;
+EdgeThreshold = 1.0f;      // 1cm
+```
+
+### 7.3 精细整形（最后修整）
+
+```cpp
+AnisotropyRatio = 8.0f;   // 极端定向
+ImpactRadius = 1.5f;       // 很小范围
+BulgeStrength = 0.1f;      // 微调
+bEnableEdgeConstraint = true;
+EdgeThreshold = 0.5f;      // 5mm
+```
+
+---
+
+## 8. 已知限制
+
+1. **极端形变**: 当边缘厚度<1mm时，各向异性假设可能失效
+2. **拓扑变化**: 当前方法无法处理网格撕裂或融合（如锻打折叠）
+3. **多重边缘**: 复杂形状（如叉状）的方向检测可能不准确
+
+**未来改进方向**：
+- 基于曲率张量的精确流动方向
+- 支持拓扑变化（网格切割与连接）
+- 多工具系统（不同锤头形状）

docs/plans/2026-01-22-网格质量优化细节.md

@@ -0,0 +1,980 @@
+# 网格质量优化细节
+
+**所属系统**: 高真实度锻造系统
+**文档类型**: 技术实现细节
+**最后更新**: 2026-01-22
+
+---
+
+## 1. 问题分析
+
+### 1.1 网格退化现象
+
+在连续锻打过程中，动态网格会逐渐退化：
+
+```
+初始均匀网格（良好）：
+  /\  /\  /\
+ /__\/__\/__\
+  /\  /\  /\
+ /__\/__\/__\
+
+锤击后（退化）：
+  /\    /|\    /\  ← 细长三角形（Sliver）
+ /__\  /_|_\  /__\
+
+      ^^ 过小 ^^  ← 重叠三角形
+
+问题：
+1. 细长三角形：长宽比>10:1
+2. 过小三角形：面积<0.01mm²
+3. 分布不均：密度相差100倍
+4. 法线扭曲：相邻三角形法线夹角>90°
+```
+
+### 1.2 影响评估
+
+#### 视觉影响
+- **着色异常**: 细长三角形法线插值错误 → 表面出现条纹、色块
+- **闪烁问题**: 极小三角形像素覆盖不足 → 出现"空洞"或闪烁
+- **边缘锯齿**: 边缘三角形拉伸 → 刀刃呈锯齿状
+
+#### 性能影响
+- **BVH查询效率下降**: 大量小三角形导致遍历深度增加，碰撞检测耗时+50-80%
+- **渲染开销**: 顶点处理效率降低，Overdraw增加
+- **内存浪费**: 大量无效三角形占用内存
+
+#### 数值稳定性
+- **浮点误差累积**: 极小边长导致叉积精度丢失
+- **法线计算错误**: 接近共线的三点 → 法线方向不确定
+- **碰撞检测失效**: 射线-三角形交点测试不稳定
+
+---
+
+## 2. 解决方案：增量式局部优化
+
+### 2.1 核心思想
+
+```
+传统方法（全局重建）：
+锤击 → 全网格检测 → 全网格优化 → 重建BVH
+  ↓
+耗时50-100ms，顶点属性可能丢失
+
+增量优化（局部）：
+锤击 → 仅检测受影响区域 → 局部优化 → 局部BVH更新
+  ↓
+耗时5-15ms，保留所有顶点属性
+```
+
+### 2.2 优化三步法
+
+```
+Step 1: 边翻转（Edge Flip）
+┌───────┐     ┌───────┐
+│╱      │  →  │      ╲│  改善长宽比
+│╱      │     │      ╲│
+└───────┘     └───────┘
+
+Step 2: 顶点平滑（Laplacian Smoothing）
+●────●────●     ●────●────●
+    ╰─╯              │     均匀化分布
+
+Step 3: 自适应重网格（Remeshing）
+  /\      /\     /\      /\   合并过大三角形
+ /__\    /__\ → /__\    /\__/   细分过小三角形
+```
+
+---
+
+## 3. 网格质量度量
+
+### 3.1 质量指标
+
+```cpp
+/**
+ * 三角形质量指标
+ */
+struct FTriangleQualityMetrics
+{
+    float Area;              // 面积（mm²）
+    float AspectRatio;       // 长宽比（0-1，1=正三角形）
+    float MinAngle;          // 最小内角（度）
+    float MaxAngle;          // 最大内角（度）
+    float EdgeLengthVariance;// 边长方差
+};
+
+/**
+ * 计算三角形质量
+ */
+FTriangleQualityMetrics CalculateTriangleQuality(
+    const FDynamicMesh3& Mesh,
+    int32 TriangleID)
+{
+    FTriangleQualityMetrics Metrics;
+
+    // 获取三角形顶点
+    FIndex3i Tri = Mesh.GetTriangle(TriangleID);
+    FVector A = Mesh.GetVertex(Tri.A);
+    FVector B = Mesh.GetVertex(Tri.B);
+    FVector C = Mesh.GetVertex(Tri.C);
+
+    // 计算边长
+    float EdgeAB = FVector::Dist(A, B);
+    float EdgeBC = FVector::Dist(B, C);
+    float EdgeCA = FVector::Dist(C, A);
+
+    // 计算面积
+    FVector AB = B - A;
+    FVector AC = C - A;
+    Metrics.Area = FVector::CrossProduct(AB, AC).Size() * 0.5f;
+
+    // 计算长宽比
+    float MaxEdge = FMath::Max3(EdgeAB, EdgeBC, EdgeCA);
+    float MinEdge = FMath::Min3(EdgeAB, EdgeBC, EdgeCA);
+    Metrics.AspectRatio = MinEdge / (MaxEdge + 1e-6f);
+
+    // 计算内角（余弦定理）
+    Metrics.MaxAngle = FMath::RadiansToDegrees(FMath::Acos(
+        FMath::Clamp((EdgeBC*EdgeBC + EdgeCA*EdgeCA - EdgeAB*EdgeAB) / (2.0f * EdgeBC * EdgeCA),
+                     -1.0f, 1.0f)));
+
+    // 边长方差
+    float MeanEdge = (EdgeAB + EdgeBC + EdgeCA) / 3.0f;
+    Metrics.EdgeLengthVariance = (
+        FMath::Square(EdgeAB - MeanEdge) +
+        FMath::Square(EdgeBC - MeanEdge) +
+        FMath::Square(EdgeCA - MeanEdge)
+    ) / 3.0f;
+
+    return Metrics;
+}
+
+/**
+ * 判断三角形是否退化
+ */
+bool IsDegenerateTriangle(const FTriangleQualityMetrics& Metrics)
+{
+    return
+        Metrics.Area < 0.01f ||           // 面积太小
+        Metrics.AspectRatio < 0.1f ||      // 长宽比>10:1
+        Metrics.MaxAngle > 150.0f;         // 最大角>150度
+}
+```
+
+### 3.2 质量阈值配置
+
+```cpp
+class ADynamicIronBlock
+{
+    // 网格质量参数
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Quality")
+    float MinTriangleArea = 0.01f;         // 最小面积（mm²）
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Quality")
+    float MaxTriangleArea = 100.0f;        // 最大面积（mm²）
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Quality")
+    float MinAspectRatio = 0.1f;           // 最小长宽比
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Quality")
+    bool bAutoOptimizeMesh = true;         // 自动优化开关
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Mesh Quality")
+    float OptimizationRadius = 1.5f;       // 优化半径倍数（相对于ImpactRadius）
+};
+```
+
+---
+
+## 4. Step 1: 边翻转优化
+
+### 4.1 算法原理
+
+```
+翻转前（质量差）：
+  C
+  │╲
+  │ ╲
+A─┼──B  ← 边AB
+  │ ╱
+  │╱
+  D
+
+质量指标：
+- 长宽比 = 0.08（很差）
+- 最大角 = 160°
+
+翻转后（改善）：
+  C
+  │╲
+  │ ╲
+  ╲  ╲   ← 新边CD
+   ╲  ╲
+    ╲  ╲
+     D──A──B  ← 边AB分成两条
+
+质量指标：
+- 长宽比 = 0.6（良好）
+- 最大角 = 80°
+```
+
+### 4.2 实现代码
+
+```cpp
+/**
+ * 边翻转优化
+ * 通过翻转边来改善三角形长宽比
+ */
+void FlipEdgesToImproveQuality(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& AffectedTriangles,
+    float MinAspectRatio)
+{
+    // 收集相关边
+    TSet<int32> EdgesToCheck;
+    for (int32 TID : AffectedTriangles)
+    {
+        FIndex3i TriEdges = Mesh.GetTriEdges(TID);
+        EdgesToCheck.Add(TriEdges.A);
+        EdgesToCheck.Add(TriEdges.B);
+        EdgesToCheck.Add(TriEdges.C);
+    }
+
+    int32 FlipCount = 0;
+
+    for (int32 EID : EdgesToCheck)
+    {
+        // 跳过边界边和内部边
+        if (!Mesh.IsEdge(EID) || Mesh.IsBoundaryEdge(EID))
+            continue;
+
+        // 获取边的两个三角形
+        FIndex2i EdgeTris = Mesh.GetEdgeT(EID);
+        if (EdgeTris.B == IndexConstants::InvalidID)
+            continue;  // 边界边，无法翻转
+
+        // 计算翻转前的质量
+        float QualityBefore = CalculateAspectRatio(Mesh, EdgeTris.A) +
+                              CalculateAspectRatio(Mesh, EdgeTris.B);
+
+        // 尝试翻转
+        FDynamicMesh3::FEdgeFlipInfo FlipInfo;
+        EMeshResult Result = Mesh.FlipEdge(EID, FlipInfo);
+
+        if (Result == EMeshResult::Ok)
+        {
+            // 计算翻转后的质量
+            float QualityAfter = CalculateAspectRatio(Mesh, EdgeTris.A) +
+                                 CalculateAspectRatio(Mesh, EdgeTris.B);
+
+            // 如果质量没有改善，翻转回去
+            if (QualityAfter <= QualityBefore)
+            {
+                Mesh.FlipEdge(EID, FlipInfo);  // 撤销
+            }
+            else
+            {
+                FlipCount++;
+            }
+        }
+    }
+
+    //UE_LOG(LogBladeSmith, Log, TEXT("Flipped %d edges"), FlipCount);
+}
+
+/**
+ * 计算单个三角形的长宽比
+ */
+float CalculateAspectRatio(const FDynamicMesh3& Mesh, int32 TriID)
+{
+    FIndex3i Tri = Mesh.GetTriangle(TriID);
+    FVector A = Mesh.GetVertex(Tri.A);
+    FVector B = Mesh.GetVertex(Tri.B);
+    FVector C = Mesh.GetVertex(Tri.C);
+
+    float EdgeAB = FVector::Dist(A, B);
+    float EdgeBC = FVector::Dist(B, C);
+    float EdgeCA = FVector::Dist(C, A);
+
+    float MaxEdge = FMath::Max3(EdgeAB, EdgeBC, EdgeCA);
+    float MinEdge = FMath::Min3(EdgeAB, EdgeBC, EdgeCA);
+
+    return MinEdge / (MaxEdge + 1e-6f);
+}
+```
+
+---
+
+## 5. Step 2: 顶点平滑
+
+### 5.1 Laplacian平滑原理
+
+```
+平滑前：
+    ●
+   ╱ ╲  不规则分布
+  ●   ●
+
+平滑后（每个顶点移向邻居的平均位置）：
+    ●
+   │ ╲  均匀分布
+   │  ╲
+  ●───●
+
+公式：
+V_new = V_old + λ × (Σ(V_neighbor) / N - V_old)
+
+其中：
+λ = 平滑系数（0-1）
+N = 邻居顶点数量
+```
+
+### 5.2 实现代码
+
+```cpp
+/**
+ * Laplacian顶点平滑
+ * 均匀化顶点分布，改善网格质量
+ */
+void SmoothVertices(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& AffectedTriangles,
+    int32 Iterations,
+    float SmoothFactor)
+{
+    if (Iterations <= 0)
+        return;
+
+    // 收集需要平滑的顶点
+    TSet<int32> VerticesToSmooth;
+    for (int32 TID : AffectedTriangles)
+    {
+        FIndex3i Tri = Mesh.GetTriangle(TID);
+        VerticesToSmooth.Add(Tri.A);
+        VerticesToSmooth.Add(Tri.B);
+        VerticesToSmooth.Add(Tri.C);
+    }
+
+    // 排除边界顶点（保持形状）
+    TSet<int32> InteriorVertices;
+    for (int32 VID : VerticesToSmooth)
+    {
+        if (!Mesh.IsBoundaryVertex(VID))
+        {
+            InteriorVertices.Add(VID);
+        }
+    }
+
+    // 迭代平滑
+    for (int32 Iter = 0; Iter < Iterations; ++Iter)
+    {
+        TMap<int32, FVector> NewPositions;
+
+        for (int32 VID : InteriorVertices)
+        {
+            // 获取邻接顶点
+            TArray<int32> Neighbors;
+            for (int32 NbrVID : Mesh.VtxVerticesItr(VID))
+            {
+                Neighbors.Add(NbrVID);
+            }
+
+            if (Neighbors.Num() == 0)
+                continue;
+
+            // 计算平均位置
+            FVector Sum = FVector::ZeroVector;
+            for (int32 NbrVID : Neighbors)
+            {
+                Sum += Mesh.GetVertex(NbrVID);
+            }
+            FVector AvgPos = Sum / Neighbors.Num();
+
+            // Laplacian平滑
+            FVector CurrentPos = Mesh.GetVertex(VID);
+            FVector NewPos = FMath::Lerp(CurrentPos, AvgPos, SmoothFactor);
+
+            NewPositions.Add(VID, NewPos);
+        }
+
+        // 批量更新位置
+        for (const auto& Pair : NewPositions)
+        {
+            Mesh.SetVertex(Pair.Key, Pair.Value);
+        }
+    }
+}
+```
+
+### 5.3 加权平滑（保留特征）
+
+```cpp
+/**
+ * 特征保留的加权平滑
+ * 根据曲率调整平滑强度：高曲率区域少平滑
+ */
+void WeightedSmoothVertices(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& AffectedTriangles,
+    float BaseSmoothFactor)
+{
+    TMap<int32, FVector> NewPositions;
+
+    for (int32 VID : AffectedTriangles)
+    {
+        if (Mesh.IsBoundaryVertex(VID))
+            continue;
+
+        // 计算局部曲率
+        float Curvature = CalculateVertexCurvature(Mesh, VID);
+
+        // 高曲率区域平滑系数小（保留锐利特征）
+        float AdaptiveSmoothFactor = BaseSmoothFactor / (1.0f + Curvature * 5.0f);
+
+        // ... 其余逻辑同Laplacian平滑
+    }
+}
+
+/**
+ * 计算顶点曲率（简化：基于邻面法线方差）
+ */
+float CalculateVertexCurvature(const FDynamicMesh3& Mesh, int32 VID)
+{
+    TArray<int32> Triangles;
+    for (int32 TID : Mesh.VtxTrianglesItr(VID))
+    {
+        Triangles.Add(TID);
+    }
+
+    if (Triangles.Num() < 2)
+        return 0.0f;
+
+    // 计算平均法线
+    FVector AverageNormal = FVector::ZeroVector;
+    for (int32 TID : Triangles)
+    {
+        AverageNormal += Mesh.GetTriNormal(TID);
+    }
+    AverageNormal /= Triangles.Num();
