feat: complete map viewer scene and static CTL pose preview

Complete the interactive mission viewer with environment rendering, audio events, dynamic shadows, free-flight camera controls, and per-component CTL pose sampling.
2026-10-11 13:12:50 +04:00
parent aa51f3574d
commit a8faba8aad
42 changed files with 24411 additions and 1234 deletions
@@ -0,0 +1,236 @@
+# Атмосфера и небо
+
+Атмосфера Parkan задаётся двумя связанными ресурсами: `sky.ske` хранит
+расписание, цвета и параметры, а `sky.wea` сопоставляет позиционные строки с
+материалами. Ресурсы сначала разбираются в `TypedAtmosphere` и `SkyMaterials`,
+затем на каждом кадре из расписания получается `AtmosphereFrame`. Модуль
+`fparkan-fx::sky` превращает этот кадр в данные для рендерера: постоянную
+геометрию купола, динамические цвета вершин, небесные слои, положение
+светил, туман и нижнюю границу освещения.
+
+## Игровые сутки и смена дня и ночи
+
+Вызов `TypedAtmosphere::sample(real_seconds)` принимает секунды от начала
+повторяющегося расписания. Дорожки идут в порядке файла и занимают свои
+реальные длительности; после последней дорожки время возвращается к началу.
+Внутри выбранной дорожки игровой день всегда проходит от 00:00 до 24:00:
+
+```text
+track_seconds = real_seconds_in_track
+ day_seconds = track_seconds / track_duration * 86400
+```
+
+Время ключа вычисляется по часам и минутам даты. Нативный конструктор
+игнорирует сохранённое поле секунд, поэтому для планировщика используется:
+
+```text
+duration = (end_hour * 60 + end_minute) * 60
+key_time = floor(duration * (key_hour * 60 + key_minute) * 60 / 86400)
+```
+
+Сэмплер ищет предыдущий и следующий ключ во всём расписании. Переход через
+конец дорожки или конец цикла интерполируется так же, как переход внутри
+дорожки. `SkeDate::seconds_of_day()` сохраняет все три компонента даты для
+инструментов; оно не меняет формулу реального времени расписания.
+
+День и ночь в самом формате не являются отдельным флагом. Их вид получается
+из интерполированных цветовых параметров купола и состояния объектов солнца и
+луны. Ключи с kind `0` и `1` запускают и останавливают небесное светило. