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完整 FreeCAD 对标实施方案
本文是“功能完全对标 FreeCAD”的工程基线和任务分解,不把当前已有的页面、MockFacade 或少量 OCCT 特征误报为完成。所有“支持”都必须经过锁定版本 FreeCAD 的行为黄金测试和文件互操作测试。
全模块、逐领域任务 ID、执行波次和统一退出条件以 FreeCAD 1.1.1 全功能对标主任务账本 为准;本文保留架构决策、专项设计和阶段门。两者不一致时,能力状态以
config/compatibility-matrix.json为机器可读真值,范围和待办以主任务账本为准。
1. 目标与边界
1.1 目标
以 FreeCAD 1.1.1 官方发布标签为首个兼容基线,精确源码提交为 0108fd4b4850cc46e625b60e53cea7a7bbe69f8d。实现可在浏览器运行的 CAD 应用:React 负责 FreeCAD 风格界面,Three.js 最新锁定版本负责三维显示,Bitbybit 是唯一入口,FreeCAD/OCCT 业务逻辑在 WASM Worker 中运行,SQLite WASM + OPFS 负责项目、文档、对象、事务和资源存储。
1.2 唯一入口原则
对 React 和页面公开的唯一业务入口是 BitBybitWebCadFacade。页面不得直接导入 Three.js、OCCT、OCCT Worker、SQLite 或 OPFS;这些实现只能由 Facade 适配器和 Worker 使用。新增工作台、命令、属性、文件格式和诊断,必须先扩展版本化 Facade 合同,再接入页面。
Bitbybit 必须被充分用作几何、Worker、IO、三角化和缓存的首选实现层。对 Bitbybit 1.1.1 npm 包未暴露但 FreeCAD 对标必需的能力,允许锁定 Bitbybit 与 OCCT 源码提交后扩展绑定并用 Emscripten 自构建 WASM;不得以现成包 API 不足作为降低功能范围的理由。自构建 provider 与现有 provider 必须共享 Facade/Worker 合同、能力探测、句柄生命周期、取消/诊断和黄金测试。
1.3 “完整对标”的可验收定义
| 等级 | 含义 | 允许的产品表述 |
|---|---|---|
exact |
与基线 FreeCAD 在输入、状态、结果、错误、选择和持久化语义上逐项一致 | “已对标” |
compatible |
结果和核心交互一致,允许明确记录的浏览器呈现差异 | “兼容” |
read-only |
可读取、可显示、可导出,但不能安全编辑和重算 | “只读” |
proxy |
保留未知对象、属性或 Shape 资产,不能保证语义重算 | “代理” |
unsupported |
有意拒绝并生成结构化诊断 | “不支持” |
没有黄金测试、差异报告和迁移策略的功能,不得标记为 exact 或 compatible。浏览器限制必须体现为能力矩阵和用户可见诊断,不能静默删除 FreeCAD 行为。
1.4 全量范围和清册门禁
锁定源码 src/Mod 的 34 个目录全部纳入范围:AddonManager、Assembly、BIM、CAM、Cloud、Draft、Fem、Help、Idf、Import、Inspection、JtReader、Material、Measure、Mesh、MeshPart、OpenSCAD、Part、PartDesign、Plot、Points、ReverseEngineering、Robot、Sandbox、Show、Sketcher、Spreadsheet、Start、Surface、TechDraw、TemplatePyMod、Test、Tux、Web。同时覆盖 App、Base、Gui、Main 暴露的文档、Property、事务、选择、视图、参数、命令、Python 控制台、宏、偏好、快捷键、多文档、剪贴板和打印行为。
P0-02/INV-01..06 未完成以前,“全部功能”范围仍视为未冻结。源码模块中的测试、模板或开发设施可以被分为开发等价能力或明确 unsupported,但不得遗漏;Python、宏、插件、外部求解器和后处理器必须有沙箱与权限决策。
项目 Node/npm 命令统一经 ./npmw 执行;系统 npm 的结果不得用作阶段门证据。
本机 FreeCADCmd 可作为第一层行为 oracle:./npmw run probe:freecad-reference 采集版本、提交、已加载模块和核心 Property 元数据;当前构建是无界面 Part/Material/Measure 子集。完整桌面/工作台回放必须另行启用 FreeCAD 原生模块,不能将 headless probe 的可用性扩展到未构建的工作台。
2. 当前差距与解决策略
| 领域 | 当前切片 | 达到对标还缺少的核心能力 | 主任务包 |
|---|---|---|---|
| 拓扑命名 | 有 SubshapeRef 类型和句柄生命周期 |
历史映射、持久名称、歧义检测、版本迁移 | TSN |
| Sketcher | 有轮廓输入验证 | 几何/约束模型、Planegcs 求解、编辑器交互、外部几何 | SK |
| Expression/单位 | Property metadata 可声明单位 | 词法/语法、Quantity、维度检查、引用、循环和 locale | EXU |
| 依赖 DAG/重算 | 有事务和版本号 | Link 图、SCC、调度、取消、增量结果、错误传播 | DAG |
| Part/PartDesign | 已有部分 Primitive/Boolean/Pad/Pocket/Revolution | 完整特征、Body/Tip、附着、模式、失败恢复 | PD/PART |
| 工作台 | manifest 和界面骨架 | Draft、TechDraw、Spreadsheet、Assembly、BIM、CAM、FEM、Mesh 等业务 | WB |
| 文件 | 项目 schema v1、资源对象 | FCStd 读写、BREP/GuiDocument、扩展/代理、格式导入导出 | FC |
| 质量 | Facade Node 测试和部分浏览器矩阵 | FreeCAD 对照回放、几何黄金、压力、跨浏览器和安全门禁 | QA |
3. 总体架构与不可破坏的约束
3.1 分层
- Presentation:React 页面、FreeCAD 菜单/工具栏、Combo View、Tasks、Property editor、Report view、快捷键和无障碍。
- Facade:
App/Gui/Workbench/Command/Selection/Task/Project/Viewport合同、权限、前置条件、请求上下文、诊断、事件和版本。 - Domain kernel:Document、DocumentObject、Property、Link、Expression、Sketch、Feature、Body/Tip、事务、DAG、重算。
- Geometry:Bitbybit OCCT API 和必要的 FreeCAD/OCCT C++ 模块 WASM 化;B-Rep 句柄仅在 Worker 内部存在。
- Workers:几何、求解、重算、持久化各自独占 Worker;消息带
requestId、documentId、documentVersion、取消和诊断。 - Persistence:SQLite WASM OPFS 单写者、项目迁移、资源内容寻址、事务日志、恢复和导入导出。
3.2 领域不变量
- 对象 UUID、内部名称和子形状名称永不使用显示 Label 代替。
- 所有长度、角度、面积、体积在内部使用有维度的 Quantity;数据库保存规范单位和原始表达式。
- 任何重算结果只有在请求版本仍等于当前文档版本时才能提交;过期结果必须丢弃。
- 依赖循环、求解冲突、拓扑歧义和未知文件对象必须显式失败并保留诊断。
- Undo/Redo、自动保存和资源引用计数必须以同一事务边界提交。
- Worker 结果不可直接改变 React 状态,必须经 Facade 校验和事件投影。
- 几何能力按
reuse-bitbybit、extend-bitbybit-binding、custom-occt-binding三档登记;后两档必须锁定源码、补丁、ABI、Emscripten 工具链、许可证和 WASM hash,并完成 Bitbybit/FreeCAD 三方差分。
4. 专项一:稳定子形状命名(TSN)
4.1 目标
实现与 FreeCAD 特征历史可比的 TopoRef:面、边、顶点、壳、实心体和 Compound 在特征重算、参数编辑、保存/加载、布尔操作和导出后仍能被稳定引用;无法唯一判断时返回 ambiguous,绝不把错误的面静默绑定给另一个面。
4.2 技术措施
- 在 OCCT Worker 内保留每次特征的输入 Shape、输出 Shape、历史对象和拓扑签名;使用
Generated/Modified/Deleted历史关系生成映射。 - 为每个子形状计算规范签名:拓扑类型、几何类型、解析几何参数、几何中心/长度/面积/体积、邻接度数、方向、局部坐标和量化容差。签名必须区分“用于匹配的特征”与“仅用于诊断的数值”。
- 采用分层命名:
documentId/objectUuid/featureRevision/subshapeKind/localOrdinal,再绑定跨版本映射记录;不使用 OCCT transient hash 或三角网格索引作为持久 ID。 - 对对称、重复和布尔切分结果建立候选集合和评分;最高分不超过唯一阈值时返回歧义,并在 UI 的选择/任务面板显示候选。
- 保存
TopoRef的来源特征版本、签名、映射算法版本和容差;加载旧版本先迁移,迁移失败保留原引用和报告。 - 将面/边选择、附着、Fillet/Chamfer、Pocket up-to-face、TechDraw 投影、测量和表达式引用全部改用
