BladeSmith/docs/features/hammer-deformation-system.md

锤击形变系统(已交付功能说明)

本文档是锤击形变系统的功能交付说明,描述已实现的能力、参数与使用方法。 完整需求见 requirements/01-锤击形变与刀刃形成需求.md; 完整技术设计见 design/01-刀刃形成-各向异性流动设计.md。

概述

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。

架构

混合体素-顶点架构

• 体素层: 存储全局物理场（温度、塑性系数）
• 顶点层: 存储局部材料历史（应变、硬度、打磨度）

技术栈

• Unreal Engine 5.6 C++
• GeometryScripting API
• DynamicMesh3
• 自定义顶点属性系统

参数说明

材料属性

参数	类型	默认值	范围	说明
FalloffExponent	float	2.0	-	控制边缘过渡的平滑度
BulgeRatio	float	0.8	-	凸起区域半径相对于压缩区域的倍数
BulgeStrength	float	0.5	-	凸起高度强度
AnisotropyRatio	float	3.0	1.0-10.0	各向异性比，控制材料流动方向性

AnisotropyRatio 使用指南:

• 1.0 = 均匀流动（锻造平面）
• 3.0-5.0 = 方向性流动（锻造边缘）
• 8.0-10.0 = 极端定向（精细整形）

边缘约束

参数	类型	默认值	范围	说明
bEnableEdgeConstraint	bool	false	-	是否启用边缘平整约束
EdgeThreshold	float	0.5	0.1-5.0	边缘检测阈值（cm）

性能

参数	类型	默认值	范围	说明
bEnableAdaptiveOptimization	bool	true	-	自适应优化开关
MinSmoothingInterval	float	0.1	0.0-1.0	最小平滑间隔（秒）

使用方法

基础锤击

IronBlock->OnHammerImpact(
    HitLocation,      // 锤击位置（世界坐标）
    HitNormal,        // 锤击法线
    5.0f,            // 影响半径（cm）
    2.0f,            // 形变深度（cm）
    1.0f             // 锤击力度（0-1）
);

调试工具

// 可视化材料流动方向
IronBlock->DebugDrawFlowDirections();

// 可视化边缘顶点
IronBlock->DebugDrawEdgeVertices();

// 输出顶点属性统计
IronBlock->DebugPrintVertexAttributes();

顶点属性系统

每个顶点存储以下属性:

属性	类型	说明
InitialPositionsArray	TArray<FVector3f>	初始位置，用于无漂移纹理采样
AccumulatedStrainArray	TArray<float>	累积塑性应变，记录形变历史
HardnessCoefficientArray	TArray<float>	硬度系数（预留，阶段3使用）
PolishAmountArray	TArray<float>	打磨度，0=生锈，1=光亮

性能指标

指标	目标值
单次锤击响应时间	<10ms
支持顶点数	20-50万
稳定帧率	60 FPS @ 连续锤击

验收标准

• 各向异性材料流动正常工作
• 锤击后表面颜色变化（铁锈→金属）
• 边缘约束保持刀刃平整
• 连续锤击100次网格质量良好
• 性能达标，60 FPS稳定

核心算法

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)
);

Laplacian 平滑

// 平滑更新: 新位置 = 原位置 + Alpha * (Laplacian - 原位置)
FVector3d SmoothPos = FMath::Lerp(VertexPos, Laplacian, Alpha);

调试技巧

1. 使用可视化工具: 调用 DebugDrawFlowDirections() 和 DebugDrawEdgeVertices() 在视口中查看调试信息
2. 检查属性统计: 调用 DebugPrintVertexAttributes() 查看顶点属性的统计信息
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

已知限制

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）
2. 边缘约束使用简化算法，可能不适用于复杂几何形状
3. 自适应优化基于简单的时间间隔，未考虑实际负载

未来扩展

• 阶段2: 硬度系数影响形变阻力
• 阶段3: 材料疲劳和裂纹系统
• 阶段4: 多锤叠加效果优化