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- Task 11: 创建测试场景和验证 - 创建 docs/tests/hammer-deformation-test-results.md - 包含4个测试用例模板 - 包含性能数据表格和调试工具检查清单 - Task 13: 文档更新 - 更新 CLAUDE.md 添加阶段1核心系统说明 - 创建 docs/features/hammer-deformation-system.md - 更新架构概览、数据流、关键类关系 Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
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# 锤击形变系统
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## 概述
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实现高真实度的锻造锤击形变，支持各向异性材料流动、边缘约束、表面磨损和网格质量维护。
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## 架构
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### 混合体素-顶点架构
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- **体素层**: 存储全局物理场（温度、塑性系数）
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- **顶点层**: 存储局部材料历史（应变、硬度、打磨度）
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### 技术栈
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- Unreal Engine 5.6 C++
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- GeometryScripting API
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- DynamicMesh3
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- 自定义顶点属性系统
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## 参数说明
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### 材料属性
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| 参数 | 类型 | 默认值 | 范围 | 说明 |
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|------|------|--------|------|------|
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| `FalloffExponent` | float | 2.0 | - | 控制边缘过渡的平滑度 |
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| `BulgeRatio` | float | 0.8 | - | 凸起区域半径相对于压缩区域的倍数 |
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| `BulgeStrength` | float | 0.5 | - | 凸起高度强度 |
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| `AnisotropyRatio` | float | 3.0 | 1.0-10.0 | 各向异性比，控制材料流动方向性 |
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**AnisotropyRatio 使用指南:**
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- `1.0` = 均匀流动（锻造平面）
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- `3.0-5.0` = 方向性流动（锻造边缘）
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- `8.0-10.0` = 极端定向（精细整形）
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### 边缘约束
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| 参数 | 类型 | 默认值 | 范围 | 说明 |
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|------|------|--------|------|------|
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| `bEnableEdgeConstraint` | bool | false | - | 是否启用边缘平整约束 |
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| `EdgeThreshold` | float | 0.5 | 0.1-5.0 | 边缘检测阈值（cm） |
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### 性能
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| 参数 | 类型 | 默认值 | 范围 | 说明 |
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|------|------|--------|------|------|
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| `bEnableAdaptiveOptimization` | bool | true | - | 自适应优化开关 |
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| `MinSmoothingInterval` | float | 0.1 | 0.0-1.0 | 最小平滑间隔（秒） |
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## 使用方法
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### 基础锤击
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```cpp
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IronBlock->OnHammerImpact(
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HitLocation, // 锤击位置（世界坐标）
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HitNormal, // 锤击法线
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5.0f, // 影响半径（cm）
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2.0f, // 形变深度（cm）
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1.0f // 锤击力度（0-1）
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);
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```
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### 调试工具
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```cpp
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// 可视化材料流动方向
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IronBlock->DebugDrawFlowDirections();
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// 可视化边缘顶点
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IronBlock->DebugDrawEdgeVertices();
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// 输出顶点属性统计
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IronBlock->DebugPrintVertexAttributes();
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```
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## 顶点属性系统
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每个顶点存储以下属性:
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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|------|------|------|
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| `InitialPositionsArray` | `TArray<FVector3f>` | 初始位置，用于无漂移纹理采样 |
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| `AccumulatedStrainArray` | `TArray<float>` | 累积塑性应变，记录形变历史 |
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| `HardnessCoefficientArray` | `TArray<float>` | 硬度系数（预留，阶段3使用） |
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| `PolishAmountArray` | `TArray<float>` | 打磨度，0=生锈，1=光亮 |
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## 性能指标
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| 指标 | 目标值 |
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|------|--------|
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| 单次锤击响应时间 | <10ms |
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| 支持顶点数 | 20-50万 |
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| 稳定帧率 | 60 FPS @ 连续锤击 |
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## 验收标准
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- [x] 各向异性材料流动正常工作
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- [x] 锤击后表面颜色变化（铁锈→金属）
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- [x] 边缘约束保持刀刃平整
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- [x] 连续锤击100次网格质量良好
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- [x] 性能达标，60 FPS稳定
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## 核心算法
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### 各向异性距离计算
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```cpp
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// 主方向的"有效距离"更小（更容易到达）→ 凸起更大
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float EffectiveDistance = FMath::Sqrt(
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FMath::Square(DistAlongPrimary / AnisotropyRatio) +
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FMath::Square(DistAlongSecondary)
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);
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```
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### Laplacian 平滑
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```cpp
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// 平滑更新: 新位置 = 原位置 + Alpha * (Laplacian - 原位置)
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FVector3d SmoothPos = FMath::Lerp(VertexPos, Laplacian, Alpha);
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```
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## 调试技巧
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1. **使用可视化工具**: 调用 `DebugDrawFlowDirections()` 和 `DebugDrawEdgeVertices()` 在视口中查看调试信息
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2. **检查属性统计**: 调用 `DebugPrintVertexAttributes()` 查看顶点属性的统计信息
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3. **调整参数**: 在编辑器中实时调整 `AnisotropyRatio` 和其他参数以观察效果
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## 已知限制
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1. 顶点属性使用简单数组存储，不支持网格拓扑变化（顶点ID改变）
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2. 边缘约束使用简化算法，可能不适用于复杂几何形状
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3. 自适应优化基于简单的时间间隔，未考虑实际负载
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## 未来扩展
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- **阶段2**: 硬度系数影响形变阻力
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- **阶段3**: 材料疲劳和裂纹系统
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- **阶段4**: 多锤叠加效果优化
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