TopoRef。
4.3 任务分解
| ID | 任务与交付物 | 前置 | 验收 |
|---|---|---|---|
| TSN-01 | 从基线 FreeCAD 采集拓扑命名、选择和错误行为 | P0 | 30 个模型有输入/输出映射 |
| TSN-02 | 定义 TopoRef、状态和迁移 JSON Schema |
P1 | exact/ambiguous/deleted 均可序列化 |
| TSN-03 | OCCT 历史捕获适配器 | P3 | Pad/Pocket/Boolean 产生 Generated/Modified/Deleted 集 |
| TSN-04 | 规范几何/邻接签名库 | TSN-02 | 相同 B-Rep 重放签名稳定,网格精度变化不影响 |
| TSN-05 | 一对一匹配和评分算法 | TSN-03/04 | 平移、参数编辑和重算保持引用 |
| TSN-06 | 对称/重复拓扑歧义检测 | TSN-05 | 低置信度拒绝错误绑定并给出候选 |
| TSN-07 | 布尔与多实体历史映射 | TSN-03 | Union/Cut/Common 后选择引用可迁移 |
| TSN-08 | 引用持久化、版本迁移和回滚 | FC-02 | 保存/加载后 UUID 与状态不变 |
| TSN-09 | Facade 选择、附着和任务 API 接入 | TSN-02 | React 无内部拓扑 API 导入 |
| TSN-10 | 拓扑黄金回放与随机变异测试 | QA-02 | 100 个黄金模型、1000 次参数变异通过 |
5. 专项二:Sketcher 求解器(SK)
5.1 目标
达到 FreeCAD Sketcher 的约束建模和交互语义:几何创建/编辑、约束、自由度、冗余/冲突诊断、拖拽、外部几何、支持的曲线类型、B-spline、块约束、构造几何、投影和编辑事务。
5.2 技术路线
- 优先将 FreeCAD Sketcher 的
planegcs/相关 C++ 求解器以独立 WASM 模块编译,固定编译器、Emscripten、浮点和异常策略;Bitbybit Facade 只调用类型化求解服务。 - 若某一模块无法直接编译,先做等价 C++/WASM 端口并建立逐案例差异报告;禁止用页面 JavaScript 中的近似求解器冒充兼容。
- 求解 Worker 采用确定性输入排序、固定容差、最大迭代次数和取消点;输出几何、自由度、约束状态、冲突集合、残差和诊断。
5.3 任务分解
| ID | 任务与交付物 | 前置 | 验收 |
|---|---|---|---|
| SK-01 | 采集 Sketcher 几何/约束/快捷键/错误 manifest | P0 | 覆盖所有基线命令和约束类型 |
| SK-02 | 定义 Sketch 文档对象、几何索引和构造标志 | P1 | SQLite/Facade 可往返 |
| SK-03 | 编译 planegcs 求解器 WASM POC | P0-RT | 直线/圆/弧约束结果与 FreeCAD 一致 |
| SK-04 | 确定性求解协议和 Worker 生命周期 | SK-03 | 取消/过期版本不会提交 |
| SK-05 | PARTIAL:点、线、圆、弧可由基础 solver 处理;椭圆、B-spline(次数、控制点、权重、节点、周期标志)已进入深拷贝/持久化领域模型 |
SK-02 | 椭圆/B-spline 求解与编辑器仍依赖 SK-03/SK-10,基础 provider 对其返回明确 unsupported 诊断,不静默计算 |
| SK-06 | 基础约束:Coincident、Horizontal、Vertical、Distance、Angle | SK-04/05 | 自由度和残差黄金一致 |
| SK-07 | 高级约束:Tangent、Equal、Symmetric、Block、Diameter、Radius | SK-06 | 冲突/冗余分类一致 |
| SK-08 | PARTIAL:构造几何标志、外部投影记录、版本化 TopoRef 和 topo-ref DAG 边已进入 Facade/持久化 |
TSN-09 | 上游对象可触发草图分支重算;真实 OCCT 投影、引用迁移 UI 与黄金行为仍待完成 |
| SK-09 | 拖拽、自动约束、约束编辑器和任务面板 | SK-06 | 鼠标/键盘回放与桌面行为一致 |
| SK-10 | B-spline 编辑、节点/权重和约束限制 | SK-07 | 支持范围明确,无静默降级 |
| SK-11 | Sketch 支持 Pad/Pocket/Revolution 和附着面 | TSN-07/DAG-07 | 轮廓修改触发正确重算 |
| SK-12 | Sketch 黄金文件和求解压力套件 | SK-01..11 | 500 个模型、冲突/欠约束/过约束覆盖 |
6. 专项三:Expression 与单位系统(EXU)
6.1 目标
与 FreeCAD Quantity/Expression 语义对齐:单位后缀、复合单位、维度检查、对象/属性引用、Spreadsheet 别名、函数、常量、locale 显示、表达式错误和循环诊断。数据库必须同时保留规范 Quantity 与用户输入表达式。
6.2 技术措施
- 词法、解析、类型检查和求值在独立 Worker 完成;UI 只显示 token、候选和诊断。
- 采用有理数/高精度数值表示可精确保存单位换算;几何内核边界再转换为固定精度浮点。
- 单位注册表包含维度向量、规范单位、别名、比例/偏移转换和显示格式;所有单位表有版本号。
- 表达式解析产生依赖边,和对象 Link 一起进入统一 DAG;禁止通过字符串扫描绕开依赖和循环检测。
- 序列化使用规范 locale(
.小数、显式单位 ID),显示 locale 只在 Presentation 层转换。
6.3 任务分解
| ID | 任务与交付物 | 前置 | 验收 |
|---|---|---|---|
| EXU-01 | 采集 FreeCAD 单位 schema、表达式函数和错误 | P0 | 建立可机器读取清单 |
| EXU-02 | Quantity/Unit/Dimension 类型与 SQLite schema | P1/FC-02 | 长度、角度、面积、体积可往返 |
| EXU-03 | 表达式 tokenizer/parser AST | EXU-01 | 运算符优先级和函数错误一致 |
| EXU-04 | 维度推导、转换和舍入规则 | EXU-02/03 | mm+inch、角度/长度混用按基线拒绝 |
| EXU-05 | 对象属性、Spreadsheet alias 和子形状引用 | TSN-02/DAG-02 | 引用重命名不丢失 |
| EXU-06 | 循环、未知符号、过期引用诊断 | DAG-04 | 错误包含对象/属性/表达式位置 |
| EXU-07 | locale 显示、自动完成和属性编辑器 | EXU-03 | 显示变化不改变规范序列化 |
| EXU-08 | 表达式迁移、导入导出和黄金测试 | FC-05 | 1000 条表达式跨版本一致 |
7. 专项四:依赖 DAG 与重计算(DAG)
7.1 目标
实现 FreeCAD 文档对象的依赖、Touched/Copy/Recompute 状态和事务语义:Link、Expression、子形状、Body/Tip、外部文档和视图依赖都进入统一有向图;重算按稳定拓扑序执行,循环和失败按对象传播。
7.2 技术措施
- 图节点为
DocumentObject的计算版本,边包含 Link、Expression、TopoRef、Container 和 View 依赖类型。 - 每次参数事务生成 immutable snapshot、dirty set 和 recompute generation;使用 Tarjan/Kosaraju 检测 SCC,循环节点不运行几何。
- 调度器按依赖层级把可并行节点分发给 Geometry/Solver Worker;结果带 generation 和输入 hash,只有匹配时提交。
- 一个节点失败不覆盖上一次有效 Shape;下游进入
UpstreamFailed,Report view 可定位根因。 - Undo/Redo 恢复参数、图、状态和 Shape 资源引用;保存只提交已确认版本。
7.3 任务分解
| ID | 任务与交付物 | 前置 | 验收 |
|---|---|---|---|
| DAG-01 | Link/Expression/TopoRef 统一边模型 | TSN-02/EXU-05 | 图可解释每条边的来源 |
| DAG-02 | 对象注册、删除传播和反向索引 | P4-01 | 删除前显示受影响对象 |
| DAG-03 | Touched/Up-to-date/Error 状态机 | P4-04 | 状态转换与 FreeCAD 回放一致 |
| DAG-04 | SCC 循环检测和诊断 | DAG-01 | 循环不进入 OCCT/Sketch 求解 |
| DAG-05 | 稳定拓扑排序和并行层 | DAG-04 | 相同输入顺序可复现 |
| DAG-06 | generation、取消和过期结果丢弃 | P1-03 | 快速连续编辑不回写旧结果 |
| DAG-07 | Body/Tip、容器、Feature 链和支持映射 | DAG-05/TSN-07 | PartDesign 链正确显示 Tip |
| DAG-08 | 失败保留、下游传播和恢复 | DAG-07 | 修复上游后仅重算必要节点 |
| DAG-09 | 事务/Undo/Redo/Autosave 原子提交 | P2-04 | 崩溃恢复不出现半个图 |
| DAG-10 | DAG 可视化、诊断和性能计数器 | DAG-08 | 用户可定位耗时/失败节点 |
| DAG-11 | 1000 对象、长链、宽图、随机图基准 | DAG-01..10 | 记录内存、吞吐、取消和尾延迟 |
8. 专项五:核心业务对象与剩余工作台(WB)
