32 KiB
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。
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。
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。
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。
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 | 基础几何 API：点、线、圆、弧、椭圆、B-spline | SK-02 | 编辑/撤销/重做完整 |
| 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 | 外部几何、构造几何和投影 | TSN-09 | 选择引用可稳定重算 |
| 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 |
| Raytracing/Robot/其他 | 基线版本清单中的其余官方模块 | WB-REST-01..WB-REST-20：逐模块决定 WASM 端口或明确不支持 | P0 manifest |
8.3 工作台交付顺序
先完成 PartDesign + Part + Sketcher + TechDraw + Spreadsheet 的参数化闭环，再做 Draft/Assembly/BIM/Mesh/Surface，最后处理 FEM/CAM/Raytracing 等需要额外数值库或后处理器的模块。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 | 固定 FreeCAD 源码、编译器和依赖镜像 | 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 | 建立 100 个黄金文件、50 个错误文件、回放脚本 | 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/Firefox/Safari 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 | 三浏览器能力结果可审计 |
| 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。
- 完成 P0-01/P0-03：FreeCAD 提交、构建容器、manifest 和黄金模型目录。
- 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，随后接入 FCStd 读写和 round-trip。
- 按工作台表逐个实现并验收，任何暂未端口的模块保持
read-only/proxy/unsupported，不提前宣称完整。
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。
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。
TSN 已完成面级量化签名、唯一/重复候选判定和匹配 API，并挂接到 Bitbybit MeshAsset。签名刻意不使用 transient faceIndex；但是它还没有 OCCT 历史 Generated/Modified/Deleted 信息，也没有边/顶点和跨特征布尔历史映射。TSN-03、TSN-05、TSN-07、TSN-08 仍是完成 FreeCAD 稳定子形状命名的必要任务。
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。
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 失败传播 | 上游 error 将下游置为 upstream-failed，保存错误根因和 dirty 闭包；成功后只提交当前文档版本 |
上游失败和下游跳过测试通过 | 抑制对象、最近有效 Shape、完整 FreeCAD 状态机和 Report 树仍待实现 |
| SK-04 求解器边界 | Sketch 节点通过可替换 executor 求解；冲突/无效约束阻止下游，求解结果作为对象更新返回 | 基础 Sketch solve 与异步对象更新测试通过 | 当前是基础 TypeScript solver，不是 planegcs WASM；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 |
| P1-02 命令准确性 | manifest 仍可完整展示；未接入 executor 的命令返回 disabled 与 COMMAND_UNIMPLEMENTED，不再静默完成 |
linear-pattern 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 |
后续按以下顺序连续开发：
P4-06/DAG-08：同步/异步重算统一状态机，增加抑制、恢复上游后的最小闭包重算和诊断树；最近有效 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，Pocket Through all 已接入；继续补齐 Up to face、拓扑历史和 Pattern/Hole，未完成前保持 disabled。TSN-03/05/07/08：补齐 edge/vertex 签名、OCCT Generated/Modified/Deleted 历史、跨特征迁移和歧义处理；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。