+
+    // 计算法线方差
+    float Variance = 0.0f;
+    for (int32 TID : Triangles)
+    {
+        FVector TriNormal = Mesh.GetTriNormal(TID);
+        Variance += FVector::DistSquared(TriNormal, AverageNormal);
+    }
+    Variance /= Triangles.Num();
+
+    return FMath::Sqrt(Variance);
+}
+```
+
+---
+
+## 6. Step 3: 自适应重网格
+
+### 6.1 使用UE5的FRemesher
+
+```cpp
+#include "MeshSimplification.h"
+#include "Remesher.h"
+
+/**
+ * 局部自适应重网格
+ * 使用FRemesher自动细分和合并三角形
+ */
+void RemeshRegion(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& AffectedTriangles,
+    float TargetEdgeLength)
+{
+    // 创建Remesher
+    FRemesher Remesher(&Mesh);
+
+    // 配置Remesher
+    Remesher.bEnableSplits = true;        // 允许边细分
+    Remesher.bEnableCollapses = true;     // 允许边合并
+    Remesher.bEnableFlips = true;         // 允许边翻转
+    Remesher.bEnableSmoothing = true;     // 允许平滑
+    Remesher.bPreventNormalFlips = true;  // 防止法线反转
+
+    // 设置目标边长
+    Remesher.SetTargetEdgeLength(TargetEdgeLength);
+    Remesher.SetMinEdgeLength(TargetEdgeLength * 0.5f);
+    Remesher.SetMaxEdgeLength(TargetEdgeLength * 2.0f);
+
+    // 限制重网格化到受影响区域
+    // 方法1: 使用投影约束
+    for (int32 TID : AffectedTriangles)
+    {
+        Remesher.ProjectionTarget.AddTriangle(TID);
+    }
+
+    // 执行重网格化（限制迭代次数）
+    int32 MaxIterations = 5;
+    for (int32 i = 0; i < MaxIterations; ++i)
+    {
+        Remesher.BasicRemeshPass();
+
+        // 检查是否收敛
+        float AvgEdgeLength = CalculateAverageEdgeLength(Mesh, AffectedTriangles);
+        if (FMath::Abs(AvgEdgeLength - TargetEdgeLength) < TargetEdgeLength * 0.1f)
+        {
+            break;
+        }
+    }
+}
+
+/**
+ * 计算平均边长
+ */
+float CalculateAverageEdgeLength(
+    const FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TSet<int32>& Triangles)
+{
+    float TotalLength = 0.0f;
+    int32 Count = 0;
+
+    TSet<int32> ProcessedEdges;
+
+    for (int32 TID : Triangles)
+    {
+        FIndex3i Edges = Mesh.GetTriEdges(TID);
+
+        for (int32 i = 0; i < 3; ++i)
+        {
+            int32 EID = Edges[i];
+            if (!ProcessedEdges.Contains(EID))
+            {
+                ProcessedEdges.Add(EID);
+
+                FIndex2i EdgeVerts = Mesh.GetEdgeV(EID);
+                FVector V0 = Mesh.GetVertex(EdgeVerts.A);
+                FVector V1 = Mesh.GetVertex(EdgeVerts.B);
+
+                TotalLength += FVector::Dist(V0, V1);
+                Count++;
+            }
+        }
+    }
+
+    return Count > 0 ? (TotalLength / Count) : 1.0f;
+}
+```
+
+### 6.2 保留顶点属性
+
+重网格化会改变顶点ID，需要重新插值属性：
+
+```cpp
+/**
+ * 保存当前顶点属性
+ */
+TMap<int32, FVertexAttributes> SaveVertexAttributes(const FDynamicMesh3& Mesh)
+{
+    TMap<int32, FVertexAttributes> AttributeMap;
+
+    for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        FVertexAttributes Attr;
+        Attr.Position = Mesh.GetVertex(VID);
+        Attr.Color = Mesh.GetVertexColor(VID);
+        // ... 其他属性
+
+        AttributeMap.Add(VID, Attr);
+    }
+
+    return AttributeMap;
+}
+
+/**
+ * 重网格化后插值属性
+ */
+void RestoreVertexAttributes(
+    FDynamicMesh3& Mesh,
+    const TMap<int32, FVertexAttributes>& OldAttributes)
+{
+    // 简化：最近邻插值
+    for (int32 NewVID : Mesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        FVector NewPos = Mesh.GetVertex(NewVID);
+
+        // 找最近的旧顶点
+        int32 BestVID = IndexConstants::InvalidID;
+        float MinDist = TNumericLimits<float>::Max();
+
+        for (const auto& Pair : OldAttributes)
+        {
+            float Dist = FVector::Dist(NewPos, Pair.Value.Position);
+            if (Dist < MinDist)
+            {
+                MinDist = Dist;
+                BestVID = Pair.Key;
+            }
+        }
+
+        if (BestVID != IndexConstants::InvalidID)
+        {
+            const FVertexAttributes& OldAttr = OldAttributes[BestVID];
+            Mesh.SetVertexColor(NewVID, OldAttr.Color);
+            // ... 其他属性
+        }
+    }
+}
+```
+
+**更优方案**：使用重网格化回调
+
+```cpp
+// FRemesher支持回调，可以在顶点创建/删除时插值属性
+Remesher.OnVertexSplit.AddLambda(
+    [&](int32 OriginalVID, int32 NewVID, float SplitAlpha)
+    {
+        // 插值属性
+        float Polish0 = PolishAmount->GetValue(OriginalVID);
+        float Polish1 = /* 邻接顶点的Polish */;
+        PolishAmount->SetValue(NewVID, FMath::Lerp(Polish0, Polish1, SplitAlpha));
+    });
+```
+
+---
+
+## 7. 完整优化流程
+
+### 7.1 集成到锤击事件
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::OnHammerImpact(
+    FVector HitLocation,
+    FVector HitNormal,
+    float ImpactRadius,
+    float ImpactDepth,
+    float ImpactForce)
+{
+    FVector LocalHitPos = GetTransform().InverseTransformPosition(HitLocation);
+
+    double StartTime = FPlatformTime::Seconds();
+
+    DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& Mesh)
+    {
+        // ===== 1. 执行形变 =====
+        ApplyAnisotropicDeformation(Mesh, LocalHitPos, ImpactRadius, ...);
+
+        // ===== 2. 网格质量优化 =====
+        if (bAutoOptimizeMesh)
+        {
+            // 找到受影响的三角形
+            TSet<int32> AffectedTriangles = FindAffectedTriangles(Mesh, LocalHitPos, ImpactRadius);
+
+            if (AffectedTriangles.Num() > 0)
+            {
+                // Step 1: 边翻转
+                FlipEdgesToImproveQuality(Mesh, AffectedTriangles, MinAspectRatio);
+
+                // Step 2: 顶点平滑
+                SmoothVertices(Mesh, AffectedTriangles, 2, 0.5f);
+
+                // Step 3: 自适应重网格（每隔几次执行）
+                static int32 RemeshCounter = 0;
+                if (++RemeshCounter % 5 == 0)
+                {
+                    float TargetEdgeLength = CalculateAverageEdgeLength(Mesh, AffectedTriangles);
+                    RemeshRegion(Mesh, AffectedTriangles, TargetEdgeLength);
+                }
+            }
+        }
+
+        // ===== 3. 更新顶点颜色（温度、打磨度）=====
+        UpdateVertexColors(Mesh);
+    });
+
+    // ===== 4. 重建BVH =====
+    GenerateBVH();
+
+    double ElapsedTime = (FPlatformTime::Seconds() - StartTime) * 1000.0;
+    //UE_LOG(LogBladeSmith, Log, TEXT("Hammer impact + optimization: %.2f ms"), ElapsedTime);
+}
+
+/**
+ * 找到受锤击影响的三角形
+ */
+TSet<int32> ADynamicIronBlock::FindAffectedTriangles(
+    const FDynamicMesh3& Mesh,
+    FVector Center,
+    float Radius) const
+{
+    TSet<int32> AffectedTriangles;
+
+    for (int32 TID : Mesh.TriangleIndicesItr())
+    {
+        FVector Centroid = Mesh.GetTriCentroid(TID);
+        if (FVector::Dist(Centroid, Center) < Radius * OptimizationRadius)
+        {
+            AffectedTriangles.Add(TID);
+        }
+    }
+
+    return AffectedTriangles;
+}
+```
+
+---
+
+## 8. 性能分析
+
+### 8.1 计算复杂度
+
+| 操作 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 实际耗时（20万顶点） |
+|------|-----------|-----------|---------------------|
+| 边翻转 | O(E×K) | O(E) | 3-5ms |
+| 顶点平滑 | O(N×K×V) | O(N) | 2-3ms |
+| 重网格化 | O(E×log E) | O(E) | 5-10ms |
+| **总计** | - | - | **10-18ms** |
+
+其中：
+- N = 顶点数（20万）
+- E = 边数（约3万）
+- K = 迭代次数（2-5）
+- V = 平均邻接顶点数（6-8）
+
+### 8.2 优化策略
+
+#### 策略1: 限制优化区域
+
+```cpp
+// 仅优化距离锤击中心 < OptimizationRadius × ImpactRadius 的区域
+float OptimizationRadius = 1.5f;  // 仅优化150%影响半径内
+
+// 效果：优化区域减少60%，耗时减少50%
+```
+
+#### 策略2: 降低重网格频率
+
+```cpp
+// 每5次锤击才重网格一次
+if (++RemeshCounter % 5 == 0)
+{
+    RemeshRegion(...);
+}
+
+// 效果：平均耗时减少40%
+```
+
+#### 策略3: 质量阈值触发
+
+```cpp
+// 仅当网格质量低于阈值时才优化
+float AverageQuality = CalculateAverageMeshQuality(Mesh, AffectedTriangles);
+if (AverageQuality < QualityThreshold)
+{
+    OptimizeMeshQuality(...);
+}
+
+// 效果：仅必要时优化，平均耗时减少70%
+```
+
+#### 策略4: 分帧处理
+
+```cpp
+// 将重网格化分散到多帧
+if (bPendingRemesh)
+{
+    RemeshRegion(...);  // 执行一小部分
+    if (!IsRemeshComplete())
+    {
+        // 下一帧继续
+        GetWorldTimerManager().SetTimerForNextTick(this, &ThisClass::ContinueRemesh);
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 9. 调试与可视化
+
+### 9.1 可视化退化三角形
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::DebugDrawDegenerateTriangles()
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    for (int32 TID : DynamicMesh->TriangleIndicesItr())
+    {
+        FTriangleQualityMetrics Quality = CalculateTriangleQuality(*DynamicMesh, TID);
+
+        if (IsDegenerateTriangle(Quality))
+        {
+            // 绘制退化三角形（红色）
+            FIndex3i Tri = DynamicMesh->GetTriangle(TID);
+            FVector A = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(Tri.A));
+            FVector B = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(Tri.B));
+            FVector C = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(Tri.C));
+
+            DrawDebugLine(GetWorld(), A, B, FColor::Red, false, 5.0f, 0, 2.0f);
+            DrawDebugLine(GetWorld(), B, C, FColor::Red, false, 5.0f, 0, 2.0f);
+            DrawDebugLine(GetWorld(), C, A, FColor::Red, false, 5.0f, 0, 2.0f);
+        }
+    }
+}
+```
+
+### 9.2 可视化网格质量热图
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::DebugDrawQualityHeatmap()
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    for (int32 TID : DynamicMesh->TriangleIndicesItr())
+    {
+        if (TID % 10 != 0)  // 稀疏采样
+            continue;
+
+        float Quality = CalculateAspectRatio(*DynamicMesh, TID);
+
+        // 颜色映射：蓝色（好）→ 绿色（中）→ 红色（差）
+        FColor HeatColor;
+        if (Quality > 0.5f)
+        {
+            HeatColor = FLinearColor::LerpUsingHSV(FColor::Green, FColor::Blue,
+                (Quality - 0.5f) / 0.5f).ToFColor();
+        }
+        else
+        {
+            HeatColor = FLinearColor::LerpUsingHSV(FColor::Red, FColor::Green,
+                Quality / 0.5f).ToFColor();
+        }
+
+        FIndex3i Tri = DynamicMesh->GetTriangle(TID);
+        FVector Center = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetTriCentroid(TID));
+
+        DrawDebugPoint(GetWorld(), Center, 5.0f, HeatColor, false, 5.0f);
+    }
+}
+```
+
+### 9.3 性能统计
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::LogMeshQualityStats()
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    // 统计质量指标
+    int32 TotalTriangles = DynamicMesh->TriangleCount();
+    int32 DegenerateCount = 0;
+    float TotalAspectRatio = 0.0f;
+    float TotalArea = 0.0f;
+
+    for (int32 TID : DynamicMesh->TriangleIndicesItr())
+    {
+        FTriangleQualityMetrics Quality = CalculateTriangleQuality(*DynamicMesh, TID);
+
+        TotalAspectRatio += Quality.AspectRatio;
+        TotalArea += Quality.Area;
+
+        if (IsDegenerateTriangle(Quality))
+        {
+            DegenerateCount++;
+        }
+    }
+
+    float AvgAspectRatio = TotalAspectRatio / TotalTriangles;
+    float DegenerateRatio = (float)DegenerateCount / TotalTriangles;
+
+    UE_LOG(LogBladeSmith, Warning,
+        TEXT("Mesh Quality: AvgAspectRatio=%.3f, Degenerate=%.1f%%"),
+        AvgAspectRatio,
+        DegenerateRatio * 100.0f
+    );
+}
+```
+
+---
+
+## 10. 参数调优指南
+
+### 10.1 不同场景的推荐参数
+
+#### 锻造平面（大范围形变）
+
+```cpp
+MinTriangleArea = 0.5f;         // 允许较大三角形
+MaxTriangleArea = 200.0f;
+MinAspectRatio = 0.15f;         // 放宽长宽比要求
+OptimizationRadius = 2.0f;      // 大范围优化
+SmoothIterations = 2;
+RemeshFrequency = 10;           // 低频重网格
+```
+
+#### 锻造边缘（精细形变）
+
+```cpp
+MinTriangleArea = 0.01f;        // 高质量要求
+MaxTriangleArea = 50.0f;
+MinAspectRatio = 0.2f;          // 严格长宽比
+OptimizationRadius = 1.2f;      // 局部优化
+SmoothIterations = 3;
+RemeshFrequency = 5;            // 高频重网格
+```
+
+#### 性能优先模式
+
+```cpp
+MinTriangleArea = 1.0f;         // 放宽质量要求
+MaxTriangleArea = 500.0f;
+MinAspectRatio = 0.05f;         // 允许严重退化
+OptimizationRadius = 1.0f;
+SmoothIterations = 1;
+RemeshFrequency = 20;           // 极低频重网格
+```
+
+### 10.2 自动调参
+
+```cpp
+/**
+ * 根据当前帧率自动调整优化强度
+ */
+void AutoAdjustOptimizationSettings()
+{
+    float CurrentFPS = GetWorld()->GetDeltaSeconds();
+
+    if (CurrentFPS < 30.0f)
+    {
+        // 帧率低：降低优化频率
+        RemeshFrequency = FMath::Min(RemeshFrequency + 1, 20);
+        OptimizationRadius = FMath::Max(OptimizationRadius - 0.1f, 1.0f);
+    }
+    else if (CurrentFPS > 55.0f)
+    {
+        // 帧率高：提高质量
+        RemeshFrequency = FMath::Max(RemeshFrequency - 1, 3);
+        OptimizationRadius = FMath::Min(OptimizationRadius + 0.1f, 2.0f);
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 11. 已知限制与未来改进
+
+### 11.1 当前限制
+
+1. **属性插值精度**: 重网格化后顶点属性需要插值，可能有精度损失
+2. **BVH重建开销**: 每次形变后重建BVH仍需5-10ms
+3. **极端形变**: 当形变超过50%时，优化效果显著下降
+4. **拓扑变化**: 无法处理网格撕裂、融合等拓扑变化
+
+### 11.2 未来改进方向
+
+1. **增量式BVH更新**: 仅更新受影响区域的BVH节点
+2. **GPU加速优化**: 将边翻转、平滑放到Compute Shader
+3. **自适应优化频率**: 基于退化程度动态调整
+4. **多线程并行**: 独立区域可以并行优化
+5. **预测性优化**: 在锤击前预测退化区域并提前优化

docs/plans/2026-01-22-表面磨损系统细节.md

@@ -0,0 +1,677 @@
+# 表面磨损系统细节
+
+**所属系统**: 高真实度锻造系统
+**文档类型**: 技术实现细节
+**最后更新**: 2026-01-22
+
+---
+
+## 1. 需求概述
+
+### 1.1 目标效果
+
+- 锤击后表面从"生锈"变"光亮"，露出金属本体
+- 金属度（Metallic）增加：0.0 → 1.0
+- 粗糙度（Roughness）降低：0.9 → 0.2
+- 支持多种表面状态：铁锈、氧化层、酸蚀痕迹、划痕
+- **关键要求**：表面特征必须随形变一起移动，不能"漂移"
+
+### 1.2 铁锈的物理本质
+
+真实铁锈层：
+- **厚度**: 0.1-2mm（可视严重程度）
+- **成分**: Fe₂O₃（红锈）、Fe₃O₄（黑锈）
+- **附着强度**: 低，易被机械摩擦去除
+- **颜色**: 橙红到深褐
+- **粗糙度**: 高（微观凹凸不平）
+
+锻造去锈原理：
+- 锤击压力 → 摩擦力 → 铁锈层破碎脱落
+- 塑性形变 → 新鲜金属表面暴露
+- 高温 → 部分氧化层还原
+
+---
+
+## 2. 技术方案：基于顶点属性 + 程序化细节
+
+### 2.1 方案对比回顾
+
+| 方案 | 分辨率 | 内存 | 性能 | 漂移问题 | 推荐度 |
+|------|--------|------|------|---------|--------|
+| **基于顶点** | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ | ✅无 | ★★★★★ |
+| **基于纹理** | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ⚠️有扭曲 | ★★★☆☆ |
+| **基于体素** | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ✅无 | ★★★☆☆ |
+
+**选择**: 基于顶点属性（方案A）+ 程序化细节补充
+
+### 2.2 数据通道分配
+
+顶点颜色（RGBA）+ UV1通道的完整编码方案：
+
+| 通道 | 用途 | 范围 | 更新频率 | 说明 |
+|------|------|------|---------|------|
+| **R** | 温度可视化 | 0-1 | 每帧 | 从体素采样，黑体辐射颜色 |
+| **G** | 打磨度（Polish） | 0-1 | 锤击时 | 0=完全生锈，1=完全光亮 |
+| **B** | 噪声种子（Seed） | 0-1 | 初始化 | 用于程序化噪声，固定不变 |
+| **A** | 硬度/应变 | 0-1 | 锤击时 | 可视化累积应变 |
+| **UV1.x** | 初始位置X | 0-1 | 初始化 | 编码3D位置的一部分 |
+| **UV1.y** | 初始位置Y | 0-1 | 初始化 | 编码3D位置的一部分 |
+
+额外数据通过自定义顶点属性存储。
+
+---
+
+## 3. 数据结构定义
+
+### 3.1 扩展顶点属性
+
+```cpp
+class ADynamicIronBlock
+{
+private:
+    // ===== 顶点自定义属性层 =====
+    TDynamicMeshVertexAttribute<FVector>* InitialPositions;  // 初始局部位置
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* PolishAmount;        // 打磨度（0-1）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* RustSeed;           // 铁锈噪声种子
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* OxideThickness;     // 氧化层厚度
+
+    // ===== 材质参数 =====
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Surface")
+    float RustRoughness = 0.9f;         // 铁锈粗糙度
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Surface")
+    float MetalRoughness = 0.2f;        // 金属粗糙度
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Surface")
+    FLinearColor RustBaseColor = FLinearColor(0.6f, 0.3f, 0.1f);  // 铁锈基色
+
+    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Surface")
+    FLinearColor MetalBaseColor = FLinearColor(0.8f, 0.8f, 0.85f); // 金属基色
+
+public:
+    // 初始化顶点属性
+    void InitializeVertexAttributes();
+};
+```
+
+### 3.2 初始化逻辑
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::InitializeVertexAttributes()
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& Mesh)
+    {
+        // 确保属性系统已启用
+        if (!Mesh.HasAttributes())
+        {
+            Mesh.EnableAttributes();
+        }
+
+        // 创建自定义属性层
+        InitialPositions = new TDynamicMeshVertexAttribute<FVector>(&Mesh);
+        InitialPositions->Initialize(FVector::ZeroVector);
+
+        PolishAmount = new TDynamicMeshVertexAttribute<float>(&Mesh);
+        PolishAmount->Initialize(0.0f);
+
+        RustSeed = new TDynamicMeshVertexAttribute<float>(&Mesh);
+        RustSeed->Initialize(0.0f);
+
+        OxideThickness = new TDynamicMeshVertexAttribute<float>(&Mesh);
+        OxideThickness->Initialize(1.0f);  // 初始完全氧化
+
+        // 获取或创建UV1层
+        FDynamicMeshUVOverlay* UV1 = Mesh.Attributes()->GetUVLayer(1);
+        if (!UV1)
+        {
+            Mesh.Attributes()->SetNumUVLayers(2);
+            UV1 = Mesh.Attributes()->GetUVLayer(1);
+        }
+
+        // 计算包围盒（用于位置编码）
+        FAABB3 Box = Mesh.GetBounds();
+        FVector BoxMin = Box.Min;
+        FVector BoxMax = Box.Max;
+        FVector BoxSize = Box.Max - Box.Min;
+
+        // 初始化每个顶点
+        for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+        {
+            FVector LocalPos = Mesh.GetVertex(VID);
+
+            // 1. 保存初始位置（不变）
+            InitialPositions->SetValue(VID, LocalPos);
+
+            // 2. 初始化打磨度为0（完全生锈）
+            PolishAmount->SetValue(VID, 0.0f);
+
+            // 3. 分配随机铁锈种子
+            RustSeed->SetValue(VID, FMath::FRand());
+
+            // 4. 编码初始位置到UV1（仅X和Y）
+            FVector2f EncodedPos;
+            EncodedPos.X = (LocalPos.X - BoxMin.X) / (BoxSize.X + 1e-6f);
+            EncodedPos.Y = (LocalPos.Y - BoxMin.Y) / (BoxSize.Y + 1e-6f);
+            UV1->SetElement(VID, EncodedPos);
+
+            // 5. 编码初始位置Z到顶点颜色.B通道（替换随机种子方案）
+            FColor VertexColor = Mesh.GetVertexColor(VID);
+            FLinearColor LinearColor(VertexColor);
+            LinearColor.B = (LocalPos.Z - BoxMin.Z) / (BoxSize.Z + 1e-6f);  // Z坐标归一化
+            LinearColor.G = 0.0f;  // 初始打磨度
+            Mesh.SetVertexColor(VID, LinearColor.ToFColor());
+        }
+    });
+
+    // 更新材质参数
+    if (DynamicMaterialInstance)
+    {
+        DynamicMaterialInstance->SetScalarParameterValue(TEXT("RustRoughness"), RustRoughness);
+        DynamicMaterialInstance->SetScalarParameterValue(TEXT("MetalRoughness"), MetalRoughness);
+        DynamicMaterialInstance->SetVectorParameterValue(TEXT("RustColor"), RustBaseColor);
+        DynamicMaterialInstance->SetVectorParameterValue(TEXT("MetalColor"), MetalBaseColor);
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 4. 锤击更新逻辑
+
+### 4.1 打磨度更新
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::OnHammerImpact(
+    FVector HitLocation,
+    FVector HitNormal,
+    float ImpactRadius,
+    float ImpactForce)
+{
+    FVector LocalHitPos = GetTransform().InverseTransformPosition(HitLocation);
+
+    DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& Mesh)
+    {
+        for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+        {
+            FVector VertexPos = Mesh.GetVertex(VID);
+            float Distance = FVector::Dist(VertexPos, LocalHitPos);
+
+            // 只更新受击区域
+            if (Distance < ImpactRadius)
+            {
+                // 计算打磨强度
+                float DistanceRatio = Distance / ImpactRadius;
+                float FalloffExponent = 2.0f;
+                float Intensity = FMath::Pow(1.0f - DistanceRatio, FalloffExponent);
+
+                // 打磨强度与力度成正比
+                float PolishIncrease = Intensity * ImpactForce * 0.001f;  // 可调系数
+
+                // 累积打磨度（不可逆：只能增加，不能减少）
+                float CurrentPolish = PolishAmount->GetValue(VID);
+                float NewPolish = FMath::Min(1.0f, CurrentPolish + PolishIncrease);
+
+                PolishAmount->SetValue(VID, NewPolish);
+
+                // 同步到顶点颜色.G通道
+                FColor VertexColor = Mesh.GetVertexColor(VID);
+                FLinearColor LinearColor(VertexColor);
+                LinearColor.G = NewPolish;
+                Mesh.SetVertexColor(VID, LinearColor.ToFColor());
+
+                // 铁锈种子（顶点颜色.B）保持不变
+                // 初始位置Z（已在.B中）保持不变
+            }
+        }
+    });
+}
+```
+
+### 4.2 氧化层更新（可选）
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::UpdateOxideLayer(float DeltaTime)
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    // 简化的氧化模型：
+    // - 高温（>300°C）时氧化加快
+    // - 打磨区域氧化较慢（新鲜表面）
+
+    DynamicMesh->EditMesh([&](FDynamicMesh3& Mesh)
+    {
+        for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+        {
+            float Temperature = SampleTemperatureAtVertex(Mesh, VID);
+            float Polish = PolishAmount->GetValue(VID);
+
+            // 氧化速率
+            float BaseOxidationRate = 0.01f;  // 基础速率
+            float TemperatureFactor = FMath::Clamp((Temperature - 300.0f) / 1000.0f, 0.0f, 1.0f);
+            float PolishProtection = 1.0f - Polish * 0.8f;  // 打磨后氧化慢
+
+            float OxidationRate = BaseOxidationRate * (1.0f + TemperatureFactor * 10.0f) * PolishProtection;
+
+            // 更新氧化层厚度
+            float CurrentOxide = OxideThickness->GetValue(VID);
+            float NewOxide = FMath::Min(1.0f, CurrentOxide + OxidationRate * DeltaTime);
+            OxideThickness->SetValue(VID, NewOxide);
+        }
+    });
+}
+```
+
+---
+
+## 5. 材质实现（UE5材质节点）
+
+### 5.1 材质图表结构
+
+```
+[VertexColor] ────────┐
+                     ├─> [Polish = VertexColor.g]
+[TexCoord1] ─────────┘
+
+[Polish] ──> [Lerp]
+              ├─> [RustColor]  (Polish=0)
+              └─> [MetalColor] (Polish=1)
+
+[Polish] ──> [Lerp]
+              ├─> [RustRoughness] (0.9)
+              └─> [MetalRoughness] (0.2)
+
+[Polish] ──> [Lerp]
+              ├─> [RustMetallic] (0.0)
+              └─> [MetalMetallic] (1.0)
+
+[TextureCoordinate1] ──> [重建初始位置]
+                          ──> [噪声采样]
+                          ──> [铁锈图案]
+```
+
+### 5.2 HLSL实现
+
+创建自定义材质函数 `MF_SurfaceWear`：
+
+```hlsl
+// 输入参数
+float3 WorldPosition;           // GetWorldPosition()
+float3 WorldNormal;            // GetWorldNormal()
+float4 VertexColor;            // GetVertexColor()
+float2 TexCoord1;              // GetTexCoord(1)
+
+// 材质参数（从材质实例传入）
+float3 RustColor;              // 铁锈颜色
+float3 MetalColor;             // 金属颜色
+float RustRoughness;           // 铁锈粗糙度
+float MetalRoughness;          // 金属粗糙度
+float RustMetallic;            // 铁锈金属度（通常0）
+float MetalMetallic;           // 金属金属度（通常1）
+
+// ===== 主函数 =====
+
+// 1. 读取打磨度
+float Polish = VertexColor.g;  // 来自G通道
+
+// 2. 重建初始位置（用于无漂移噪声采样）
+// 假设包围盒是 [-50, 50] cm
+float3 BoxMin = float3(-50.0, -50.0, -50.0);
+float3 BoxMax = float3(50.0, 50.0, 50.0);
+float3 BoxSize = BoxMax - BoxMin;
+
+float InitialPosX = TexCoord1.x * BoxSize.x + BoxMin.x;
+float InitialPosY = TexCoord1.y * BoxSize.y + BoxMin.y;
+float InitialPosZ = VertexColor.b * BoxSize.z + BoxMin.z;
+
+float3 InitialLocalPos = float3(InitialPosX, InitialPosY, InitialPosZ);
+
+// 3. 基于初始位置采样噪声（空间连续，无漂移）
+float RustSeedNoise = frac(InitialLocalPos.x * 0.1 + InitialLocalPos.y * 0.1 + InitialLocalPos.z * 0.1);
+float RustMacro = PseudoRandom(RustSeedNoise * 100.0);  // 宏观铁锈斑块
+float RustDetail = Noise(InitialLocalPos * 20.0);       // 细节纹理
+float RustMicro = Noise(InitialLocalPos * 100.0);       // 微观细节
+
+// 组合多层噪声
+float RustPattern = RustMacro * 0.6 + RustDetail * 0.3 + RustMicro * 0.1;
+
+// 4. 计算最终颜色、金属度、粗糙度
+float3 FinalRustColor = RustColor * (0.8 + RustPattern * 0.4);  // 铁锈颜色变化
+float3 FinalBaseColor = lerp(FinalRustColor, MetalColor, Polish);
+
+float FinalMetallic = lerp(RustMetallic, MetalMetallic, Polish);
+float FinalRoughness = lerp(RustRoughness, MetalRoughness, Polish);
+
+// 5. 可选：添加划痕细节（基于初始位置的高频噪声）
+float ScratchNoise = Noise(InitialLocalPos * 200.0) * 0.1;
+FinalRoughness += ScratchNoise * (1.0 - Polish);  // 划痕在未打磨区域更明显
+
+// 6. 输出
+return float4(FinalBaseColor, FinalRoughness, FinalMetallic, 1.0);
+```
+
+### 5.3 材质节点连接
+
+```
+材质输出：
+  Base Color ──> FinalBaseColor
+  Roughness ──> FinalRoughness
+  Metallic ──> FinalMetallic
+  Normal ───> [默认法线]
+  Ambient Occlusion ──> [可选]
+```
+
+---
+
+## 6. 无漂移保证机制
+
+### 6.1 问题示例
+
+**错误做法（会漂移）**：
+```hlsl
+// 基于世界坐标采样噪声
+float3 WorldPos = GetWorldPosition();
+float Rust = Noise(WorldPos * 10.0);
+
+// 问题：
+// 锻打前: 顶点A在(100, 50, 0)，Noise → 0.3（铁锈）
+// 锻打后: 顶点A移动到(105, 52, 2），Noise → 0.8（变光亮？）
+// 铁锈"滑走"了！
+```
+
+### 6.2 正确做法（无漂移）
+
+**方案1：初始位置采样**
+```hlsl
+// 用初始的、不变的位置采样噪声
+float3 InitialLocalPos = ReconstructInitialPosition(TexCoord1, VertexColor.b);
+float Rust = Noise(InitialLocalPos * 10.0);
+
+// 优点：
+// - 顶点移动后，InitialLocalPos不变
+// - 铁锈图案"锁定"在材料上
+// - 空间连续：相邻顶点采样相似的噪声值
+```
+
+**方案2：种子采样**
+```hlsl
+// 用每个顶点的唯一种子采样
+float Seed = VertexColor.b;  // 0-1范围
+float Rust = PseudoRandom(Seed * 1000.0);
+
+// 优点：
+// - 完全无漂移
+// - 实现简单
+
+// 缺点：
+// - 空间不连续：相邻顶点可能有跳变
+// - 需要高网格密度掩盖
+```
+
+**推荐**：方案1（初始位置采样）
+
+### 6.3 完整的无漂移采样函数
+
+```hlsl
+/**
+ * 从UV1和顶点颜色重建初始位置
+ */
+float3 ReconstructInitialPosition(float2 TexCoord1, float EncodedZ)
+{
+    // 假设包围盒 [-50, 50] cm
+    float3 BoxMin = float3(-50.0, -50.0, -50.0);
+    float3 BoxSize = float3(100.0, 100.0, 100.0);
+
+    float InitialX = TexCoord1.x * BoxSize.x + BoxMin.x;
+    float InitialY = TexCoord1.y * BoxSize.y + BoxMin.y;
+    float InitialZ = EncodedZ * BoxSize.z + BoxMin.z;
+
+    return float3(InitialX, InitialY, InitialZ);
+}
+
+/**
+ * 采样铁锈图案（无漂移版本）
+ */
+float3 SampleRustPattern(float2 TexCoord1, float EncodedZ, float3 WorldNormal)
+{
+    // 重建初始位置
+    float3 InitialLocalPos = ReconstructInitialPosition(TexCoord1, EncodedZ);
+
+    // 多层噪声
+    float Rust1 = Noise(InitialLocalPos * 10.0 + float3(1.0, 2.0, 3.0));  // 低频
+    float Rust2 = Noise(InitialLocalPos * 30.0 + float3(4.0, 5.0, 6.0));  // 中频
+    float Rust3 = Noise(InitialLocalPos * 100.0 + float3(7.0, 8.0, 9.0)); // 高频
+
+    // 组合
+    float RustPattern = Rust1 * 0.5 + Rust2 * 0.3 + Rust3 * 0.2;
+
+    // 基于法线的变化（侧面铁锈更多）
+    float VerticalFactor = abs(WorldNormal.z);  // z=0表示侧面
+    RustPattern *= (0.7 + VerticalFactor * 0.3);
+
+    return RustPattern;
+}
+```
+
+---
+
+## 7. 高级特性
+
+### 7.1 酸蚀痕迹（大马士革钢）
+
+```cpp
+/**
+ * 标记大马士革层
+ * 在初始化时分配"材料ID"
+ */
+void InitializeDamascusLayers(FDynamicMesh3& Mesh)
+{
+    TDynamicMeshVertexAttribute<int32>* MaterialLayerID =
+        new TDynamicMeshVertexAttribute<int32>(&Mesh);
+
+    for (int32 VID : Mesh.VertexIndicesItr())
+    {
+        FVector Pos = Mesh.GetVertex(VID);
+
+        // 简化的层状分布：基于Z坐标
+        int32 LayerID = (int32)FMath::Floor(Pos.Z / 2.0f) % 2;  // 每2cm一层
+
+        MaterialLayerID->SetValue(VID, LayerID);
+    }
+}
+
+// 材质中基于LayerID选择颜色
+float3 GetDamascusColor(float3 InitialLocalPos, float LayerID)
+{
+    // 高碳钢层（深色）
+    float3 HighCarbonColor = float3(0.15, 0.1, 0.08);
+
+    // 低碳钢层（浅色）
+    float3 LowCarbonColor = float3(0.75, 0.7, 0.65);
+
+    // 混合过渡
+    float Mix = SmoothLayerPattern(InitialLocalPos);
+    return lerp(HighCarbonColor, LowCarbonColor, Mix);
+}
+```
+
+### 7.2 划痕系统
+
+```hlsl
+// 基于初始位置的各向异性噪声（模拟划痕）
+float3 InitialPos = ReconstructInitialPosition(TexCoord1, VertexColor.b);
+
+// 方向性划痕（沿着锤击方向）
+float ScratchDirection = InitialPos.x * 50.0;  // X方向划痕
+float ScratchPattern = Noise(float3(ScratchDirection, InitialPos.y * 20.0, 0.0));
+
+float3 ScratchColor = lerp(float3(1.0, 1.0, 1.0), BaseColor, ScratchPattern);
+float ScratchRoughness = Roughness * (1.0 + ScratchPattern * 0.5);
+
+// 仅在部分区域应用
+float ScratchMask = SmoothNoise(InitialPos * 15.0);
+FinalBaseColor = lerp(FinalBaseColor, ScratchColor, ScratchMask * 0.3);
+```
+
+### 7.3 水渍和氧化
+
+```hlsl
+// 淬火时的水渍痕迹
+float WaterStainMask = SampleWaterStainTexture(WorldPos);
+float3 PatinaColor = float3(0.3, 0.4, 0.5);  // 蓝绿色氧化
+
+// 仅在潮湿区域显示
+float HumidityFactor = 0.3;  // 可调
+FinalBaseColor = lerp(FinalBaseColor, FinalBaseColor * PatinaColor,
+                      WaterStainMask * HumidityFactor);
+```
+
+---
+
+## 8. 性能优化
+
+### 8.1 材质优化
+
+```hlsl
+// 早期退出优化
+float Polish = VertexColor.g;
+if (Polish > 0.95)
+{
+    // 完全打磨：直接返回金属色，跳过噪声计算
+    return MetalColor;
+}
+
+// LOD：基于距离减少噪声层数
+float DistanceToCamera = length(View.WorldPosition);
+int32 NoiseOctaves = DistanceToCamera < 100.0 ? 3 : 1;
+```
+
+### 8.2 顶点属性压缩
+
+如果内存紧张，可以压缩属性：
+
+```cpp
+// 打磨度：8位精度足够
+uint8 CompressedPolish = FMath::RoundToInt(PolishAmount * 255.0f);
+PolishAmount->SetValue(VID, CompressedPolish / 255.0f);
+
+// 初始位置：16位量化
+FVector QuantizedPos(
+    FMath::RoundToInt(LocalPos.X * 100.0f) / 100.0f,
+    FMath::RoundToInt(LocalPos.Y * 100.0f) / 100.0f,
+    FMath::RoundToInt(LocalPos.Z * 100.0f) / 100.0f
+);
+```
+
+---
+
+## 9. 调试与可视化
+
+### 9.1 可视化打磨度
+
+```cpp
+void ADynamicIronBlock::DebugDrawPolishHeatmap()
+{
+    if (!DynamicMesh->HasMesh())
+        return;
+
+    for (int32 VID : DynamicMesh->VertexIndicesItr())
+    {
+        if (VID % 50 != 0)  // 稀疏采样
+            continue;
+
+        float Polish = PolishAmount->GetValue(VID);
+        FVector WorldPos = GetActorTransform().TransformPosition(DynamicMesh->GetVertex(VID));
+
+        // 颜色映射：蓝色（0）→ 绿色（0.5）→ 红色（1.0）
+        FColor DebugColor = FMath::Lerp(
+            FColor::Blue,
+            FColor::Red,
+            Polish
+        );
+
+        DrawDebugPoint(GetWorld(), WorldPos, 5.0f, DebugColor, false, 5.0f);
+    }
+}
+```
+
+### 9.2 材质调试模式
+
+在材质中添加调试开关：
+
+```hlsl
+// 材质参数
+int32 DebugMode;  // 0=正常, 1=显示打磨度, 2=显示铁锈图案, 3=显示初始位置
+
+float3 DebugOutput;
+switch (DebugMode)
+{
+    case 1:  // 打磨度热图
+        DebugOutput = float3(Polish, 0.0, 1.0 - Polish);
+        break;
+    case 2:  // 铁锈图案
+        DebugOutput = RustPattern;
+        break;
+    case 3:  // 初始位置可视化
+        DebugOutput = frac(InitialLocalPos * 0.1);
+        break;
+    default:
+        DebugOutput = FinalBaseColor;
+        break;
+}
+
+return DebugOutput;
+```
+
+---
+
+## 10. 参数配置示例
+
+### 10.1 新铁块（完全生锈）
+
+```cpp
+RoughRoughness = 0.95f;
+MetalRoughness = 0.15f;
+RustColor = FLinearColor(0.7f, 0.35f, 0.15f);  // 橙红色
+MetalColor = FLinearColor(0.75f, 0.75f, 0.8f); // 钢铁色
+```
+
+### 10.2 半旧铁块（部分打磨）
+
+```cpp
+RoughRoughness = 0.85f;
+MetalRoughness = 0.25f;
+RustColor = FLinearColor(0.5f, 0.25f, 0.1f);   // 深褐色
+MetalColor = FLinearColor(0.8f, 0.8f, 0.85f);
+```
+
+### 10.3 高碳钢（大马士革）
+
+```cpp
+RoughRoughness = 0.9f;
+MetalRoughness = 0.2f;
+RustColor = FLinearColor(0.3f, 0.15f, 0.1f);   // 深色层
+MetalColor = FLinearColor(0.6f, 0.55f, 0.5f);  // 浅色层
+bEnableDamascusLayers = true;
+```
+
+---
+
+## 11. 已知限制与未来改进
+
+### 11.1 当前限制
+
+1. **顶点密度瓶颈**: 20-50万顶点的细节仍不及2048²纹理
+2. **通道紧张**: 4个顶点颜色通道不够用，需要UV1补充
+3. **无物理反射**: 打磨效果仅通过粗糙度模拟，无真实光线追踪
+
+### 11.2 未来改进方向
+
+1. **混合方案**: 顶点属性（大区域）+ 纹理细节（微观）
+2. **动态纹理**: 运行时更新高分辨率磨损纹理
+3. **程序化细节**: 材质中用噪声补充细节
+4. **多层材质**: 支持油污、涂层、水渍等多层效果
+5. **法线贴图**: 从打磨度生成动态法线贴图

docs/plans/2026-01-22-高真实度锻造系统设计.md

@@ -0,0 +1,462 @@
+# 高真实度锻造系统设计
+
+**项目**: BladeSmith
+**日期**: 2026-01-22
+**目标**: 实现游戏娱乐级的高真实度金属锻造物理系统
+**性能目标**: 60 FPS @ 锤击操作
+
+---
+
+## 1. 设计目标
+
+### 1.1 核心物理现象
+
+实现以下四大冶金学物理过程：
+
+1. **加工硬化/应变硬化**
+   - 金属在锻打过程中逐渐变硬
+   - 需要回火（加热）才能继续加工
+   - 影响后续形变的阻力
+
+2. **应力/应变分布**
+   - 不均匀形变导致内部应力累积
+   - 可能引起开裂、扭曲、回弹
+   - 影响武器最终性能
+
+3. **淬火硬化（马氏体相变）**
+   - 快速冷却改变晶体结构
+   - 极大提升硬度和脆性
+   - 临界温度控制（800-1200°C）
+
+4. **微观组织演化（晶粒）**
+   - 晶粒尺寸、形状、取向影响材料特性
+   - 影响强度、韧性、视觉花纹
+   - 支持大马士革钢花纹效果
+
+### 1.2 设计原则
+
+- **游戏娱乐级精度**: 简化物理模型，保持真实感，60 FPS性能
+- **渐进式实现**: 分阶段开发，每阶段可独立运行
+- **架构扩展性**: 为未来功能预留接口
+- **YAGNI原则**: 避免过度设计，专注核心功能
+
+---
+
+## 2. 整体架构方案
+
+### 2.1 技术方案：混合体素-顶点架构
+
+**核心思想**: 体素存储"物理场"，顶点存储"材料历史"
+
+```
+┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
+│                     锤击输入                             │
+└─────────────────┬───────────────────────────────────────┘
+                  │
+         ┌────────┴────────┐
+         │                 │
+    ┌────▼─────┐    ┌─────▼────┐
+    │ 体素层   │    │  顶点层   │
+    │ (GPU)    │    │  (GPU)    │
+    └────┬─────┘    └─────┬────┘
+         │                 │
+         │  双向采样通信   │
+         └────────┬────────┘
+                  │
+         ┌────────▼────────┐
+         │   渲染 & 显示    │
+         └─────────────────┘
+```
+
+#### 体素层（全局物理场）
+
+**存储内容**:
+- 温度场（已有）
+- 平均应变率场（新增）
+- 冷却速率场（用于淬火判断）
+- 表面打磨度场（可选）
+
+**分辨率**: 50×50×50（可配置）
+**更新方式**: GPU Compute Shader（Ping-Pong双缓冲）
+
+#### 顶点层（局部材料历史）
+
+**存储内容**:
+- 累积塑性应变（记录形变历史）
+- 当前硬度系数（影响形变阻力）
+- 晶粒尺寸/取向（简化标量）
+- 应力张量（简化为标量应力值）
+- 初始位置（用于纹理固定）
+- 打磨度（表面状态）
+
+**数量**: 20-50万顶点（基础），刀刃区域局部加密至100万顶点/cm²
+
+### 2.2 数据流
+
+```
+锤击事件
+  ↓
+1. 形变计算（顶点位移）
+  ↓
+2. 更新顶点应变累积
+  ↓
+3. 从温度体素采样塑性系数
+  ↓
+4. 硬化计算（基于应变+温度）
+  ↓
+5. 更新顶点硬度系数
+  ↓
+6. 更新体素应变率场
+  ↓
+7. 温度/淬火/退火判断
+  ↓
+8. 材质可视化更新
+```
+
+### 2.3 关键优势
+
+| 特性 | 优势 |
+|------|------|
+| **性能可控** | 体素粗糙（50³），顶点精细（20-50万），可调节 |
+| **物理直觉清晰** | 全局场（温度、应力扩散）+ 局部历史（材料记忆） |
+| **利用现有基础** | 复用GPU Compute、Ping-Pong、RDG基础设施 |
+| **易于调试** | 体素和顶点数据可独立可视化 |
+
+---
+
+## 3. 核心子系统设计
+
+### 3.1 刀刃形成系统
+
+**目标**: 解决锻打边缘时材料流动方向性，形成平整锐利的刀刃
+
+**技术方案**: 各向异性材料流动 + 局部边缘约束
+
+**详细设计**: 见 [刀刃形成技术细节.md](./2026-01-22-刀刃形成技术细节.md)
+
+**关键特性**:
+- 材料优先沿边缘方向流动（非均匀扩散）
+- 边缘顶点保持共线约束
+- 自适应网格细分（刀刃区域高密度）
+
+### 3.2 表面磨损系统
+
+**目标**: 锤击在表面留下痕迹（铁锈脱落、金属光亮、划痕）
+
+**技术方案**: 顶点属性存储 + 程序化细节 + 无漂移采样
+
+**详细设计**: 见 [表面磨损系统细节.md](./2026-01-22-表面磨损系统细节.md)
+
+**关键特性**:
+- 顶点存储"打磨度"和"初始位置"
+- 材质基于初始位置采样噪声（无漂移）
+- 支持铁锈、氧化层、酸蚀痕迹等多种表面状态
+- 金属度、粗糙度动态更新
+
+### 3.3 网格质量维护系统
+
+**目标**: 防止锻打导致的网格退化（细长三角形、分布不均）
+
+**技术方案**: 增量式局部优化
+
+**详细设计**: 见 [网格质量优化细节.md](./2026-01-22-网格质量优化细节.md)
+
+**关键特性**:
+- 每次锤击后局部优化（仅受影响区域）
+- 边翻转 + Laplacian平滑 + 自适应重网格化
+- 保留顶点属性（打磨度、应变等）
+- 性能开销: +5-15ms/次
+
+### 3.4 物理模拟系统
+
+**目标**: 实现温度-塑性-硬化-相变的完整冶金学循环
+
+**技术方案**: GPU Compute Shader多物理场耦合
+
+**详细设计**: 见 [物理模拟架构细节.md](./2026-01-22-物理模拟架构细节.md)
+
+**关键特性**:
+- 温度传导与冷却（已有，需扩展）
+- 加工硬化模型（基于累积应变）
+- 淬火/退火相变判断
+- 应力累积与松弛
+
+---
+
+## 4. 数据结构设计
+
+### 4.1 扩展体素结构
+
+```cpp
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FTemperatureVoxel
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    // ===== 已有字段 =====
+    UPROPERTY()
+    float Temperature;              // 温度（°C）
+
+    UPROPERTY()
+    float PlasticityCoefficient;    // 塑性系数（0-1）
+
+    UPROPERTY()
+    uint8 Flags;                    // 标志位（bit 0: 表面体素）
+
+    // ===== 新增字段 =====
+    UPROPERTY()
+    float AverageStrainRate;        // 平均应变率（记录形变活跃度）
+
+    UPROPERTY()
+    float CoolingRate;              // 冷却速率（用于淬火判断）
+
+    UPROPERTY()
+    uint8 PhaseState;               // 相态（0=奥氏体, 1=马氏体, 2=珠光体）
+
+    FTemperatureVoxel()
+        : Temperature(20.0f)
+        , PlasticityCoefficient(0.0f)
+        , Flags(0)
+        , AverageStrainRate(0.0f)
+        , CoolingRate(0.0f)
+        , PhaseState(0)
+    {}
+};
+```
+
+### 4.2 顶点自定义属性
+
+```cpp
+// 在DynamicIronBlock.h中添加
+class ADynamicIronBlock : public ADynamicMeshActor
+{
+    // 顶点属性层（使用FDynamicMesh3的扩展属性系统）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<FVector>* InitialPositions;     // 初始位置（不变）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* AccumulatedStrain;      // 累积应变
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* HardnessCoefficient;    // 硬度系数
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* PolishAmount;           // 打磨度
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* GrainSize;              // 晶粒尺寸
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* StressValue;            // 应力值（简化）
+};
+```
+
+### 4.3 顶点颜色编码方案
+
+由于顶点颜色只有4通道（RGBA），需要精心分配：
+
+| 通道 | 用途 | 范围 | 说明 |
+|------|------|------|------|
+| **R** | 温度可视化 | 0-1 | 从体素采样，映射到颜色 |
+| **G** | 打磨度 | 0-1 | 0=生锈，1=光亮金属 |
+| **B** | 噪声种子 | 0-1 | 用于无漂移纹理采样 |
+| **A** | 硬度/应变 | 0-1 | 可视化应变或硬化程度 |
+
+额外数据通过UV1通道或自定义属性传递。
+
+---
+
+## 5. 性能预算
+
+### 5.1 目标帧时间分解（60 FPS = 16.67ms）
+
+| 系统 | 预算 | 说明 |
+|------|------|------|
+| 渲染（UE5基础） | 10ms | 场景渲染、后处理 |
+| 锤击形变计算 | 2-3ms | 顶点位移、BVH更新 |
+| 网格质量优化 | 1-2ms | 边翻转、平滑 |
+| GPU温度计算 | 0.5ms | Compute Shader（异步） |
+| 顶点属性更新 | 0.5ms | 硬化、应力计算 |
+| 材质可视化 | 1ms | 顶点颜色更新 |
+| **总锤击开销** | **≤7ms** | 保持在预算内 |
+
+### 5.2 内存预算
+
+| 数据 | 大小 | 说明 |
+|------|------|------|
+| 网格顶点（20万） | 13.6 MB | 68字节/顶点 |
+| 网格三角形（40万） | 4.8 MB | 3×4字节索引 |
+| BVH结构 | 5 MB | 加速结构 |
+| 温度体素（50³） | 0.3 MB | 24字节/体素 |
+| GPU缓冲区 | 2 MB | Ping-Pong温度缓冲 |
+| **单铁块总计** | **~26 MB** | 可接受 |
+
+### 5.3 可扩展性
+
+- **网格密度**: 可配置20万-100万顶点
+- **体素分辨率**: 可配置30³-80³
+- **优化开关**: 各子系统可独立禁用
+- **LOD支持**: 远距离降低网格密度
+
+---
+
+## 6. 实施计划
+
+### 阶段1：核心形变增强（2-3天）
+
+**目标**: 实现刀刃形成和表面磨损的基础版本
+
+- [ ] 各向异性材料流动（刀刃方向检测）
+- [ ] 顶点打磨度属性系统
+- [ ] 初始位置存储（无漂移采样）
+- [ ] 材质扩展（铁锈/金属混合）
+- [ ] 简单Laplacian平滑（网格质量维护基础）
+
+**验收标准**:
+- 锻打边缘时材料优先沿边缘流动
+- 锤击后表面铁锈脱落，露出光亮金属
+- 形变后铁锈图案不"滑动"
+
+### 阶段2：网格质量系统（1-2天）
+
+**目标**: 防止网格退化
+
+- [ ] 三角形质量检测（长宽比、面积）
+- [ ] 边翻转优化算法
+- [ ] 增量式Laplacian平滑（带权重）
+- [ ] 局部自适应重网格化（FRemesher集成）
+- [ ] 性能优化（仅处理受影响区域）
+
+**验收标准**:
+- 连续锻打50次后网格仍保持均匀
+- 无明显细长三角形（长宽比>0.1）
+- 锤击响应时间<10ms
+
+### 阶段3：物理模拟扩展（3-4天）
+
+**目标**: 实现完整冶金学循环
+
+- [ ] 扩展体素结构（应变率、冷却率、相态）
+- [ ] 顶点应变累积系统
+- [ ] 加工硬化模型（应变→硬度映射）
+- [ ] 淬火判断逻辑（温度+冷却速率→马氏体转变）
+- [ ] 退火/回火逻辑（温度+时间→硬度降低）
+- [ ] GPU Compute Shader扩展（多物理场耦合）
+
+**验收标准**:
+- 连续锻打后铁块变硬（形变阻力增加）
+- 加热后硬度降低，可继续加工
+- 淬火后硬度显著提升（快速冷却）
+
+### 阶段4：晶粒与视觉效果（2-3天）
+
+**目标**: 视觉真实度提升
+
+- [ ] 晶粒尺寸标量模拟（简化模型）
+- [ ] 大马士革花纹支持（多层材料ID）
+- [ ] 应力可视化（顶点颜色.A通道）
+- [ ] 程序化细节噪声（材质层）
+- [ ] 开裂判定与可视化（应力阈值）
+
+**验收标准**:
+- 高应变区域可视化（颜色变化）
+- 支持简单的大马士革花纹（层状结构）
+- 应力过大时出现视觉裂纹（不破坏网格）
+
+### 阶段5：优化与打磨（1-2天）
+
+**目标**: 性能优化和细节调整
+
+- [ ] 性能Profiling（Unreal Insights）
+- [ ] GPU Compute优化（共享内存、波前优化）
+- [ ] 参数曝光到Blueprint（方便调试）
+- [ ] 调试可视化工具（体素场可视化、应力热图）
+- [ ] 文档和示例场景
+
+**验收标准**:
+- 60 FPS @ 连续锤击
+- 所有参数可在编辑器调节
+- 提供完整的使用文档
+
+---
+
+## 7. 风险评估
+
+### 7.1 技术风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 网格拓扑动态变化导致属性丢失 | 中 | 高 | 使用UUID或持久化ID追踪顶点 |
+| GPU Compute性能不足 | 低 | 高 | 降低体素分辨率，异步计算 |
+| 大马士革花纹实现困难 | 高 | 中 | 阶段4可选功能，简化模型 |
+| 网格重建开销过大 | 中 | 中 | 限制重建频率，局部优化 |
+
+### 7.2 设计风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 过度复杂化，开发周期过长 | 高 | 高 | 严格遵守YAGNI，分阶段验收 |
+| 物理模型过于简化，真实感不足 | 中 | 中 | 阶段性用户测试，迭代调整 |
+| 顶点通道不足，数据无法传递 | 低 | 中 | 使用UV1或自定义缓冲区 |
+
+---
+
+## 8. 技术债务与未来扩展
+
+### 8.1 当前简化假设
+
+1. **应力张量简化为标量**: 真实应力是3×3张量，当前仅用单值
+2. **晶粒模型极度简化**: 真实晶粒有复杂的3D形状和取向
+3. **相变模型经验化**: 马氏体转变实际需要CCT曲线
+4. **无热-力-电-磁耦合**: 忽略了磁性、电阻率等二次效应
+
+### 8.2 未来可扩展方向
+
+- **多材料支持**: 当前仅钢，未来可扩展铜、青铜、钛合金
+- **焊接系统**: 多块金属的连接与材料混合
+- **锻造工具多样性**: 不同形状的锤头（平锤、圆锤、凿子）
+- **多人协作锻造**: 网络同步动态网格
+- **VR支持**: 空间交互与力反馈
+
+---
+
+## 9. 参考资料
+
+### 9.1 物理基础
+
+- 《金属塑性成形原理》（清华大学出版社）
+- 《材料科学基础》（上海交通大学出版社）
+- *Metals Handbook: Forging and Forming* (ASM International)
+
+### 9.2 技术参考
+
+- Unreal Engine 5 Geometry Scripting文档
+- *Real-Time Collision Detection* by Christer Ericson (网格优化)
+- *GPU Gems 3: Chapter 39* - Parallel Prefix Sum (GPU算法)
+- *Siggraph 2020: Dynamic Mesh Simplification* (网格优化)
+
+### 9.3 游戏案例
+
+- *My Summer Car* - 机械装配真实度
+- *BeamNG.drive* - 动态网格形变
+- *Dwarf Fortress* - 材料属性系统
+
+---
+
+## 10. 附录
+
+### 10.1 术语表
+
+| 术语 | 英文 | 说明 |
+|------|------|------|
+| 塑性形变 | Plastic Deformation | 永久性的形状改变 |
+| 加工硬化 | Work Hardening | 形变导致材料变硬的现象 |
+| 马氏体 | Martensite | 淬火后的硬相组织 |
+| 奥氏体 | Austenite | 高温下的软相组织 |
+| 晶粒 | Grain | 金属微观结构的基本单元 |
+| 应变 | Strain | 材料的相对变形量 |
+| 应力 | Stress | 材料内部的力 |
+| BVH | Bounding Volume Hierarchy | 碰撞检测加速结构 |
+| RDG | Render Dependency Graph | UE5的GPU任务调度系统 |
+
+### 10.2 文件索引
+
+- [刀刃形成技术细节.md](./2026-01-22-刀刃形成技术细节.md)
+- [表面磨损系统细节.md](./2026-01-22-表面磨损系统细节.md)
+- [网格质量优化细节.md](./2026-01-22-网格质量优化细节.md)
+- [物理模拟架构细节.md](./2026-01-22-物理模拟架构细节.md)
+
+---
+
+**文档版本**: 1.0
+**最后更新**: 2026-01-22
+**状态**: 设计完成，待评审

docs/plans/2026-01-23-应力累积系统设计.md

@@ -0,0 +1,530 @@
+# 应力累积系统设计
+
+**项目**: BladeSmith
+**日期**: 2026-01-23
+**目标**: 模拟多来源应力累积与物理表现
+**设计原则**: 真实物理表现优先，辅助功能可选
+
+---
+
+## 1. 应力来源分类
+
+### 1.1 塑性形变应力
+
+**来源**: 锤击导致材料永久形变
+
+**计算公式**:
+```
+Stress_plastic = k_plastic × StrainIncrement × Hardness
+```
+
+**参数说明**:
+- `k_plastic = 10.0`: 塑性应力系数（可调）
+- `StrainIncrement`: 本次锤击的应变增量
+- `Hardness`: 当前硬度系数
+
+**应用范围**: 锤击影响区域内的所有顶点
+
+### 1.2 热应力
+
+**来源**: 温度梯度导致内部膨胀不均匀
+
+**计算公式**:
+```
+Stress_thermal = ThermalStressCoeff × CoolingRate × (T_current - 20°C)
+```
+
+**参数说明**:
+- `ThermalStressCoeff = 0.005`: 热应力系数（可调）
+- `CoolingRate`: 冷却速率（°C/s）
+- `T_current`: 当前温度（°C）
+- 20°C: 环境温度
+
+**应用范围**: 所有体素和顶点
+
+### 1.3 相变应力
+
+**来源**: 马氏体转变导致体积膨胀
+
+**计算公式**:
+```
+Stress_phase = PhaseStressCoeff × MartensiteFraction
+```
+
+**参数说明**:
+- `PhaseStressCoeff = 50.0`: 相变应力系数（可调）
+- `MartensiteFraction`: 马氏体转化比例
+  ```
+  MartensiteFraction = clamp(CoolingRate / 80°C/s, 0, 1)
+  ```
+
+**应用范围**: 淬火区域的所有顶点
+
+### 1.4 残余应力
+
+**来源**: 锤击时周边材料限制形变
+
+**计算公式**:
+```
+Stress_residual = k_residual × (TargetStrain - ActualStrain)
+```
+
+**参数说明**:
+- `k_residual = 5.0`: 残余应力系数（可调）
+- `TargetStrain`: 目标应变（基于锤击强度）
+- `ActualStrain`: 实际应变（受限后）
+
+**应用范围**: 锤击区域周边的顶点
+
+---
+
+## 2. 应力累积规则
+
+### 2.1 总应力计算
+
+**综合应力公式**:
+```
+TotalStress = Stress_plastic + Stress_thermal + Stress_phase + Stress_residual
+```
+
+**顶点更新**:
+```
+InternalStress += TotalStress × DeltaTime
+```
+
+**应力限制**:
+```
+InternalStress = clamp(InternalStress, 0.0, MaxStress)
+```
+
+其中`MaxStress`为材料极限应力，可配置。
+
+### 2.2 应力扩散机制
+
+**目的**: 应力向周围顶点扩散，模拟真实物理行为
+
+**拉普拉斯平滑**:
+```
+Stress_diffused = Stress_original + α × (AverageNeighborStress - Stress_original)
+```
+
+**参数说明**:
+- `α`: 扩散系数（0.1-0.3，可调）
+- `AverageNeighborStress`: 相邻顶点的平均应力
+
+**实现方式**:
+每帧对每个顶点执行扩散，迭代1-2次。
+
+### 2.3 应力松弛机制
+
+**温度驱动的松弛**:
+
+**松弛因子**:
+```
+RelaxationFactor =
+  0.99 (T < 100°C, 常温慢松弛)
+  0.90 (200°C ≤ T < 400°C, 回火快松弛)
+  0.85 (T ≥ 400°C, 快速松弛)
+```
+
+**每帧更新**:
+```
+InternalStress = InternalStress × RelaxationFactor
+```
+
+**时间常数公式**:
+```
+InternalStress = InternalStress × exp(-t / τ)
+```
+
+其中:
+- `t`: 时间（秒）
+- `τ`: 松弛时间常数
+  - τ = 60秒（常温）
+  - τ = 10秒（回火温度）
+
+---
+
+## 3. 应力对形变阻力的影响
+
+### 3.1 形变阻力公式
+
+**DeformationResistance（形变阻力）**:
+```
+DeformationResistance = BaseResistance × HardnessFactor × StressFactor × TemperatureFactor
+```
+
+### 3.2 各因子详细公式
+
+**基础阻力**:
+```
+BaseResistance = 1.0
+```
+
+**硬度因子**:
+```
+HardnessFactor = 1.0 + (Hardness / MaxHardness) × 2.0
+```
+
+硬度越高，形变阻力越大（最大3倍阻力）。
+
+**应力因子**:
+```
+StressFactor = 1.0 + (InternalStress / StressLimit) × 1.5
+```
+
+应力越高，材料越难形变（最大2.5倍阻力）。
+
+**温度因子**:
+```
+TemperatureFactor =
+  3.0  (T > 800°C, 高温软)
+  1.5  (500°C < T ≤ 800°C, 中温)
+  1.0  (T ≤ 500°C, 常温)
+```
+
+### 3.3 顶点位移计算
+
+**锤击位移**:
+```
+Displacement = BaseDisplacement / DeformationResistance
+```
+
+**应力高的区域**:
+- 更难锻打
+- 需要更用力
+- 或重复锤击
+
+---
+
+## 4. 应力物理表现
+
+### 4.1 弯曲/扭曲机制
+
+**弯曲角度公式**:
+```
+BendAngle = (StressLocal - StressAverage) × BendSensitivity
+BendDirection = CrossProduct(HammerDirection, Normal)
+```
+
+**实现步骤**:
+1. 计算应力梯度:
+   ```
+   ∇Stress = Stress_neighbor - Stress_center
+   ```
+
+2. 应用顶点位移:
+   ```
+   VertexPosition += BendDirection × BendAngle × DistanceFromCenter
+   ```
+
+**扭曲公式**:
+当材料两侧应力不均匀时:
+```
+TwistAngle = (Stress_Left - Stress_Right) × TwistSensitivity
+VertexPosition = RotateAroundAxis(VertexPosition, Axis, TwistAngle)
+```
+
+**视觉效果**:
+- 刀身沿应力梯度方向自然弯曲
+- 应力集中区域出现扭曲
+- 大幅应力差导致明显形变
+
+### 4.2 裂纹起始判定
+
+**临界应力阈值**:
+```
+CriticalStressThreshold = MaterialStrength × SafetyFactor
+```
+
+其中:
+- `MaterialStrength`: 材料强度（可配置，默认100.0）
+- `SafetyFactor`: 安全系数（默认1.2）
+
+**开裂条件**:
+```
+if (InternalStress > CriticalStressThreshold)
+{
+    CreateCrack(Vertex);
+}
+```
+
+**概率开裂**:
+为避免一次性开裂过多，引入概率:
+```
+CrackProbability = (InternalStress / CriticalStressThreshold) - 1.0
+if (Random() < CrackProbability)
+{
+    CreateCrack(Vertex);
+}
+```
+
+### 4.3 裂纹扩展机制
+
+**裂纹生长方向**:
+优先沿应力梯度方向扩展（应力最大方向）
+
+**每帧检查**:
+```
+if (Vertex.IsCracked)
+{
+    // 裂纹扩展概率
+    ExtendProbability = (InternalStress / CriticalStressThreshold) - 0.8
+
+    if (Random() < ExtendProbability)
+    {
+        // 找到应力最高的相邻顶点
+        TargetNeighbor = FindMaxStressNeighbor();
+        CrackTo(TargetNeighbor);
+    }
+}
+```
+
+**裂纹合并**:
+当两条裂纹相交时:
+- 大块材料脱落
+- 网格拓扑断裂
+- 几何处理: 删除被包围的顶点和三角形
+
+### 4.4 裂纹视觉表现
+
+**几何表现**:
+1. **裂缝开口**:
+   ```
+   CrackVertex.Position += Normal × CrackOpeningWidth
+   ```
+   其中`CrackOpeningWidth`为裂缝开口宽度（可配置）
+
+2. **边缘抖动**:
+   裂纹边缘顶点位置随机抖动，模拟粗糙断裂
+
+**材质表现**:
+1. **锈迹**:
+   - 裂纹区域显示RustTexture
+   - 锈迹深度基于裂纹时间
+
+2. **内部氧化**:
+   - 裂缝深处更暗
+   - 模拟内部氧化
+
+3. **纹理扰动**:
+   使用顶点法线扰动模拟裂纹纹理
+
+**物理影响**:
+- 裂纹区域的硬度系数降为0.3
+- 裂纹顶点不再参与后续锻打形变（断裂）
+
+### 4.5 应力释放事件
+
+**开裂后应力释放**:
+```
+if (CrackCreated)
+{
+    InternalStress = InternalStress × 0.3  // 应力释放
+    // 释放应力用于下次计算
+}
+```
+
+**回火对应力的影响**:
+加热至回火温度（200-400°C）:
+- 加速应力松弛（详见松弛机制）
+- 但如果已经开裂，裂纹无法愈合
+
+---
+
+## 5. 应力可视化（辅助功能）
+
+### 5.1 应力扫描模式
+
+**触发方式**:
+- 玩家按住特定键（如Alt键）切换到"应力视图"
+- 或在UI中选择"应力扫描"工具
+
+**视觉效果**:
+
+**顶点颜色着色**（彩虹色谱）:
+```
+// 蓝色：低应力（< 30% StressLimit）
+if (Stress < 0.3 × StressLimit)
+{
+    Color = Lerp(Blue, Green, StressRatio);
+}
+// 绿色：中等应力（30-60% StressLimit）
+else if (Stress < 0.6 × StressLimit)
+{
+    Color = Lerp(Green, Yellow, StressRatio);
+}
+// 黄色：高应力（60-90% StressLimit）
+else if (Stress < 0.9 × StressLimit)
+{
+    Color = Lerp(Yellow, Red, StressRatio);
+}
+// 红色：接近开裂（≥ 90% StressLimit）
+else
+{
+    Color = Red;
+    // 叠加闪烁效果
+    Emissive = Flicker();
+}
+```
+
+**应力流线**（可选）:
+- 显示应力传导路径
+- 从高应力区域流向低应力区域
+- 帮助玩家理解应力分布
+
+**UI面板**:
+- 实时显示最大应力值
+- 平均应力值
+- 超阈值顶点数量
+- 裂纹数量
+
+### 5.2 退出可视化
+
+**恢复正常视觉**:
+释放辅助功能键后，完全恢复正常视觉表现:
+- 顶点颜色恢复到正常状态（打磨度、回火色等）
+- 材质参数恢复
+- 无任何残留效果
+
+---
+
+## 6. 实现架构
+
+### 6.1 GPU-CPU分工
+
+**GPU Compute Shader职责**:
+- 热应力计算
+- 应力扩散（简化版）
+
+**CPU职责**:
+- 塑性应力计算
+- 相变应力应用
+- 残余应力计算
+- 应力累积
+- 形变阻力计算
+- 弯曲/扭曲应用
+- 裂纹判定与扩展
+- 应力扫描可视化
+
+### 6.2 数据结构
+
+**顶点属性扩展**:
+```cpp
+TDynamicMeshVertexAttribute<float>* InternalStress;  // 内部应力值
+TDynamicMeshVertexAttribute<uint8>* CrackState;      // 裂纹状态（0=无, 1=有）
+```
+
+**裂纹数据结构**:
+```cpp
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FCrackData
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    UPROPERTY()
+    int32 StartVertex;      // 裂纹起始顶点ID
+
+    UPROPERTY()
+    int32 EndVertex;        // 裂纹结束顶点ID
+
+    UPROPERTY()
+    float CrackWidth;       // 裂纹宽度
+
+    UPROPERTY()
+    float CrackDepth;       // 裂纹深度
+
+    UPROPERTY()
+    float CreationTime;     // 创建时间
+};
+```
+
+### 6.3 性能优化
+
+**应力扩散**:
+- 只在锤击后更新，每帧不需要
+- 局部扩散，仅受影响区域
+
+**裂纹判定**:
+- 仅在高应力区域检查
+- 使用空间分区加速
+
+**可视化**:
+- 应力扫描模式按需启用
+- 使用简化着色器
+
+---
+
+## 7. 参数配置
+
+### 7.1 可调参数（蓝图可配）
+
+| 参数名 | 默认值 | 范围 | 说明 |
+|-------|--------|------|------|
+| `MaxStress` | 150.0 | 100-200 | 最大应力值 |
+| `k_plastic` | 10.0 | 5-20 | 塑性应力系数 |
+| `ThermalStressCoeff` | 0.005 | 0.001-0.01 | 热应力系数 |
+| `PhaseStressCoeff` | 50.0 | 20-100 | 相变应力系数 |
+| `k_residual` | 5.0 | 2-10 | 残余应力系数 |
+| `DiffusionAlpha` | 0.2 | 0.1-0.3 | 扩散系数 |
+| `BendSensitivity` | 0.001 | 0.0005-0.002 | 弯曲敏感度 |
+| `TwistSensitivity` | 0.0005 | 0.0002-0.001 | 扭曲敏感度 |
+| `CriticalStressThreshold` | 120.0 | 80-150 | 临界应力 |
+| `CrackOpeningWidth` | 0.05 | 0.01-0.1 | 裂纹宽度 |
+| `RelaxationTimeNormal` | 60.0 | 30-120 | 常温松弛时间 |
+| `RelaxationTimeTemper` | 10.0 | 5-20 | 回火松弛时间 |
+
+### 7.2 调试工具
+
+- 应力热图：实时显示应力分布
+- 裂纹追踪：记录裂纹生成和扩展
+- 应力时间线：记录应力变化历史
+- 统计面板：最大应力、平均应力、裂纹数量
+
+---
+
+## 8. 实施计划
+
+### 8.1 第一阶段：应力计算（1天）
+
+- [ ] 四种应力来源实现
+- [ ] 应力累积规则
+- [ ] 应力扩散机制
+- [ ] 应力松弛机制
+- [ ] 单元测试
+
+### 8.2 第二阶段：形变阻力（0.5天）
+
+- [ ] 形变阻力公式
+- [ ] 顶点位移计算
+- [ ] 参数调优
+- [ ] 集成测试
+
+### 8.3 第三阶段：物理表现（1.5天）
+
+- [ ] 弯曲/扭曲机制
+- [ ] 裂纹起始判定
+- [ ] 裂纹扩展逻辑
+- [ ] 裂纹视觉表现
+- [ ] 几何处理（裂纹开口、抖动）
+- [ ] 材质表现（锈迹、氧化）
+
+### 8.4 第四阶段：辅助功能（0.5天）
+
+- [ ] 应力扫描模式
+- [ ] 顶点颜色着色
+- [ ] UI面板
+- [ ] 应力流线（可选）
+
+### 8.5 第五阶段：集成测试（0.5天）
+
+- [ ] 完整流程测试
+- [ ] 性能Profiling
+- [ ] 参数调优
+- [ ] 文档更新
+
+---
+
+**文档版本**: 1.0
+**最后更新**: 2026-01-23
+**状态**: 设计完成，待评审

docs/plans/2026-01-23-淬火退火相变与应力疲劳系统总览.md

@@ -0,0 +1,424 @@
+# 淬火退火相变与应力疲劳系统总览
+
+**项目**: BladeSmith
+**日期**: 2026-01-23
+**目标**: 实现游戏娱乐级的高真实度冶金学物理系统
+**性能目标**: 60 FPS @ 锤击操作
+
+---
+
+## 1. 设计目标
+
+### 1.1 核心物理现象
+
+实现以下冶金学物理过程：
+
+1. **淬火硬化（马氏体相变）**
+   - 快速冷却改变晶体结构
+   - 极大提升硬度和脆性
+   - 温度区间与冷却速率双参数控制
+
+2. **退火/回火机制**
+   - 重新加热软化材料
+   - 应力松弛，硬度降低
+   - 可逆性支持（可多次热处理）
+
+3. **应力累积与松弛**
+   - 多来源应力：塑性形变、热应力、相变应力、残余应力
+   - 应力影响形变阻力和开裂风险
+   - 温度驱动的应力松弛机制
+
+4. **疲劳累积与耐久度**
+   - 反复锻打导致的材料疲劳
+   - 裂纹起始与扩展机制
+   - 刀具使用中的耐久度系统
+
+### 1.2 设计原则
+
+- **游戏体验优先**: 简化物理模型，保留核心机制，60 FPS性能
+- **三阶段可视化**: 淬火过程高辨识度→冷却过渡→真实物理表现
+- **渐进式实现**: 分阶段开发，每阶段可独立运行
+- **架构扩展性**: 为未来功能预留接口
+- **YAGNI原则**: 避免过度设计，专注核心功能
+
+---
+
+## 2. 整体架构方案
+
+### 2.1 混合体素-顶点架构
+
+**核心思想**: 体素存储"物理场"，顶点存储"材料历史"
+
+```
+┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
+│                     锤击输入                             │
+└─────────────────┬───────────────────────────────────────┘
+                  │
+         ┌────────┴────────┐
+         │                 │
+    ┌────▼─────┐    ┌─────▼────┐
+    │ 体素层   │    │  顶点层   │
+    │ (GPU)    │    │  (GPU)    │
+    └────┬─────┘    └─────┬────┘
+         │                 │
+         │  双向采样通信   │
+         └────────┬────────┘
+                  │
+         ┌────────▼────────┐
+         │   渲染 & 显示    │
+         └─────────────────┘
+```
+
+### 2.2 体素层（全局物理场）
+
+**存储内容**:
+- 温度场（已有）
+- 冷却速率场（用于淬火判定）
+- 相态标记（0=奥氏体, 1=马氏体, 2=珠光体, 3=开裂）
+
+**分辨率**: 50×50×50（可配置）
+**更新方式**: GPU Compute Shader（Ping-Pong双缓冲）
+
+### 2.3 顶点层（局部材料历史）
+
+**存储内容**:
+- 硬度系数（影响形变阻力）
+- 脆性系数（影响开裂风险）
+- 内部应力值（标量简化）
+- 疲劳值（0-1，影响耐久度）
+- 相态标记（从体素采样）
+- 回火颜色（用于真实视觉表现）
+- 氧化层度数（用于氧化层表现）
+- 打磨度（表面状态）
+
+**数量**: 20-50万顶点（基础）
+
+### 2.4 数据流
+
+```
+锤击事件
+  ↓
+1. 形变计算（顶点位移）
+  ↓
+2. 应力累积（塑性应力+残余应力）
+  ↓
+3. 从温度体素采样相态和材料参数
+  ↓
+4. 硬度/脆性计算（基于相变+冷却速率）
+  ↓
+5. 更新顶点属性（硬度、应力、疲劳）
+  ↓
+6. 应力扩散与松弛
+  ↓
+7. 疲劳累积与裂纹判定
+  ↓
+8. 材质可视化更新
+```
+
+---
+
+## 3. 子系统概述
+
+### 3.1 淬火退火相变系统
+
+**目标**: 实现基于温度和冷却速率的真实热处理效果
+
+**核心机制**:
+- 温度区间判定（800-1200°C）
+- 冷却速率计算（快速/中速/慢速）
+- 硬度倍数映射（基于Sigmoid函数）
+- 脆性系数增加（基于冷却速率）
+- 相态标记永久保留
+
+**可视化**:
+- 三阶段可视化：过程高辨识度→冷却过渡→真实物理表现
+- 真实回火色系统（基于最后回火温度）
+- 氧化层表现（基于冷却介质）
+
+**详细设计**: 见 [淬火退火相变系统设计.md](./2026-01-23-淬火退火相变系统设计.md)
+
+### 3.2 应力累积系统
+
+**目标**: 模拟多来源应力累积与物理表现
+
+**应力来源**:
+- 塑性形变应力（锤击）
+- 热应力（温度梯度）
+- 相变应力（马氏体膨胀）
+- 残余应力（外部约束）
+
+**物理表现**:
+- 弯曲/扭曲（应力梯度导致）
+- 裂纹起始与扩展（应力超阈值）
+- 应力松弛（温度驱动）
+
+**辅助功能**:
+- 应力扫描模式（玩家主动开启）
+- 彩虹色谱可视化应力分布
+
+**详细设计**: 见 [应力累积系统设计.md](./2026-01-23-应力累积系统设计.md)
+
+### 3.3 疲劳累积与耐久度系统
+
+**目标**: 模拟材料疲劳和刀具耐久度
+
+**疲劳机制**:
+- 累积式疲劳值（每次锻打增加）
+- 应力和温度影响疲劳率
+- 疲劳裂纹起始与扩展
+
+**耐久度系统**:
+- 基于平均疲劳、裂纹数量、最大应力
+- 使用中的损伤累积
+- 回火部分恢复耐久度
+
+**详细设计**: 见 [疲劳累积与耐久度系统设计.md](./2026-01-23-疲劳累积与耐久度系统设计.md)
+
+---
+
+## 4. 数据结构设计
+
+### 4.1 扩展体素结构
+
+```cpp
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FTemperatureVoxel
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    // ===== 已有字段 =====
+    UPROPERTY()
+    float Temperature;              // 温度（°C）
+
+    UPROPERTY()
+    float PlasticityCoefficient;    // 塑性系数（0-1）
+
+    UPROPERTY()
+    uint8 Flags;                    // 标志位（bit 0: 表面体素）
+
+    // ===== 新增字段 =====
+    UPROPERTY()
+    float CoolingRate;              // 冷却速率（°C/s）
+
+    UPROPERTY()
+    uint8 PhaseState;               // 相态（0=奥氏体, 1=马氏体, 2=珠光体, 3=开裂）
+
+    FTemperatureVoxel()
+        : Temperature(20.0f)
+        , PlasticityCoefficient(0.0f)
+        , Flags(0)
+        , CoolingRate(0.0f)
+        , PhaseState(0)
+    {}
+};
+```
+
+### 4.2 顶点自定义属性
+
+```cpp
+// 在DynamicIronBlock.h中添加
+class ADynamicIronBlock : public ADynamicMeshActor
+{
+    // 顶点属性层（使用FDynamicMesh3的扩展属性系统）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* HardnessCoefficient;    // 硬度系数
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* Brittleness;            // 脆性系数（0-1）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* InternalStress;        // 内部应力值
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* FatigueValue;          // 疲劳值（0-1）
+    TDynamicMeshVertexAttribute<uint8>* PhaseState;            // 相态标记
+    TDynamicMeshVertexAttribute<FVector>* TemperColor;        // 回火颜色
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* OxidationLevel;        // 氧化层度数
+    TDynamicMeshVertexAttribute<float>* PolishAmount;          // 打磨度
+};
+```
+
+### 4.3 顶点颜色编码方案
+
+由于顶点颜色只有4通道（RGBA），需要精心分配：
+
+| 通道 | 用途 | 范围 | 说明 |
+|------|------|------|------|
+| **R** | 温度可视化 | 0-1 | 淬火过程：温度映射，冷却后恢复 |
+| **G** | 打磨度 | 0-1 | 0=生锈，1=光亮金属 |
+| **B** | 噪声种子 | 0-1 | 用于无漂移纹理采样 |
+| **A** | 辅助标记 | 0-3 | 0=正常, 1=裂纹区, 2=淬火区（临时） |
+
+额外数据通过UV1通道或自定义属性传递。
+
+---
+
+## 5. GPU-CPU分工
+
+### 5.1 GPU Compute Shader职责
+
+- 体素层面热力学计算
+- 温度场更新
+- 冷却速率计算
+- 相态判定
+- 应力扩散（简化版）
+
+### 5.2 CPU职责
+
+- 顶点属性更新
+- 锤击碰撞检测
+- 形变计算
+- 硬度/脆性/应力/疲劳公式应用
+- 开裂判定
+- 材质可视化更新
+- 游戏逻辑（辅助功能触发）
+
+---
+
+## 6. 性能预算
+
+### 6.1 目标帧时间分解（60 FPS = 16.67ms）
+
+| 系统 | 预算 | 说明 |
+|------|------|------|
+| 渲染（UE5基础） | 10ms | 场景渲染、后处理 |
+| 锤击形变计算 | 2-3ms | 顶点位移、BVH更新 |
+| 网格质量优化 | 1-2ms | 边翻转、平滑 |
+| GPU物理计算 | 1ms | Compute Shader（异步） |
+| 应力/疲劳更新 | 0.5ms | 公式计算 |
+| 材质可视化 | 0.5ms | 顶点颜色更新 |
+| **总锤击开销** | **≤7ms** | 保持在预算内 |
+
+### 6.2 内存预算
+
+| 数据 | 大小 | 说明 |
+|------|------|------|
+| 网格顶点（20万） | 16.8 MB | 84字节/顶点（新增属性） |
+| 网格三角形（40万） | 4.8 MB | 3×4字节索引 |
+| BVH结构 | 5 MB | 加速结构 |
+| 物理场体素（50³） | 0.4 MB | 扩展后的体素结构 |
+| GPU缓冲区 | 3 MB | Ping-Pong缓冲 |
+| **单铁块总计** | **~30 MB** | 可接受 |
+
+---
+
+## 7. 实施计划
+
+### 阶段1：淬火退火相变系统（3-4天）
+
+**目标**: 实现完整的热处理机制
+
+- [ ] 扩展体素结构（冷却速率、相态）
+- [ ] 顶点硬度/脆性属性系统
+- [ ] 温度区间判定逻辑
+- [ ] 冷却速率计算（滑动平均）
+- [ ] 硬度/脆性公式实现
+- [ ] 三阶段可视化系统
+- [ ] 回火色系统
+- [ ] 氧化层表现
+
+**验收标准**:
+- 淬火后硬度显著提升
+- 冷却速率影响硬度和脆性
+- 回火后硬度降低，应力松弛
+- 视觉表现符合真实物理规律
+
+### 阶段2：应力累积系统（2-3天）
+
+**目标**: 实现应力累积与物理表现
+
+- [ ] 应力来源分类与计算
+- [ ] 应力累积规则
+- [ ] 应力扩散机制
+- [ ] 形变阻力公式
+- [ ] 弯曲/扭曲机制
+- [ ] 裂纹起始判定
+- [ ] 裂纹扩展逻辑
+- [ ] 应力扫描辅助功能
+
+**验收标准**:
+- 多来源应力正确累积
+- 高应力区域形变困难
+- 应力超阈值产生裂纹
+- 裂纹沿应力梯度扩展
+
+### 阶段3：疲劳累积与耐久度系统（2-3天）
+
+**目标**: 实现材料疲劳和耐久度机制
+
+- [ ] 疲劳值累积规则
+- [ ] 应力和温度影响疲劳率
+- [ ] 疲劳裂纹起始
+- [ ] 裂纹扩展概率
+- [ ] 耐久度计算公式
+- [ ] 使用中的损伤累积
+- [ ] 回火恢复机制
+- [ ] 刀具失效判定
+
+**验收标准**:
+- 反复锻打疲劳累积
+- 疲劳裂纹产生并扩展
+- 耐久度正确计算
+- 使用导致耐久度下降
+- 回火部分恢复耐久度
+
+### 阶段4：集成与优化（1-2天）
+
+**目标**: 系统集成与性能优化
+
+- [ ] 各子系统联动测试
+- [ ] 参数调优
+- [ ] 性能Profiling
+- [ ] 调试工具完善
+- [ ] 文档更新
+
+**验收标准**:
+- 60 FPS @ 连续锤击
+- 所有功能正常运行
+- 调试工具完善
+- 文档齐全
+
+---
+
+## 8. 风险评估
+
+### 8.1 技术风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 公式过于复杂，性能不足 | 中 | 高 | 简化计算，使用GPU并行 |
+| 参数调优困难 | 中 | 中 | 提供调试工具，分阶段测试 |
+| 可视化效果不真实 | 中 | 中 | 参考真实照片，迭代优化 |
+| 网格拓扑变化导致属性丢失 | 中 | 高 | 使用持久化ID追踪顶点 |
+
+### 8.2 设计风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 过度复杂化，开发周期过长 | 高 | 高 | 严格遵守YAGNI，分阶段验收 |
+| 物理模型过于简化，真实感不足 | 中 | 中 | 阶段性用户测试，迭代调整 |
+| 辅助功能与真实表现混淆 | 低 | 中 | 明确区分，UI提示清晰 |
+
+---
+
+## 9. 参考资料
+
+### 9.1 物理基础
+
+- 《金属塑性成形原理》（清华大学出版社）
+- 《材料科学基础》（上海交通大学出版社）
+- 《金属热处理原理与工艺》（机械工业出版社）
+- *Metals Handbook: Heat Treating* (ASM International)
+
+### 9.2 游戏案例
+
+- *My Summer Car* - 机械装配真实度
+- *BeamNG.drive* - 动态网格形变
+- *Dwarf Fortress* - 材料属性系统
+
+---
+
+## 10. 文件索引
+
+- [淬火退火相变系统设计.md](./2026-01-23-淬火退火相变系统设计.md)
+- [应力累积系统设计.md](./2026-01-23-应力累积系统设计.md)
+- [疲劳累积与耐久度系统设计.md](./2026-01-23-疲劳累积与耐久度系统设计.md)
+
+---
+
+**文档版本**: 1.0
+**最后更新**: 2026-01-23
+**状态**: 设计完成，待评审

docs/plans/2026-01-23-淬火退火相变系统设计.md

@@ -0,0 +1,436 @@
+# 淬火退火相变系统设计
+
+**项目**: BladeSmith
+**日期**: 2026-01-23
+**目标**: 实现基于温度和冷却速率的真实热处理效果
+**设计原则**: 游戏体验优先，三阶段可视化
+
+---
+
+## 1. 核心机制
+
+### 1.1 温度区间判定
+
+**三个关键温度阈值**:
+
+| 阈值名称 | 温度范围 | 效果 |
+|---------|---------|------|
+| 临界下限 | < 800°C | 淬火无效，硬度无提升 |
+| 黄金区间 | 900-1100°C | 最佳淬火，硬度最大提升 |
+| 临界上限 | > 1200°C | 材料开裂风险，硬度提升低 |
+
+**温度区间修正系数（TemperatureFactor）**:
+```
+TemperatureFactor =
+  3.0  (900°C ≤ T ≤ 1100°C, 黄金区间)
+  1.8  (800°C ≤ T < 900°C 或 1100°C < T ≤ 1200°C, 次优区间)
+  0.5  (T < 800°C, 温度过低)
+  0.2  (T > 1200°C, 温度过高且可能开裂)
+```
+
+### 1.2 冷却速率计算
+
+**基础公式**:
+```
+CoolingRate = |T_current - T_previous| / Δt
+```
+
+- `T_current`: 当前帧体素温度
+- `T_previous`: Δt时间前的体素温度
+- `Δt`: 采样时间窗口（推荐0.5-1.0秒）
+
+**滑动平均平滑**:
+```
+CoolingRate_smoothed = Σ(CoolingRate_i) / N  (i=1 to N, N=10)
+```
+
+使用过去10帧的平均值，消除瞬时波动。
+
+---
+
+## 2. 硬度映射系统
+
+### 2.1 硬度倍数公式
+
+**基于冷却速率的Sigmoid函数**:
+```
+HardnessMultiplier = BaseMultiplier × Sigmoid(CoolingRate)
+```
+
+其中:
+```
+Sigmoid(CoolingRate) = 1 + 2 / (1 + exp(-k × (CoolingRate - Threshold)))
+```
+
+**参数说明**:
+- `BaseMultiplier = 1.0`: 基准倍数
+- `Threshold = 35°C/s`: 中点冷却速率
+- `k = 0.1`: 曲线陡峭度（可调节）
+
+**冷却速率分类**:
+- 快速冷却（>50°C/s）: 水淬，硬度最高
+- 中速冷却（20-50°C/s）: 油淬，硬度适中
+- 慢速冷却（<20°C/s）: 空冷，硬度低（退火）
+
+### 2.2 最终硬度计算
+
+**综合硬度公式**:
+```
+FinalHardness = InitialHardness × HardnessMultiplier × TemperatureFactor
+```
+
+**硬度系数对形变的影响**:
+```
+HardnessFactor = 1.0 + (Hardness / MaxHardness) × 2.0
+```
+
+硬度越高，形变阻力越大（最大3倍阻力）。
+
+---
+
+## 3. 脆性计算系统
+
+### 3.1 脆性系数公式
+
+**基础脆性公式**:
+```
+Brittleness = BaseBrittleness + BrittlenessIncrease × CoolingRate_normalized
+```
+
+**参数说明**:
+- `BaseBrittleness = 0.1`: 基准脆性（未经淬火的钢）
+- `BrittlenessIncrease = 0.6`: 最大脆性增加量
+- `CoolingRate_normalized`: 归一化冷却速率
+  ```
+  CoolingRate_normalized = clamp(CoolingRate / 80°C/s, 0, 1)
+  ```
+
+**脆性对开裂的影响**:
+脆性系数与开裂概率直接相关，详见应力系统文档。
+
+### 3.2 脆性可视化阈值
+
+| 脆性范围 | 颜色 | 含义 |
+|---------|------|------|
+| < 0.3 | 绿色 | 韧性良好 |
+| 0.3 - 0.6 | 黄色 | 中度脆性 |
+| ≥ 0.6 | 红色 | 高度脆性 |
+
+---
+
+## 4. 内部应力公式
+
+### 4.1 应力分量
+
+**热应力分量（温度梯度）**:
+```
+StressThermal = ThermalStressCoeff × CoolingRate × (T_current - 20°C)
+```
+
+- `ThermalStressCoeff = 0.005`: 热应力系数（可调）
+- `T_current`: 当前温度（°C）
+- 20°C: 环境温度
+
+**相变应力分量（马氏体体积膨胀）**:
+```
+StressPhase = PhaseStressCoeff × MartensiteFraction
+```
+
+- `PhaseStressCoeff = 50.0`: 相变应力系数
+- `MartensiteFraction`: 马氏体转化比例
+  ```
+  MartensiteFraction = clamp(CoolingRate / 80°C/s, 0, 1)
+  ```
+
+**总应力**:
+```
+InternalStress = StressThermal + StressPhase
+```
+
+### 4.2 应力松弛机制
+
+**温度驱动的松弛公式**:
+```
+RelaxationFactor =
+  0.99 (T < 100°C, 常温慢松弛)
+  0.90 (200°C ≤ T < 400°C, 回火快松弛)
+  0.85 (T ≥ 400°C, 快速松弛)
+```
+
+**每帧更新**:
+```
+InternalStress = InternalStress × RelaxationFactor
+```
+
+---
+
+## 5. 相态系统
+
+### 5.1 相态枚举
+
+每个体素维护相态标记:
+
+```cpp
+enum class EPhaseState : uint8
+{
+    Austenite = 0,  // 奥氏体（软）
+    Martensite = 1, // 马氏体（硬）
+    Pearlite = 2,   // 珠光体（中）
+    Cracked = 3     // 开裂（永久缺陷）
+};
+```
+
+### 5.2 相变判定规则
+
+**奥氏体→马氏体（淬火）**:
+```
+if (Temperature > 800°C && CoolingRate > 20°C/s)
+{
+    PhaseState = EPhaseState::Martensite;
+    // 硬度和脆性提升
+}
+```
+
+**奥氏体→珠光体（退火）**:
+```
+if (Temperature > 800°C && CoolingRate < 20°C/s)
+{
+    PhaseState = EPhaseState::Pearlite;
+    // 硬度适中，脆性低
+}
+```
+
+**重置相态**:
+```
+if (Temperature > 800°C && TimeAbove800C > 5.0s)
+{
+    PhaseState = EPhaseState::Austenite;
+    // 材料回到软态，可重新淬火
+}
+```
+
+---
+
+## 6. 三阶段可视化设计
+
+### 6.1 阶段1：淬火过程（临时高辨识度）
+
+**目的**: 给玩家实时反馈，知道淬火是否成功、哪些区域被覆盖
+
+**顶点颜色强制覆盖**:
+```
+// R通道：温度的互补色
+R = 1.0 - Temperature / MaxTemperature
+
+// G通道：冷却速率（快=绿色，慢=红色）
+G = clamp(1.0 - CoolingRate / 80°C/s, 0, 1)
+
+// B通道：硬度倍数（暗色=软，亮色=硬）
+B = (Hardness - MinHardness) / (MaxHardness - MinHardness)
+
+// A通道：脆性（透明=韧性，不透明=脆）
+A = Brittleness
+```
+
+**材质临时参数**:
+- 自发光：启用，随温度变化
+- 金属度：暂时设为1.0（全金属感）
+- 粗糙度：暂时设为0.0（镜面反光）
+
+**UI辅助**:
+- 屏幕边缘显示"淬火进行中"
+- 顶点统计："淬火覆盖率：XX%"
+- 品质评分实时显示
+
+### 6.2 阶段2：冷却过渡（逐步恢复正常）
+
+**目的**: 从游戏化反馈平滑过渡到真实物理表现
+
+**颜色过渡**（0.5-1.0秒）:
+```
+// 插值因子
+Alpha = (CurrentTime - QuenchStartTime) / TransitionDuration
+
+// R通道：温度回归到常温
+R = Lerp(TemporaryR, 0.0, Alpha)
+
+// G通道：恢复到打磨度
+G = Lerp(TemporaryG, PolishAmount, Alpha)
+
+// B通道：恢复到噪声种子
+B = Lerp(TemporaryB, NoiseSeed, Alpha)
+
+// A通道：保留相态标记
+A = PhaseState  // 0=奥氏体, 1=马氏体, 2=珠光体, 3=开裂
+```
+
+**材质过渡**:
+```
+// 自发光：指数衰减至0
+Emissive = TemporaryEmissive × exp(-Alpha × 5.0)
+
+// 金属度/粗糙度：恢复到打磨度驱动
+Metallic = 0.5 + PolishAmount × 0.5
+Roughness = 0.6 - PolishAmount × 0.4
+```
+
+### 6.3 阶段3：最终真实表现（永久保留）
+
+**目的**: 展示真实的物理热处理效果
+
+**回火色系统**:
+
+回火色映射（新增TemperColor顶点属性）:
+
+| 回火温度 | 颜色 | RGB值 |
+|---------|------|-------|
+| 20-150°C（无回火） | 银灰色 | (0.8, 0.8, 0.8) |
+| 150-200°C | 淡黄色 | (0.95, 0.9, 0.7) |
+| 200-250°C | 金黄/麦秆色 | (0.95, 0.8, 0.4) |
+| 250-300°C | 棕色 | (0.7, 0.5, 0.3) |
+| 300-350°C | 紫色 | (0.6, 0.4, 0.7) |
+| 350-400°C | 蓝色 | (0.4, 0.5, 0.8) |
+| >400°C | 灰色 | (0.6, 0.6, 0.6) |
+
+实现方式: 根据最后回火温度设置顶点TemperColor属性。
+
+**氧化层表现**:
+
+新增OxidationLevel顶点属性（0-1）:
+
+| 冷却介质 | OxidationLevel | 视觉效果 |
+|---------|---------------|---------|
+| 水淬 | 0.8-1.0 | 深色氧化层 |
+| 油淬 | 0.4-0.6 | 浅棕色氧化层 |
+| 空冷 | 0.1-0.3 | 轻微氧化 |
+
+**最终材质组合**:
+```
+BaseColor = OxidationColor × (1 - PolishAmount) + TemperColor × PolishAmount
+```
+
+其中:
+- `OxidationColor`: 基于OxidationLevel的深灰色
+- `TemperColor`: 基于TemperColor的回火色
+- `PolishAmount`: 打磨度（打磨后露出金属底色）
+
+**相态的微妙影响**:
+虽然马氏体组织肉眼不可见，但通过细微色调表现:
+- 马氏体区域: 略微更冷色调（蓝灰倾向）
+- 珠光体区域: 略微更暖色调（棕灰倾向）
+- 奥氏体区域: 中性灰调
+
+---
+
+## 7. 实现架构
+
+### 7.1 GPU-CPU分工
+
+**GPU Compute Shader职责**:
+- 体素层面热力学计算
+- 温度场更新
+- 冷却速率计算（滑动平均）
+- 相态判定
+- 热应力计算
+
+**CPU职责**:
+- 顶点属性更新
+- 硬度/脆性公式应用
+- 相态采样到顶点
+- 三阶段可视化逻辑
+- 材质参数更新
+
+### 7.2 数据流
+
+```
+温度更新（GPU）
+  ↓
+冷却速率计算（GPU）
+  ↓
+相态判定（GPU）
+  ↓
+硬度/脆性公式（CPU）
+  ↓
+顶点属性更新（CPU）
+  ↓
+材质可视化（CPU）
+```
+
+### 7.3 性能优化
+
+**冷却速率计算**:
+- 使用Ping-Pong双缓冲避免冲突
+- 滑动平均使用历史缓冲，减少计算量
+
+**相态判定**:
+- 只在温度变化时重新计算
+- 使用标志位避免重复判定
+
+**可视化**:
+- 临时效果使用简单着色器
+- 最终效果复用现有材质系统
+
+---
+
+## 8. 参数配置
+
+### 8.1 可调参数（蓝图可配）
+
+| 参数名 | 默认值 | 范围 | 说明 |
+|-------|--------|------|------|
+| `CriticalTempLow` | 800.0°C | 600-900 | 临界下限 |
+| `CriticalTempHigh` | 1200.0°C | 1100-1400 | 临界上限 |
+| `GoldTempMin` | 900.0°C | 800-1000 | 黄金区间下限 |
+| `GoldTempMax` | 1100.0°C | 1000-1200 | 黄金区间上限 |
+| `CoolingRateThreshold` | 35.0°C/s | 20-50 | Sigmoid中点 |
+| `SigmoidK` | 0.1 | 0.05-0.2 | 曲线陡峭度 |
+| `ThermalStressCoeff` | 0.005 | 0.001-0.01 | 热应力系数 |
+| `PhaseStressCoeff` | 50.0 | 20-100 | 相变应力系数 |
+| `RelaxationTimeNormal` | 60.0s | 30-120 | 常温松弛时间 |
+| `RelaxationTimeTemper` | 10.0s | 5-20 | 回火松弛时间 |
+
+### 8.2 调试工具
+
+- 体素可视化：显示温度、冷却速率、相态
+- 顶点属性检查：硬度、脆性、应力值
+- 时间线：记录淬火-回火过程
+- 统计面板：覆盖率、平均硬度、最大脆性
+
+---
+
+## 9. 实施计划
+
+### 9.1 第一阶段：核心公式（1天）
+
+- [ ] 冷却速率计算
+- [ ] 硬度/脆性公式
+- [ ] 相态判定逻辑
+- [ ] 单元测试
+
+### 9.2 第二阶段：顶点属性（1天）
+
+- [ ] 顶点属性扩展
+- [ ] 公式应用到顶点
+- [ ] 材质参数更新
+- [ ] 基础可视化
+
+### 9.3 第三阶段：三阶段可视化（1-2天）
+
+- [ ] 淬火过程临时效果
+- [ ] 冷却过渡动画
+- [ ] 回火色系统
+- [ ] 氧化层表现
+- [ ] UI辅助工具
+
+### 9.4 第四阶段：集成测试（0.5天）
+
+- [ ] 完整流程测试
+- [ ] 性能Profiling
+- [ ] 参数调优
+- [ ] 文档更新
+
+---
+
+**文档版本**: 1.0
+**最后更新**: 2026-01-23
+**状态**: 设计完成，待评审

docs/plans/2026-01-23-疲劳累积与耐久度系统设计.md

@@ -0,0 +1,629 @@
+# 疲劳累积与耐久度系统设计
+
+**项目**: BladeSmith
+**日期**: 2026-01-23
+**目标**: 模拟材料疲劳和刀具耐久度
+**设计原则**: 累积式疲劳，可恢复耐久度
+
+---
+
+## 1. 疲劳累积机制
+
+### 1.1 疲劳值定义
+
+**疲劳值（Fatigue）**:
+- 范围：0（完好）到 1（完全疲劳/失效）
+- 每个顶点独立维护
+- 累积式，不可逆（除非回火）
+
+### 1.2 疲劳累积规则
+
+**基础公式**:
+```
+Fatigue += BaseFatigueRate × StressFactor × TemperatureFactor × DeltaTime
+```
+
+### 1.3 各因子详细说明
+
+**基础疲劳率（BaseFatigueRate）**:
+
+| 锻打类型 | BaseFatigueRate | 说明 |
+|---------|---------------|------|
+| 正常锻打 | 0.001 | 标准锤击 |
+| 过度锻打 | 0.005 | 形变过大（超过阈值） |
+| 应力集中 | 0.010 | 高应力区域 |
+
+判定过度锻打:
+```
+if (StrainIncrement > CriticalStrainThreshold)
+{
+    BaseFatigueRate = 0.005;  // 过度锻打
+}
+```
+
+**应力因子**:
+```
+StressFactor = clamp(InternalStress / StressLimit, 1.0, 3.0)
+```
+
+应力越高，疲劳累积越快:
+- 应力 < 1.0 × StressLimit: StressFactor = 1.0
+- 应力 = 1.5 × StressLimit: StressFactor = 1.5
+- 应力 ≥ 3.0 × StressLimit: StressFactor = 3.0
+
+**温度因子**:
+```
+TemperatureFactor =
+  0.1  (T > 800°C, 高温疲劳慢)
+  1.0  (常温)
+  2.0  (T < 200°C, 低温疲劳快)
+```
+
+高温时材料更"柔软"，疲劳较慢；低温时更"脆"，疲劳快。
+
+### 1.4 疲劳限制
+
+```
+Fatigue = clamp(Fatigue, 0.0, 1.0)
+```
+
+疲劳值达到1.0后不再增加，但可能触发失效。
+
+---
+
+## 2. 疲劳可视化（辅助功能）
+
+### 2.1 疲劳扫描模式
+
+**触发方式**:
+- 玩家按住特定键（如Shift键）切换到"疲劳视图"
+- 或在UI中选择"疲劳扫描"工具
+
+### 2.2 视觉效果
+
+**顶点颜色着色**:
+```
+// 蓝色：疲劳值 < 0.3
+if (Fatigue < 0.3)
+{
+    Color = Lerp(Blue, Green, Fatigue / 0.3);
+}
+// 绿色：疲劳值 0.3-0.7
+else if (Fatigue < 0.7)
+{
+    Color = Lerp(Green, Yellow, (Fatigue - 0.3) / 0.4);
+}
+// 黄色：疲劳值 0.7-0.9
+else if (Fatigue < 0.9)
+{
+    Color = Lerp(Yellow, Orange, (Fatigue - 0.7) / 0.2);
+}
+// 红色：疲劳值 > 0.9（危险区）
+else
+{
+    Color = Red;
+    // 叠加脉冲效果
+    Pulse = sin(Time × 5.0) × 0.5 + 0.5;
+    Emissive = Pulse × Red;
+}
+```
+
+### 2.3 UI面板
+
+- 平均疲劳值
+- 最大疲劳值
+- 危险区域数量（Fatigue > 0.9）
+- 预估寿命
+
+### 2.4 退出可视化
+
+释放辅助功能键后，完全恢复正常视觉表现。
+
+---
+
+## 3. 疲劳裂纹系统
+
+### 3.1 疲劳裂纹起始
+
+**触发条件**:
+```
+if (Fatigue > 0.9 && InternalStress > 0.5 × StressLimit)
+{
+    // 触发疲劳开裂
+    if (Random() < CrackProbability)
+    {
+        CreateFatigueCrack(Vertex);
+    }
+}
+```
+
+**疲劳开裂概率**:
+```
+CrackProbability = (Fatigue - 0.9) × 10.0  // 最大1.0
+```
+
+疲劳值越高，开裂概率越大:
+- Fatigue = 0.9: CrackProbability = 0.0
+- Fatigue = 0.95: CrackProbability = 0.5
+- Fatigue = 1.0: CrackProbability = 1.0
+
+### 3.2 疲劳裂纹扩展
+
+**每次锻打检查**:
+```
+if (Vertex.IsCracked && CrackType == Fatigue)
+{
+    // 裂纹扩展概率
+    ExtendProbability = (Fatigue - 0.7) × 2.0
+
+    if (Random() < ExtendProbability)
+    {
+        // 找到疲劳值最高的相邻顶点
+        TargetNeighbor = FindMaxFatigueNeighbor();
+        CrackTo(TargetNeighbor);
+    }
+}
+```
+
+**疲劳裂纹特点**:
+- 沿高疲劳值方向扩展
+- 扩展速度与疲劳值成正比
+- 可能产生多条细小裂纹（应力裂纹通常是单条）
+
+### 3.3 疲劳裂纹视觉表现
+
+**几何表现**:
+1. **细小裂缝**:
+   - 开口宽度较小（0.01-0.02）
+   - 多条裂纹可能交织
+
+2. **边缘锯齿**:
+   - 裂纹边缘不光滑
+   - 顶点位置随机抖动
+
+**材质表现**:
+1. **表面氧化**:
+   - 显示轻微锈迹
+   - 氧化程度与时间相关
+
+2. **内部损伤**:
+   - 深处 darker
+   - 模拟材料损伤
+
+---
+
+## 4. 耐久度系统
+
+### 4.1 耐久度定义
+
+**耐久度（Durability）**:
+- 范围：0（损坏）到 1.0（完好）
+- 基于整个刀具计算
+- 影响刀具使用效果
+
+### 4.2 耐久度计算公式
+
+**综合耐久度**:
+```
+Durability = 1.0 - (AverageFatigue + CrackPenalty + StressPenalty)
+```
+
+**各分量说明**:
+
+**平均疲劳**:
+```
+AverageFatigue = Σ(Fatigue_i) / VertexCount
+```
+
+**裂纹惩罚**:
+```
+CrackPenalty = CrackCount × 0.1  // 每条裂纹扣10%耐久
+```
+
+裂纹包括:
+- 应力裂纹（由应力超阈值产生）
+- 疲劳裂纹（由疲劳累积产生）
+
+**应力惩罚**:
+```
+StressPenalty = (MaxStress / StressLimit) × 0.2
+```
+
+高应力区域最高扣除20%耐久度。
+
+### 4.3 耐久度限制
+
+```
+Durability = clamp(Durability, 0.0, 1.0)
+```
+
+耐久度降到0后刀具可能失效。
+
+---
+
+## 5. 使用中的损伤累积
+
+### 5.1 刀具使用场景
+
+**切割/砍击**:
+- 每次使用造成冲击
+- 冲击点附近疲劳增加
+
+**抛光/打磨**:
+- 减少疲劳（回火效果）
+- 恢复部分耐久度
+
+### 5.2 冲击疲劳计算
+
+**冲击应力**:
+```
+ImpactStress = ImpactForce × MaterialStiffness × (1 - ImpactAngle)
+```
+
+其中:
+- `ImpactForce`: 冲击力（来自物理引擎）
+- `MaterialStiffness`: 材料刚度
+- `ImpactAngle`: 冲击角度（0-1，垂直=1.0）
+
+**疲劳增量**:
+```
+Fatigue += ImpactStress / Durability × FatigueRate
+```
+
+其中:
+- `FatigueRate`: 疲劳率（可配置，默认0.0001）
+
+**局部更新**:
+冲击影响半径内的顶点更新疲劳值。
+
+### 5.3 耐久度实时更新
+
+**每次使用后**:
+```
+// 重新计算耐久度
+Durability = CalculateDurability();
+
+// 更新UI
+UpdateDurabilityUI();
+```
+
+---
+
+## 6. 耐久度恢复机制
+
+### 6.1 回火恢复
+
+**加热至回火温度**（200-400°C）:
+
+**疲劳恢复**:
+```
+if (Temperature > 200°C && Temperature < 400°C)
+{
+    Fatigue -= 0.1 × DeltaTime;  // 慢慢消除疲劳
+    Fatigue = clamp(Fatigue, 0.0, 1.0);
+}
+```
+
+**耐久度恢复**:
+```
+if (Temperature > 200°C && Temperature < 400°C)
+{
+    Durability += 0.05 × DeltaTime;
+    Durability = clamp(Durability, 0.0, 1.0);
+}
+```
+
+**注意事项**:
+- 疲劳可部分恢复
+- 但裂纹无法愈合
+- 裂纹惩罚永久存在
+
+### 6.2 打磨恢复
+
+**打磨操作**:
+
+**表面损伤修复**:
+- 打磨可去除表面疲劳痕迹
+- 减少视觉上的"老伤"
+
+**疲劳影响**:
+```
+if (PolishAmount > OldPolishAmount)
+{
+    Fatigue -= (PolishAmount - OldPolishAmount) × 0.5;
+    Fatigue = clamp(Fatigue, 0.0, 1.0);
+}
+```
+
+**耐久度影响**:
+- 打磨不恢复耐久度
+- 但可以改善外观
+
+---
+
+## 7. 刀具失效判定
+
+### 7.1 失效条件
+
+**条件1: 耐久度耗尽**:
+```
+if (Durability < 0.0)
+{
+    BreakWeapon();
+}
+```
+
+**条件2: 主裂纹存在**:
+```
+if (MajorCrackExists)
+{
+    // 主裂纹判定：长度超过阈值或穿过关键区域
+    if (CrackLength > MajorCrackThreshold || CrackThroughCriticalArea)
+    {
+        BreakWeapon();
+    }
+}
+```
+
+**条件3: 瞬时过载**:
+```
+if (ImpactForce > UltimateStrength)
+{
+    // 瞬间断裂
+    InstantBreakWeapon();
+}
+```
+
+### 7.2 失效表现
+
+**几何表现**:
+1. **断裂**:
+   - 刀身分离成两段
+   - 网格拓扑断裂
+   - 删除断裂部分的顶点和三角形
+
+2. **破碎**:
+   - 多个小碎片
+   - 适合薄刃刀具
+
+**材质表现**:
+1. **断口**:
+   - 显示粗糙断裂面
+   - 颜色暗淡
+   - 无光泽
+
+2. **音效**:
+   - 断裂音效
+   - 碎片掉落声
+
+**物理表现**:
+- 断裂部分掉落
+- 受重力影响
+- 碰撞地面产生音效
+
+---
+
+## 8. 实现架构
+
+### 8.1 数据结构
+
+**顶点属性扩展**:
+```cpp
+TDynamicMeshVertexAttribute<float>* FatigueValue;  // 疲劳值（0-1）
+```
+
+**裂纹数据结构**:
+```cpp
+UENUM(BlueprintType)
+enum class ECrackType : uint8
+{
+    Stress = 0,    // 应力裂纹
+    Fatigue = 1,   // 疲劳裂纹
+    Impact = 2     // 冲击裂纹
+};
+
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FCrackData
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    UPROPERTY()
+    int32 StartVertex;      // 裂纹起始顶点ID
+
+    UPROPERTY()
+    int32 EndVertex;        // 裂纹结束顶点ID
+
+    UPROPERTY()
+    TEnumAsByte<ECrackType> CrackType;  // 裂纹类型
+
+    UPROPERTY()
+    float CrackWidth;       // 裂纹宽度
+
+    UPROPERTY()
+    float CrackDepth;       // 裂纹深度
+
+    UPROPERTY()
+    float CreationTime;     // 创建时间
+
+    UPROPERTY()
+    bool bIsMajor;          // 是否主裂纹
+};
+```
+
+**刀具耐久度数据**:
+```cpp
+USTRUCT(BlueprintType)
+struct FWeaponDurability
+{
+    GENERATED_BODY()
+
+    UPROPERTY()
+    float Durability;       // 耐久度（0-1）
+
+    UPROPERTY()
+    float AverageFatigue;   // 平均疲劳
+
+    UPROPERTY()
+    int32 CrackCount;      // 裂纹数量
+
+    UPROPERTY()
+    float MaxStress;        // 最大应力
+
+    UPROPERTY()
+    int32 MajorCrackCount;  // 主裂纹数量
+};
+```
+
+### 8.2 GPU-CPU分工
+
+**GPU Compute Shader职责**:
+- 无（疲劳计算纯CPU）
+
+**CPU职责**:
+- 疲劳累积计算
+- 疲劳裂纹判定
+- 裂纹扩展逻辑
+- 耐久度计算
+- 使用中的损伤累积
+- 回火/打磨恢复
+- 刀具失效判定
+- 疲劳扫描可视化
+
+---
+
+## 9. 性能优化
+
+### 9.1 疲劳计算优化
+
+**局部更新**:
+- 锤击时仅更新受影响区域
+- 使用空间分区加速查询
+
+**批量更新**:
+- 每帧最多更新N个顶点
+- 使用优先级队列（高疲劳优先）
+
+### 9.2 裂纹判定优化
+
+**阈值检查**:
+```
+// 仅检查接近阈值的顶点
+if (Fatigue > 0.8 && InternalStress > 0.5 × StressLimit)
+{
+    // 检查裂纹
+}
+```
+
+**空间分区**:
+- 使用八叉树或BVH
+- 快速查询相邻顶点
+
+### 9.3 可视化优化
+
+**疲劳扫描**:
+- 按需启用
+- 使用简化着色器
+- 降低更新频率
+
+---
+
+## 10. 参数配置
+
+### 10.1 可调参数（蓝图可配）
+
+| 参数名 | 默认值 | 范围 | 说明 |
+|-------|--------|------|------|
+| `BaseFatigueRateNormal` | 0.001 | 0.0005-0.002 | 正常锻打疲劳率 |
+| `BaseFatigueRateOverwork` | 0.005 | 0.002-0.01 | 过度锻打疲劳率 |
+| `BaseFatigueRateStress` | 0.010 | 0.005-0.02 | 应力集中疲劳率 |
+| `CriticalStrainThreshold` | 0.1 | 0.05-0.2 | 临界应变阈值 |
+| `TemperatureFactorHigh` | 0.1 | 0.05-0.2 | 高温疲劳因子 |
+| `TemperatureFactorNormal` | 1.0 | 0.8-1.2 | 常温疲劳因子 |
+| `TemperatureFactorLow` | 2.0 | 1.5-2.5 | 低温疲劳因子 |
+| `CrackPenalty` | 0.1 | 0.05-0.2 | 单条裂纹惩罚 |
+| `StressPenalty` | 0.2 | 0.1-0.3 | 应力惩罚系数 |
+| `FatigueRecoveryRate` | 0.1 | 0.05-0.2 | 回火疲劳恢复率 |
+| `DurabilityRecoveryRate` | 0.05 | 0.02-0.1 | 回火耐久恢复率 |
+| `ImpactFatigueRate` | 0.0001 | 0.00005-0.0002 | 冲击疲劳率 |
+| `MajorCrackThreshold` | 10.0 | 5.0-20.0 | 主裂纹长度阈值 |
+
+### 10.2 调试工具
+
+- 疲劳热图：实时显示疲劳分布
+- 疲劳时间线：记录疲劳变化历史
+- 裂纹追踪：记录裂纹生成和扩展
+- 耐久度面板：实时显示耐久度
+- 预估寿命：基于当前疲劳率预估
+
+---
+
+## 11. 实施计划
+
+### 11.1 第一阶段：疲劳累积（1天）
+
+- [ ] 疲劳值属性系统
+- [ ] 疲劳累积规则
+- [ ] 应力和温度因子
+- [ ] 疲劳限制
+- [ ] 单元测试
+
+### 11.2 第二阶段：疲劳裂纹（1天）
+
+- [ ] 疲劳裂纹起始判定
+- [ ] 疲劳裂纹扩展逻辑
+- [ ] 疲劳裂纹视觉表现
+- [ ] 集成测试
+
+### 11.3 第三阶段：耐久度系统（1天）
+
+- [ ] 耐久度计算公式
+- [ ] 使用中的损伤累积
+- [ ] 回火/打磨恢复
+- [ ] 耐久度UI
+- [ ] 集成测试
+
+### 11.4 第四阶段：刀具失效（0.5天）
+
+- [ ] 失效条件判定
+- [ ] 失效表现（几何/材质/音效）
+- [ ] 集成测试
+
+### 11.5 第五阶段：辅助功能（0.5天）
+
+- [ ] 疲劳扫描模式
+- [ ] 疲劳热图
+- [ ] UI面板
+- [ ] 调试工具
+
+### 11.6 第六阶段：集成测试（0.5天）
+
+- [ ] 完整流程测试
+- [ ] 性能Profiling
+- [ ] 参数调优
+- [ ] 文档更新
+
+---
+
+## 12. 风险评估
+
+### 12.1 技术风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 疲劳计算性能不足 | 中 | 中 | 局部更新，批量处理 |
+| 裂纹判定过于频繁 | 低 | 高 | 提高阈值，减少检查 |
+| 耐久度平衡困难 | 中 | 中 | 参数可调，快速迭代 |
+
+### 12.2 设计风险
+
+| 风险 | 概率 | 影响 | 缓解措施 |
+|------|------|------|---------|
+| 疲劳积累过快，玩家受挫 | 中 | 高 | 降低基础疲劳率，提供恢复机制 |
+| 刀具失效过于突然 | 低 | 中 | 增加预警，渐进式失效 |
+| 辅助功能滥用 | 低 | 低 | 限制使用时长，增加冷却 |
+
+---
+
+**文档版本**: 1.0
+**最后更新**: 2026-01-23
+**状态**: 设计完成，待评审