8.1 共通实施规则
每个工作台都必须完成四份资产:workbench-manifest.json(菜单、命令、快捷键、任务面板和前置条件)、对象/属性 schema、Facade API、FreeCAD 黄金回放集。只有页面按钮存在而命令状态、选择过滤、重算和文件兼容未完成时,状态仍为 ui-only。
8.2 工作台分解
| 工作台 | 业务范围 | 主要任务 | 进入条件 |
|---|---|---|---|
| PartDesign | Body、基准、草图、Pad/Pocket、Dress-up、Pattern、Boolean、Additive/Subtractive | PD-01..PD-18:附着、支持面、两长度、Draft、Fillet/Chamfer、Hole、Pattern、Thickness、Tip | SK、TSN、DAG |
| Part | 原语、布尔、管道、阵列、变换、检查/修复、导入导出 | PART-01..PART-16:ShapeBinder、CompSolid、Refine、Make compound、容差和修复 | TSN、DAG |
| Sketcher | 见 SK 专项 | SK-01..SK-12 | Solver WASM |
| Draft | 2D 绘图、尺寸、阵列、图层、Working Plane、BIM 辅助 | DRAFT-01..DRAFT-14:吸附、网格、文本、样条、偏移和参数化 | EXU、DAG |
| TechDraw | 页面、视图、投影、尺寸、模板、SVG/PDF 导出 | TD-01..TD-15:隐藏线、剖视、链接视图、模板兼容和打印比例 | TSN、FC |
| Spreadsheet | 单元格、公式、别名、格式、链接和导出 | SS-01..SS-10:表达式依赖、循环、CSV/XLSX 边界和大表性能 | EXU、DAG |
| Assembly | 组件、连接器、约束、求解、变体、BOM | ASM-01..ASM-16:组件链接、joint solver、装配树、碰撞和导出 | DAG、TSN |
| BIM/Arch | 结构/建筑对象、材料、楼层、墙/梁/窗、IFC | BIM-01..BIM-20:属性集、族、空间、IFC2x3/IFC4 映射和代理 | FC、EXU |
| FEM | 材料、网格、边界、求解器、结果 | FEM-01..FEM-18:网格接口、求解器 WASM 构建、结果场和单位 | EXU、WB 安全门 |
| Mesh | 网格导入、修复、布尔、简化、分析和导出 | MESH-01..MESH-14:法向、非流形、误差、LOD 和大网格 Worker | FC、QA |
| Surface | 曲面创建、偏移、放样、填充、修剪、缝合 | SURF-01..SURF-14:NURBS/BSpline 参数、边界和缝合容差 | OCCT 扩展、TSN |
| CAM | Job、刀具、路径、后处理、仿真和 G-code | CAM-01..CAM-20:刀具库、碰撞、后处理器沙箱、单位和输出黄金 | FEM/Mesh 可选,安全门 |
| Inspection/Measure | 测量、剖切、偏差、标注和报告 | INSP-01..INSP-10:TopoRef 选择、精度、报告和导出 | TSN、EXU |
| 数据/交换模块 | Import、Points、ReverseEngineering、OpenSCAD、IDF、JT、Material、MeshPart | IMP/PTS/RE/OSC/IDF/JT/MAT:格式、单位、颜色、代理、几何转换和往返 | FC、QA |
| 应用/扩展模块 | Start、Help、AddonManager、Cloud、Show、Web | APPMOD/ADDON:最近项目、离线帮助、扩展治理、分享/云和安全边界 | P0 manifest、安全门 |
| Robot/Plot | 机器人、轨迹、运动学、数据绘图和结果输出 | ROBOT-01..12、PLOT-01..06 | DAG、EXU、QA |
| 脚本/宏/桌面通用 | Python 控制台、宏、插件、偏好、自定义、剪贴板、打印、多文档 | SCRIPT/GUI-REST:沙箱、权限、等价 Web 工作流或逐项不支持诊断 | P0 manifest、安全门 |
| 开发/测试模块 | Sandbox、TemplatePyMod、Test、Tux | DEV-01..06:保留开发/自动化等价入口或明确非产品能力 | P0 manifest |
8.3 工作台交付顺序
先完成 PartDesign + Part + Sketcher 的参数化闭环与 FCStd 双向往返,再做 TechDraw/Spreadsheet/Draft/Plot,随后做 Assembly/BIM/Mesh/Surface,最后处理 FEM/CAM/Robot/Inspection、数据交换模块、应用/扩展模块和脚本/桌面通用能力。每个工作台在进入下一层前必须通过对象创建、编辑、重算、撤销、保存、加载和导出七项门禁。
9. 专项六:文件兼容与迁移(FC)
9.1 兼容范围
- FCStd 读取:ZIP 容器、
Document.xml、GuiDocument.xml、BRep/Shape 资源、缩略图、对象属性、Expression、Link、视图状态和未知扩展。 - FCStd 写入:生成 FreeCAD 1.1.1 可打开的最小等价文件;写入前完成 schema、内核和工作台能力检查。
- 项目格式:继续维护
.webcadmanifest、SQLite schema、OPFS 资源包和迁移版本;FCStd 与.webcad不混用语义。 - 交换格式:STEP/IGES/BREP、STL/OBJ/PLY、SVG/PDF、DXF、glTF、IFC、CSV;每种格式记录精度、颜色、单位、拓扑和只读限制。
- 未知对象:保留原始 XML/资源和 proxy Shape,显示兼容报告;禁止执行 FCStd 中的 Python、宏或任意代码。
9.2 任务分解
| ID | 任务与交付物 | 前置 | 验收 |
|---|---|---|---|
| FC-01 | 采集 FCStd 文件结构和 FreeCAD 读写样例 | P0 | 每个核心对象有最小/复杂样例 |
| FC-02 | .webcad/SQLite schema v2 与迁移框架 |
P2 | 迁移可回滚、旧版本可读 |
| FC-03 | ZIP 安全读取、大小/路径/压缩比限制 | FC-01 | zip bomb、路径穿越、恶意 XML 被拒绝 |
| FC-04 | Document/GuiDocument XML 映射 | P4/DAG | 树、属性、视图状态可往返 |
| FC-05 | BRep/Shape 资源读写和精度策略 | P3 | 体积、拓扑数和几何容差有报告 |
| FC-06 | Expression/Unit/Link/TopoRef 序列化 | EXU/TSN/DAG | 保存后可重算或明确 proxy |
| FC-07 | 未知对象/扩展 proxy 和差异报告 | FC-04 | 不丢原始资源、不假称可编辑 |
| FC-08 | STEP/IGES/BREP 导入导出 | PART | 100 个模型几何黄金通过 |
| FC-09 | Mesh/DXF/SVG/PDF/glTF/IFC/CSV 适配 | WB | 单位、颜色、精度和失败诊断正确 |
| FC-10 | FreeCAD↔WebCAD round-trip 测试 | FC-04..09 | 读→改→写→读的语义差异可解释 |
| FC-11 | 大文件、损坏文件和中断恢复 | FC-03 | 2 GB 级别按能力矩阵降级,不崩溃 |
10. 实施阶段与依赖
| 阶段 | 必须完成的结果 | 依赖 | 阶段门 |
|---|---|---|---|
| F0 基线冻结 | FreeCAD 提交/构建容器、Bitbybit/OCCT、Three、SQLite、浏览器、许可证和黄金样例 | 无 | G0:版本、来源、SBOM 完整 |
| F1 Facade/文档核心 | DocumentObject、Property、事务、选择、任务、诊断和 schema | F0 | G1:React 仅能通过 Facade 编译 |
| F2 表达式/单位/DAG | Quantity、Expression、统一依赖图、SCC、重算和恢复 | F1 | G2:1000 对象图和循环/错误黄金通过 |
| F3 稳定拓扑命名 | 历史映射、歧义、安全引用和迁移 | F2 + OCCT | G3:参数编辑/布尔/保存加载引用稳定 |
| F4 Sketcher | Solver WASM、约束、编辑器、外部几何和轮廓输出 | F2/F3 | G4:欠约束/冲突/拖拽/回放通过 |
| F5 Part/PartDesign 闭环 | Body/Tip、基准、特征、附着、DAG、Undo、FCStd | F3/F4 | G5:核心参数化建模闭环 |
| F6 TechDraw/Spreadsheet/Draft | 页面、投影、公式表、2D 参数化 | F2/F3/F5 | G6:核心生产文档可保存导出 |
| F7 Assembly/BIM/Mesh/Surface | 工作台对象、求解/几何和互操作 | F3/F5/F6 | G7:各工作台七项门禁 |
| F8 FEM/CAM/其余模块 | 数值库、后处理器、仿真和明确能力矩阵 | F0/F7 | G8:每个模块 exact/compatible/read-only/proxy |
| F9 发布验收 | 全量回放、跨浏览器、性能、安全、迁移和回滚 | F0..F8 | G9:无未解释的 unsupported 核心路径 |
11. 详细任务包(跨领域共通)
| ID | 任务 | 交付物 | 验收标准 |
|---|---|---|---|
| P0-01 | IN PROGRESS:已固定 FreeCAD 源码提交、原生编译器/依赖版本、无界面 Part 构建脚本与产物哈希;依赖镜像 digest 尚未完成 |
lock、容器、构建日志 | 同一输入产生相同版本信息 |
| P0-02 | 生成 UI/命令/对象/Property/工作台 manifest | JSON manifest | 每条能力有来源和等级 |
| P0-03 | IN PROGRESS:声明式契约、FreeCADCmd driver/比较器和首批 5 个 Part 成功样例已通过;100 个黄金文件与 50 个错误文件尚未达到 |
fixtures、expected | 桌面结果可复现 |
| P0-04 | 固定浏览器能力矩阵和 COOP/COEP | browser matrix | Chrome 最新两个版本有结果 |
| P0-05 | 许可证、供应链、WASM 安全评审 | SBOM、许可证清单 | 无未知二进制和高风险漏洞 |
| API-01 | Facade API 版本化和 JSON Schema | src/facade 合同 |
破坏性变更有迁移和弃用期 |
| API-02 | 统一请求上下文、取消、进度和诊断 | protocol types | 过期结果无法提交 |
| API-03 | 事件溯源与状态投影 | event log/reducer | 刷新后状态可重建 |
| APP-01 | Document/Object/Property 完整模型 | schema + adapter | Data/View、只读、隐藏、枚举、Link 全覆盖 |
| APP-02 | Transaction/Undo/Redo/Autosave 原子化 | transaction service | 崩溃点恢复无半提交 |
| APP-03 | Body/Container/Group/Link/Extension | object types | 树与依赖图一致 |
| GEO-01 | OCCT C++/WASM 构建和版本隔离 | build scripts | 资源、符号、许可证可追溯 |
| GEO-02 | Shape 生命周期、引用计数和 Worker 回收 | handle service | 长会话无不可控增长 |
| GEO-03 | B-Rep→Three 网格、选择和增量缓存 | viewport adapter | 选择不重建无关对象 |
| GEO-04 | 几何精度、容差和确定性 | tolerance policy | 体积/面积/拓扑黄金稳定 |
| QA-01 | 单元/属性/解析器/图算法测试 | tests | 分支和错误分类达标 |
| QA-02 | FreeCAD CLI/GUI 回放对照器 | comparator | 差异含输入、版本、对象和数值 |
| QA-03 | 浏览器 E2E、视觉和几何黄金 | Playwright fixtures | Chrome 能力结果可审计 |
| QA-04 | 性能/内存/取消/恢复压力 | benchmark reports | P95、峰值内存、失败率达门槛 |
| QA-05 | 安全测试和 fuzzing | corpus/reports | 文件、表达式、Worker 消息不可越权 |
12. 每个功能的开发模板
- 在基线 manifest 登记 FreeCAD 命令、对象、属性、选择前置和错误。
- 先写 Facade 类型、请求上下文、诊断和事件,再写 Worker/domain 实现。
- 添加最小成功、失败、取消、Undo/Redo、保存/加载和过期结果测试。
- 建立 FreeCAD 对照 fixture,记录几何容差、单位、拓扑和状态差异。
- 接入 React 页面和 FreeCAD 风格任务面板;页面不直接访问内部实现。
- 更新 SQLite migration、
.webcad/FCStd 映射、兼容矩阵和文档。 - 通过阶段门后才把状态从
experimental提升为compatible或exact。
13. 质量门禁与发布阻断条件
发布必须同时满足:./npmw run verify、Facade-only 依赖守卫、所有核心黄金回放、FCStd round-trip、跨浏览器 OPFS/Worker、几何精度、长会话内存、安全 fuzzing 和许可证检查。下列任一项阻断发布:
- 旧版本/未知对象被静默删除或当作可编辑对象;
- 过期 Worker 结果覆盖新版本文档;
- 子形状歧义被强行绑定;
- Expression 单位错误、循环或 locale 转换被静默吞掉;
- FCStd 读取后保存造成未报告的对象、属性、Shape 或视图丢失;
- 任一页面绕过
BitBybitWebCadFacade导入内部 Worker、OCCT、Three 或 SQLite; - 性能/内存超出能力矩阵而没有明确降级和诊断。
14. 下一轮实际执行顺序
- 使用项目本地 Node 运行时完成 P0-RT、依赖安装和验证,清除引擎警告。
- 继续完成 P0-01/P0-03:在已验证的提交、原生构建和 5 个黄金样例上补齐 digest 锁定构建容器、100 个黄金文件、50 个错误文件和 GUI 回放。
- 实现
DAG-01..DAG-06与EXU-01..EXU-06,让属性修改从“Touched 标记”升级为可解释的依赖重算。 - 实现
TSN-02..TSN-07,再把附着、Pocket up-to-face、测量和 TechDraw 选择切换到TopoRef。 - 编译/验证
SK-03,然后按基础约束→高级约束→编辑器→PartDesign 轮廓的顺序推进。 - 以 PartDesign 核心闭环为第一条完整垂直链,随后完成 FCStd 对象/属性/Shape/视图双向读写和 round-trip。
- 按
TD→SS→DRAFT/PLOT→ASM/BIM/MESH/SURF→FEM/CAM/ROBOT/INSP顺序完成工作台七项门禁。 - 完成 Import/Points/ReverseEngineering/OpenSCAD/IDF/JT/Material、Start/Help/AddonManager/Cloud/Show/Web、Python/宏/插件和桌面通用能力的逐项兼容决策与实现。
- 完成跨浏览器、OPFS 故障、性能/内存、安全 fuzzing、a11y/i18n、PWA、升级回滚、SBOM 和发布差异报告。
15. 完成定义
“完整 FreeCAD 对标”只有在 F0-F9 全部阶段门通过、核心与扩展工作台均有兼容等级、稳定子形状命名/Sketcher/Expression/单位/DAG/重算/FCStd 均有黄金报告、跨浏览器和安全门禁通过,并且发布文档列出所有差异后才能使用。当前仓库仍处于核心 Facade、OCCT 几何和属性编辑的进行中阶段,下一工作目标按第 14 节执行。
完整对标还要求 34 个源码模块和 App/Base/Gui 通用能力全部进入机器可读清册;任何尚未登记的命令、对象、属性、格式、Python/宏/插件入口都会阻断 G9。详细关闭条件见主任务账本第 3、11、13 节。
16. 已实现切片与剩余边界
本轮已完成 EXU-02..EXU-06 的基础版本:Quantity 以 mm/deg 等规范单位保存,表达式支持四则运算、对象属性引用和维度错误;已完成 DAG-01..DAG-06 的领域版本:Link/Expression 边、下游传播、SCC 循环检测、稳定拓扑计划、generation 和 recompute 状态已进入 Facade 与 SQLite schema v3。还未把每个 DAG 节点接入真实 OCCT/Sketcher 计算 Worker,因此当前是可验证的业务调度层,不是完整几何重算。
属性领域合同现覆盖标量、枚举、颜色、Vector、Placement、ObjectLink、ObjectLinkList/StringList 和版本化 SubshapeLink。Placement/Vector 使用结构化值并做有限数、角度范围及非零旋转轴校验,复合值深拷贝进入 Undo/Redo 与持久化。Facade 的对象级几何重算已在 Shape 生成后执行 Placement,并对恒等变换、畸形结构、变换失败释放和最近有效缓存保留给出测试证据;这不是 FreeCAD Body/Tip、Support、AttachmentOffset 或特征局部坐标链的等价实现,File/Shape 摘要和多选 mixed 编辑也仍未完成。
TSN 已完成面/边/顶点量化签名、邻接指纹消歧和匹配 API,并挂接到实际重算 generation。成功 Shape 会产生对象拓扑快照、迁移 matches、signature-fallback/occt-native 历史和 schema v1 ElementMap;提交阶段自动写回 LinkSub 与草图外部几何,稳定引用更新 generation,歧义/删除引用保持显式状态、标脏所有者并产生修复诊断。候选替换 Facade 事务验证当前拓扑和 kind 后原子写入 stable TopoRef,重建 DAG、进入 Undo/Redo;属性面板和诊断页均通过 Facade 调用。schema v7 保存拓扑快照和稳定原生对象标签。Three.js 已支持多对象 Mesh 注册、OCCT analytic 面/边/顶点点击、预选、完整边折线高亮、window/crossing 框选和诊断聚焦闪烁;普通单向 Pad/Pocket/Revolution/Groove 已接入已有 OCCT Generated/Modified/Deleted provider,其余复合模式仍显式回退。
Sketcher 已有 Facade 事务模型和基础求解器适配器:Sketch 几何/约束快照进入 DocumentObjectSnapshot,新增几何、约束和求解会更新 ConstraintStatus、历史、自动保存与 SQLite schema v4;基础约束现覆盖 Diameter、Symmetric、Tangent。该适配器的职责是验证数据模型和提供可替换协议;它不宣称已经等价于 FreeCAD planegcs。SK-03 的 planegcs WASM、SK-07 的完整约束分类、SK-09 的交互回放和 SK-10 的 B-spline 仍是兼容门禁。
Bitbybit 的 OCCT filletEdges 与 chamferEdges 已进入 Geometry Facade,支持全边或显式索引、参数验证、句柄版本和 Worker 隔离。由于 OCCT 瞬时边索引不是持久命名,当前接口仍不能作为 FreeCAD PartDesign 的长期选边引用;必须等 TSN 的边级 TopoRef、历史映射和参数化重算完成后,才能标记为 compatible。
Geometry Facade 还接入了 Bitbybit IO 的 STEP 和 ASCII STL 导出,作为 FC-08/FC-09 的第一条交换格式垂直切片。导出数据仍只代表当前 Shape;对象树、Expression、Sketch 约束、TopoRef 和重算历史必须由 FCStd/.webcad 格式任务独立保存,不能因“能导出 STEP”而宣称参数化文件兼容。
PartDesign Mirrored 已形成 experimental whole-shape 垂直切片:Facade 验证并调用 OCCT 平面法向镜像,文档对象/Task 保存 Base、XY/XZ/YZ 原点平面和 Fuse,重算 union 后释放临时副本并进入 generation 拓扑写回。这不是 FreeCAD 局部特征历史镜像;DatumPlane/Sketch axis/TopoRef 平面、单实体规则、跨 Body 支持和 Mirrored 的原生历史映射仍未完成。
本轮又补齐了拓扑和恢复边界:面之外增加了由 BitBybit 网格端点派生的 edge/vertex 签名,并通过 geometry.topology() 返回面/边/点引用,签名使用量化坐标、长度/端点而不使用面索引;这仍不是 OCCT Generated/Modified/Deleted 历史。FCStd inspection 现在同时生成只读 proxyDocument,对象属性带有 recognized/proxy/blocked 状态;SQLite/OPFS Project API 增加 recovery(documentId),报告完整性、schema、最后保存版本和降级警告。持久化写入现在在支持的浏览器使用 Web Locks 跨标签页互斥,并通过 BroadcastChannel 广播保存版本;无 Web Locks 环境明确报告 local-queue,不能解释为跨标签页安全。代理文档和恢复报告都不能被解释为 FCStd 参数化写回或崩溃恢复已经完成。
17. 本轮后续实现记录与下一批任务
本轮继续执行了重算、文件安全和命令能力三个关键边界。实现与验收必须按下面的定义理解,不能把“接口存在”解释成“FreeCAD 业务已完成”:
| 任务 | 实施措施 | 验证结果 | 剩余边界 |
|---|---|---|---|
| P1-03 / DAG-06 重算执行器 | RecomputeCoordinator 为每次运行分配 generation;后发运行取消前发;节点完成后校验 AbortSignal、文档 ID/版本和当前 generation;结果状态为 completed/failed/cancelled/stale;按 DAG levels 使用 Promise.all 并行执行同层节点,并按稳定计划顺序合并结果和进度;可选的 createFacadeGeometryRecomputeExecutor 在 OCCT Worker ready 时执行真实 Pad/Pocket/Revolution/Fillet/Chamfer |
取消、过期版本、依赖失败传播、独立节点并行、闭合 Sketch 特征链、Revolution 角度/反向和 Facade 提交测试通过 | 默认数据模型仍不持久化 ShapeHandle;Up to face、拓扑历史映射、每节点独立 Worker 和完整 PartDesign 特征仍待实现;失败时缓存保留最近有效 Shape |
| DAG-08 失败/抑制传播 | 上游 error 将下游置为 upstream-failed;Feature 的可持久化 Suppressed 属性将自身置为 suppressed、下游置为 upstream-suppressed,不误报重算失败;抑制时释放缓存 Shape,解除后只重算依赖闭包;重算错误映射为带版本、generation、根因、依赖路径和修复动作的诊断树 |
上游失败、抑制跳过、Shape 释放、保存恢复、根因树、对象定位和解除错误后的最小闭包修复测试通过 | 多配置抑制、Body Tip 重定向、最近有效 Shape 显式回滚和完整 FreeCAD 状态机仍待实现 |
| P4-06 任务提交与重算闭包 | Task 草稿在 Facade 事务内写入 Boolean Base/Tool 等链接;新对象和依赖闭包进入 touched/dirty,React OK 通过 recomputeAsync() 提交并反馈结果;Facade diagnostics 提供根因树和定位/闭包重算/合法抑制修复,Diagnostics 页面只做事件投影 |
Boolean Task 链接/依赖测试、Task dirty 快照、根因路径和修复后诊断清理通过 | Apply 预览仍未持久化临时 Shape;多选选择集、Shape 回滚和完整 FreeCAD Task 校验仍待实现 |
| DAG-07 Body/Tip 与来源链接 | Part Design 特征提交时按来源类型绑定 Profile/Base,更新只读 Body.Tip,并将 Body 与新特征一并纳入 dirty/recompute 闭包;Undo/Redo 恢复 Tip | Pad Task、Body.Tip、Undo/Redo 回归测试通过 | 单实体规则、Tip 抑制/重定向、复杂容器和跨 Body 支持仍待实现 |
| SK-04 求解器边界 | DONE:版本化请求/响应、provider 能力探测、取消/过期 generation 隔离和回放合同已落地 |
基础 provider 回放、并发取消和文档版本过期测试通过 | 当前是基础 TypeScript solver;planegcs-wasm provider 明确报告 unavailable,不虚报 SK-03 完成;高级约束、拖拽、外部几何和 B-spline 未完成 |
| FC-03 ZIP 安全读取 | 先读中央目录再解压;限制 archive/entry/total 字节、压缩比、条目数;拒绝路径穿越、重复路径、加密项、ZIP64 和 XML entity | 缺 Document.xml、路径穿越、压缩炸弹测试通过 | 尚未恢复 BRep/Shape、视图、表达式和参数化对象 |
| FC-04/FC-07 只读报告 | project.fcstd.inspect() 解析 Document.xml 对象声明、Label、属性数量和类型;未知类型为 proxy,Python 类型为 blocked;脚本资源只告警且不执行 |
recognized/proxy/blocked 分类和 Facade-only 测试通过 | metadata-compatible 仅表示 XML 元数据可读,不表示 FCStd 可编辑或 round-trip |
| P2-04 Project list/load | project.list() 暴露 SQLite/内存快照摘要,app.document.load() 将选定快照作为活动 Document 事务恢复,清理旧重算/Shape/Task 状态、保留 Undo 边界并按完整对象图异步重算;Projects 页面按 documentId 调用 Facade API |
列表摘要、保存→修改→加载后属性恢复、选择清空、任务清空和加载重算调用通过测试 | FCStd 导入仍是只读 metadata/proxy;跨文档 ShapeHandle 和 Shape 持久化仍待完成 |
| P2-01/P2-02 Migration/write pressure | schema v7 与统一事务 migration runner;v6 新增对象拓扑快照 JSON,v7 新增稳定原生对象标签;失败 rollback;写队列严格串行并在失败后继续 | migration 排序/跳过/回滚测试、真实 Chrome OPFS v1→v7、标签重开/checkpoint 往返及 1000 次队列压力通过 | 跨发布降级、断电 journal 恢复和用户数据备份仍待完成 |
| P2-03 Resource/recovery fallback | SQLite Worker 在无 OPFS 时使用内存资源表;OPFS 模式增加配额预留、重复内容免写、缺失文件重建和孤儿/零引用/缺失文件对账清扫;Facade 暴露 sweep 报告 | quota/sweep 纯策略、fallback API、Worker 类型检查和生产构建通过 | 真实 OPFS 孤儿清扫、QuotaExceeded、大文件压力及浏览器崩溃注入仍待完成 |
| P2-04 Version checkpoints | 文档规范化保存与完整 JSON checkpoint 同事务;每文档保留最近 5 版;Recovery 列出版本,Facade 可加载指定/最新 checkpoint | 7 版保存后仅保留 3..7、指定版本/最新版加载、过期版本删除和深克隆测试通过 | 当前测试使用 transient fallback;SQLite/OPFS 断电点恢复和保留策略 UI 待完成 |
| PART-07 Shape check | check-shape 使用 Facade geometry.topology() 生成面/边/顶点数量和 SHAPE_CHECK_PASSED 信息诊断;空缓存、空拓扑和 Worker 错误分别返回结构化失败诊断 |
无 Shape、错误选择前置和拓扑调用边界通过测试/构建 | 当前是网格派生拓扑检查,不等价于 OCCT BRepCheck_Analyzer,完整修复建议和自交诊断仍待实现 |
| P1-02 命令准确性 | manifest 仍可完整展示;Part primitive/union/cut/intersection 与 Part Design 核心命令已有 Facade executor;命令状态同时检查工作台和对象类型选择谓词;其余未接入 executor 的命令返回 disabled 与 COMMAND_UNIMPLEMENTED,不再静默完成 |
Part 基本体/布尔 Shape 缓存、选择不兼容时的禁用原因、additive-loft 未实现状态与诊断测试通过 |
其余工作台要逐项增加真实 executor、Task 参数和黄金回放后才能启用 |
| P3-05 Pattern 实验切片 | linear-pattern 和 polar-pattern 通过 Part Design 选择谓词、Task 和类型化属性创建对应对象;Linear 按总 Length 等距平移,Polar 在小于 360° 时覆盖首末角、360° 时不复制重合端点;两者均由 OCCT union 合并并释放临时副本 |
线性间距/方向、圆周完整/部分角度分布、联合输入、句柄释放、非法参数诊断、Base 链接、Body.Tip、属性校验和任务提交回归测试通过 | 当前为 FreeCAD 1.0+ 的 Transform body 近似,只复制整个 Base Shape;未实现 Transform tool shapes、连接单实体过滤、稳定 TopoRef、历史映射、反向轴和引用轴,因此保持 experimental |
| P3-07 MultiTransform 实验切片 | multi-transform 使用结构化有序 Linear/Polar/Mirrored 步骤,Task 与属性面板共用编辑器;重算逐步扩展 whole-shape 实例并最终 union,限制最多 6 步和 100 个组合实例 |
6 实例组合、方向/平面映射、故障注入、中间 Shape 完整回收、最近有效缓存、深拷贝、Undo/Redo、fallback 保存恢复与任务提交测试通过 | 不是 FreeCAD 局部 Transform feature history;未实现特征列表、Datum/TopoRef 轴面、单实体规则与原生拓扑历史,保持 experimental |
| P3-05 Hole 基础切片 | hole 创建 PartDesign::Hole,用 32 边圆形 Profile 或圆锥刀具调用现有 OCCT Pocket/Cut;支持 Diameter、DepthType/Depth、Position/Direction、Reversed、Flat/Angled DrillPoint、DrillForDepth、Tapered/TaperedAngle 以及 Dimension/ThroughAll,校验正尺寸并纳入 Base 链接和 Body.Tip |
圆孔 Profile、有限深度调用、位置/方向、90 度基准锥度、包含钻尖总深度、非法直径/方向诊断、Task 属性提交和 Tip 更新测试通过;Counterbore/Countersink/Counterdrill、Angled drill point 和 Tapered 由 Bitbybit 圆柱/圆锥刀具加 Boolean Cut 组合执行,并有 Chrome 非空 mesh 与 0/0 release 证据 | 仍未实现 Threaded/ModelThread、标准尺寸、Support/Profile 面定位和完整局部特征历史;螺纹保持显式 HOLE_THREADING_UNSUPPORTED,能力保持 experimental |
| TSN-02/05/06/08 TopoRef 基础迁移 | topologyReferences 提供 schema v1 创建、序列化、安全解析、解析和跨版本迁移;重复几何通过邻接指纹唯一消歧,一旧多新不会错误继承;匹配按 kind 隔离并用形状尺度归一化几何评分支持纯平移;对象快照附带 schema v1 ElementMap;新增原生 ElementMap2 v1 token AST/schema v2 writer,以及 StringHasher v1 AST/schema v2 codec |
round-trip、瞬时索引拒绝、resolved/ambiguous/deleted、重复拆分、邻接唯一/对称回归、FaceN/EdgeN/VertexN 写出和持久化通过;FreeCAD 1.1.1 的 30 模型、91 个 ElementMap2、11 个 StringHasher 表完成解析、写回和引用闭合 | Web 拓扑仍不能凭最终几何生成 FreeCAD 私有算法未提供的历史 token/StringID;对称 Boolean 的同构子形需要原生候选证据才能消歧 |
| TSN-08/09 LinkSub 文档接线 | PropertyValue 支持 schema v1 TopoRef;重算 generation 自动迁移 LinkSub/草图外部几何,歧义/删除不强绑;schema v7 保存对象拓扑快照、ElementMap 与稳定原生对象标签;Facade 候选替换事务验证当前同 kind persistentId,重建 DAG 并支持 Undo/Redo;属性/诊断 UI 可替换;Three.js 多 Mesh 场景已将对象/OCCT analytic 面边点拾取、预选、完整曲线折线高亮、诊断闪烁和 window/crossing 框选回调 Facade;Pocket 暴露 UpToFace 槽;Pocket/Groove/Hole/MultiTransform 及双侧线性/角度特征可携带内部 builder 的 STEP/topology/history stage;ElementMap2 writer 可从 MappedNameRef/StringID 证据生成 FreeCAD 1.1.1 token,FCStd reader/writer 会校验 StringHasher 引用闭包 |
非法瞬时索引/候选拒绝、DAG 边、稳定/歧义/删除迁移、邻接消歧、候选替换、Undo/Redo、保存加载、无三角对角线的 BRep 边拾取、多选集合、真实双对象穿越框、诊断聚焦事件、live ElementMap、Pocket 双侧、Revolution/Groove 双角 Chrome 回放及 30 模型 naming-evidence gate 通过 | 未提供逐阶段 Shape/history 或 MappedNameRef/StringHasher 证据的算法继续保守回退;同构子形无唯一原生证据时不宣称 exact |
| TSN-03/07 历史适配器回退 | Bitbybit 1.1.1 绑定仅有 HasGenerated(),没有逐 Shape 的 Generated/Modified/IsDeleted;独立 native provider 已接入普通及双侧 Pad/Pocket/Revolution/Groove 参数路由与既有 Boolean/Pattern/Dress-up 子集;协议新增显式 input/stage、sourceStage/resultStage、一对多 resultIndexes、有序 feature sides 和 rotate stage,可向后兼容旧 object/tool 载荷;stage capture 按各自产生结果解释 index 并以邻接唯一性约束同构候选 |
平移修改、新增/删除/重复面、邻接唯一消歧、跨对象竞争、generation 写回、采集失败隔离、Up-to-face 有效距离、Two sides/Midplane/Two angles 路由通过;Groove 双角按 FreeCAD profile offset + 单 sweep + Cut 得到 native valid 单 solid;30 模型 history/ElementMap2/StringHasher exact gate 与 Facade 182/182 通过 |
provider 仍通过 STEP/BREP 跨 WASM;同构候选和未提供私有 builder/命名证据的算法仍需逐项黄金模型后才能声明 exact |
原生历史 provider 适配器现已进入重算执行器:当 Geometry Worker 暴露 topologyHistory() 且 Base/Tool/Profile 有拓扑快照时,Facade 将真实输入/输出 Shape 和记录交给 captureNativeTopologyHistoryStages(),再由 composeNativeTopologyHistoryLineage() 把上游对象 stage 接入当前关系;普通 Pad/Pocket/Revolution/Groove、Up-to-face 有效长度以及双侧/Midplane/Two angles 会进入同一参数协议。Pocket、Hole、MultiTransform 和双侧 builder 保存中间 STEP/拓扑/记录;Groove TwoAngles 按 FreeCAD 语义保存 rotate -> revolution -> cut 的 BREP/history,并已通过 native BRepCheck Chrome 黄金门。provider 不声明组成 operation 时保留单响应兼容路径。exact 判定仍必须同时拥有逐阶段 Shape/history 与 MappedNameRef/StringHasher 命名证据,任一缺失都不能由最终几何补推。
后续按以下顺序连续开发:
P4-06/DAG-08:同步/异步重算已共享抑制传播和根因诊断语义,并支持定位、解除错误后的最小闭包重算与合法特征抑制;继续补齐多配置抑制、Body Tip 重定向、最近有效 Shape 显式回滚和性能计数器。Shape 缓存已进入 Facade,但尚未持久化。P3-04/P3-05:Pad/Pocket/Revolution/Fillet/Chamfer 已有 OCCT Worker 输入适配和 Shape 缓存回写;Up-to-face 实际距离、Part 双向 Extrude/Revolution、PartDesign Two sides/旧 TwoLengths 与 Revolution/Groove Midplane/Two angles 已进入原生协议,Groove 双角的 FreeCAD 单 sweep 语义和结构有效性已闭合。继续扩展锥度逐阶段 history、局部 feature-list 重算、螺纹/标准尺寸及稳定 Support;未通过黄金 Shape/history 的能力保持 compatible 或 experimental。TSN-03/07/08:TopoRef schema、面/边/点签名、基础迁移和歧义处理已落地;继续补齐 OCCT Generated/Modified/Deleted、邻接/曲率签名、跨布尔历史和数据库属性接线;任何 transient index 不得写入持久引用。SK-03/SK-06/SK-07:编译和验证 planegcs WASM,按基础/高级约束建立 FreeCAD 黄金回放;基础 solver 维持 experimental。P2-04/P2-05/P2-06:完成保存点恢复报告、迁移回滚、配额回收和 BroadcastChannel 单写者冲突。FC-04/05/06/10:增加 XML/Shape/Expression/Link 映射,未知字段原样保留,完成 WebCAD↔FCStd↔FreeCAD 差异报告。P6-03/P8-02:把 disabled 原因、重算进度/取消、FCStd 报告和能力矩阵接入 React,并通过目标浏览器回放和视觉基线。
启用规则:RecomputeExecutionResult.status=completed 只表示已注册节点成功;FCStd metadata-compatible 只表示安全元数据可读;只有 FreeCAD 对照黄金测试、取消/失败/只读、保存/加载和跨浏览器门禁都通过,才能把对象或命令从 experimental 提升到 compatible,exact 还要求锁定版本后的逐项差异为零。
20. 命名证据与系统级 exact 评估(2026-08-09)
运行时命名证据必须来自 native provider 的 MappedNameRef/StringHasher 或逐阶段 builder capture。NativeStageNamingEvidence 对缺失证据写出 final-shape-only,对只有原始表而没有可重建回调的 FCStd 资源写出 opaque-preserved;两者都不能仅凭最终 Shape 生成新 FreeCAD token。跨阶段 ElementMap2 映射保存 sourceStageId、来源集合和 ambiguous 候选,校验失败直接阻断写回。
FreeCADPrivateNamingABI v1 已定义为版本化 Embind/JSON 合同,并接入 direct provider 与真实 Worker:请求携带 operation、输入 STEP、最终 STEP/BRep、阶段 DAG 和原生 history,响应必须同时提供 MappedNameRef、StringHasher 与 ElementMap2,且逐项通过 stage/result 绑定、大小上限、schema、StringID 和引用闭包校验。生产运行时声明 freecad-private-v1-optional-worker,mock 明确为 not-exposed;未导出三项回调、版本/锁定提交不符、证据不闭合或 operation 未声明时均 fail-closed 到 final-shape-only,禁止合成 token。当前仓库随附的 native/occt-history 已链接锁定的 FreeCAD 1.1.1 私有命名实现,但该完成只关闭生产 ABI/builder 覆盖,不把系统整体提升为 exact。
ABI 输入现同时携带文档 objectId、FCStd 原生正整数 object tag、上一阶段命名证据、明确的 result object/tag 和阶段 DAG;object tag 会从 Document.xml 的 Object.id 导入,按稳定值写回 FCStd,并通过 SQLite schema v7、OPFS 重开和 checkpoint 往返。命名 ABI 只接收能解析到传输输入 inputId/role 的历史来源:Hole、Pattern、Mirrored 等 builder 的内部 tool/copy 记录会被明确排除,C++ bridge 继续拒绝未知来源,禁止把内部形体冒充为外部 Base。build:occt-history 现在是生产 fail-closed 构建入口,只接受锁定提交、Emscripten 3.1.69、wasm Qt/Python、FreeCADBase/FreeCADApp/Part 静态库及三回调 bridge 的哈希清单,并发布 JS/WASM/DATA;OCCT-only 构建只允许写入不发布的候选目录。check:occt-history-artifact 会实际实例化 WASM 并探测三回调,Node 与 Chrome 生产矩阵还会逐项执行 19 类 builder。因此 EX-TSN-02=completed,而 systemExact=false 继续成立。
Qt 前置条件已按独立、可离线复现的链路落地:build:qt6-wasm-core 使用 Emscripten 3.1.69 构建 QtBase 6.8.2 静态 wasm Qt6Core,下载使用 USTC 国内镜像,但必须先通过 Qt 发布包官方 SHA-256;离线模式缺包时直接失败,不允许回退联网。build:freecad-naming-source-probe 进一步锁定 FreeCAD 提交及 IndexedName.cpp、MappedName.cpp、StringHasher.cpp、MappedElement.cpp、ElementNamingUtils.cpp、ElementMap.cpp、Base/Handle.cpp 七个原始编译单元的内容哈希,并验证它们能与 wasm Qt6Core 一起生成和执行 wasm32 探针。运行时覆盖名称解析、StringHasher 去重/SHA-1 阈值/索引引用、ElementMap 编码/双向查找/历史/保存恢复以及 MappedElement 稳定排序;真实 ElementMap 保存体和 StringHasher 表还会经过 Web 侧 ElementMap2 parser、引用闭包及严格 FreeCADPrivateNamingABI 校验。探针只导出隔离的 freecadNamingCandidate* 名称,持久化流、Python 包装、类型系统、日志和 Application/Document 生命周期仍由适配头提供;FreeCADApp/Part/Python 静态库、真实文档集成、OCCT builder 上下文和生产 bridge 均未链接。因此它证明的是锁定私有源码子集与 ABI 数据可交叉编译/运行,不构成生产命名实现。
check:freecad-private-naming-boundary 同时读取 ABI 合同、兼容性矩阵、exact 计划及 Node/Chrome 生产报告,固定校验 shippedWorkerImplementation=freecad-linked、freecadNamingBuild.status=production-linked、EX-TSN-02=completed 与 systemExact=false。检查还要求三项回调、19 类 builder、链式 StringHasher、缺历史 fail-closed 及 JS/WASM/DATA/harness 哈希同时成立;该检查已进入默认 verify、真实 wasm lane和离线 smoke。
生产 SDK 前置已有完整候选闭包。七个锁定命名编译单元仍保留 libFreeCADPrivateNamingProbe.a 作为源码先决条件;实际 bridge 则链接真实 FreeCADBase/FreeCADApp/Part、QtCore、CPython 及 21 个传递依赖,并初始化真实 App::Application。check:freecad-naming-sdk-readiness 解析所有静态 ar 成员并拒绝宿主 ELF;generate:freecad-naming-sdk-manifest 还锁定 C++20、pthread、兼容头、host adapter 和预加载的 Python wasm stdlib。完整 check:freecad-naming-sdk 对库、源码和运行时文件逐项复算 SHA-256。
隔离 bridge 的 Node 烟测已用真实 ElementMap/MappedName/StringHasher 生成首阶段和链式证据,并验证 $#id:index 与 StringHasher 闭包。独立 pthread OCCT 候选仍保留为不发布的前置门;生产 Worker 则在 Node 和真实 Chrome 中对同一共享矩阵执行 19 类 OCCT builder,再从同一 wasm 调用三项 FreeCAD 私有命名回调。Chrome 执行与报告检查分开,检查器会拒绝与当前 JS/WASM/DATA 或共享 harness 哈希不一致的旧报告。生产链接已完成;剩余 exact 阻断为同构来源唯一性、完整跨特征/FCStd 往返和完整文档/属性语义。
Sketcher/PartDesign 的 Web 支持范围新增可执行参数合同:Sketcher 覆盖 FreeCAD 1.1.1 FCStd 表面的 9 类 geometry、19 类 constraint 和 10 类 InternalAlignment 语义;PartDesign 覆盖 Facade 已支持的 21 个 family、202 个属性槽和 72 个语义分区,并在对象创建及属性编辑时执行跨字段校验。check:freecad-sketcher-partdesign-abi 会从实现重算这些计数并拒绝陈旧报告;该“完整”限定于 supported Web Facade,不包含尚未实现的 FreeCAD PartDesign TypeId,也不表示 basic TypeScript solver 已求解全部圆锥曲线约束。
逐 feature 等级目前由 config/compatibility-matrix.json 的 facadeCapabilities.geometry.featureLevels 管理:Pad/Pocket/Revolution/Groove/Boolean 为有 native history 子集的 compatible,Fillet/Chamfer/MultiTransform 保持 experimental。systemExactEvaluation.exact 必须在所有 feature 的阶段 Shape/history、私有 token 证据和同构来源都闭合后才允许改为 true;当前值固定为 false,阻断项为私有 FreeCAD token 算法、没有原生 builder stage、以及无唯一同构来源。
21. 全功能 exact 计划(2026-08-09)
全功能对标不再沿用已经 83/83 completed 的 compatible 发布 WBS 作为完成判据。config/freecad-web-exact-parity-plan.json 建立 EX01..EX10、52 项 exact 任务,覆盖 34 模块、15 格式、6 入口,详细依赖和验收见 docs/freecad-full-parity-execution-wbs.zh-CN.md 第 20 节。优先顺序为原生 oracle -> kernel/history/naming -> document/property -> Sketcher/Part/PartDesign -> FCStd/formats -> GUI -> 生产/工程/平台工作台 -> 跨浏览器质量 -> exact 签名发布。
check:freecad-web-exact-parity-plan 与旧 execution-plan gate 一起进入默认 verify。开放任务必须保留 exactBlockedBy,完成任务必须具有已登记的可执行 evidence 且不能继续带阻断项;34 模块和 21 个格式/入口必须逐项映射到任务。最终 EX-REL-01 只有在所有任务完成、34 模块均为 exact、八项零差异指标成立时才允许关闭。计划建立时基线为 1/52 completed;截至第 23 节已推进为 3/52 completed,系统仍为 exact=false。
check:freecad-web-exact-promotion 进一步阻止直接编辑 claim.exact 或能力矩阵来“提升”版本:在 exact=false 状态只输出 fail-closed;只有 EX-REL-01 完成并提交结构化 promotion report,报告同时满足 52/52、34/34、八项指标全零和八类证据,才允许 promotion gate 通过。
详细实施手册见 docs/freecad-exact-promotion-runbook.zh-CN.md,报告结构见 config/freecad-web-exact-promotion-report.schema.json。手册按七个阶段规定输入、任务、命令、退出条件和失败回退,防止把规划状态、兼容子集或静态清册当成 exact 证据。
22. 参数 mutation 与阶段命名证据闭合规则(2026-08-10)
EX-ORA-02 的 mutation corpus 由 config/freecad-parameter-mutation-plan.json 定义为五项独立证据:nominal 参数、非法边界、两个以上显式参数快照、真实编辑-重算-恢复事务,以及无差异 FCStd 往返。config/freecad-parameter-mutation-report.json 必须由现有黄金证据生成,check:freecad-parameter-mutations 会逐字节重算并拒绝陈旧或手工提升的报告。该矩阵建立时只有 1/35 family 完整,当前已为 35/35;EX-ORA-02 仍因逐 family 原生 Shape/history/ElementMap2/StringHasher 和未知语义差异的更大验收范围保持 in_progress。
30 个复合模型的 219 个文档阶段已通过 FreeCAD 运行时 getElementMappedName/getElementIndexedName/getElementHistory 获得直接命名证据,并由两个门禁逐阶段验证。此处的 native-evidence=219/219 不等于内部 builder exact:219 个阶段都有 IndexedName,但只有 74 个阶段的全部子形有 MappedName,145 个阶段只有原生索引身份;当前识别出的 42 个操作阶段仍为 internalBuilderEvidence=0。没有内部 builder Shape/history 时,最终几何不能用于制造中间 Generated/Modified/Deleted;没有实际 StringHasher/MappedNameRef 时也不能制造私有 token;同构候选没有唯一原生来源时继续持久化为 ambiguous。
22.1 30-case 原生 mutation 与恢复门(2026-08-14)
freecad-composite-history-elementmap-oracle 现把固定语料锁定为 9 Boolean + 11 PartDesign + 6 复合 Boolean + 4 dress-up,每个 case 声明目标对象、原生 Property TypeId、editor mode、编辑值和最终对象。采集器对每个 case 执行 before/edit/recompute/restore/recompute,并为全部 219 个阶段保存三相几何、关系和命名摘要,共 657 条阶段记录。解析几何摘要包含拓扑计数、包围盒、顶点坐标、边长、面面积、面积和体积,不依赖 B-Rep 文本中的瞬时内部布局;原始 B-Rep SHA-256 仍单独保留作证据。
锁定 FreeCAD 1.1.1 实跑结果为 mutation=30/30、最终传播失败 0、几何恢复失败 0/219。mutation 恢复后的状态才作为 FCStd nominal 基线,30 个 case 再完成 save/reopen/resave,219 个阶段的 roundtripNameDrift=0、resaveNameDrift=0。FreeCAD 重算过程中,11 个 PartDesign case 的 28 个阶段在参数恢复后产生不同的原生 relation/semantic-name digest;该差异被单独锁定为 mutation naming drift,不能与几何恢复混算,也不能被零保存漂移掩盖。
check:freecad-composite-history-elementmap、check:freecad-tsn-stage-correlation 和 check:freecad-exact-history-elementmap-gate 共同按 case id、类别配额、stage ordinal 和三相 identity fail-closed。来源解析同时接受 FreeCAD 原生 FaceN/EdgeN/VertexN、#d:1、#42 与 g1v2;SKT 语法,不再把原生局部 token 误判为未解释关系。当前三门结果均为 wrongBindings=0、unexplainedRelations=0,但 mutation naming drift、五阶段 proxy/builder 缺口及未分类操作对仍使 EX-TSN-04=in_progress、exactPromotionReady=false。
23. EX-PD-02 Attachment 与跨文档引用闭合(2026-08-13)
EX-PD-02 已按独立机器证据关闭。FreeCAD 1.1.1 原生 Attachment 注册表仍为 55 项,四类引擎实现并集为 50 项;新增全组合 oracle 将 Plane/Sketch/Line/Point 的所有模式及所有引用组合展开为 236 个可执行槽位。每项都通过初始重算、统一源几何平移和 FCStd 关闭重开,Placement 与支持引用无漂移。原有未实现模式反例仍要求 Touched + Invalid,不会因本批完整执行覆盖而被误判为实现。
跨文档 corpus 同时覆盖 PropertyXLink、PropertyXLinkSub、PropertyXLinkList、PropertyXLinkSubList 和 SubShapeBinder。源关闭与源文件缺失时链接值清空、Binder 保留最后有效 Shape;恢复原文档 ID/路径后自动重连,后续参数编辑和再次 FCStd 往返继续传播。Web Chrome 以真实 OCCT Shape、OPFS、undo/redo 和最终 0/0 ownership 回放同一生命周期,执行命令与静态报告检查分离。
该完成不解除更大范围任务:EX-PD-01 仍需完整注册 PartDesign TypeId 与参数交叉积,EX-DOC-04 仍需全应用多文档/merge/conflict/crash recovery;生产 Worker 命名链接已由 EX-TSN-02 关闭,同构 provenance 已由 EX-TSN-03 关闭。系统维持 exact=false,当前 exact 计划计数为 5 completed / 36 in_progress / 11 pending / 0 blocked。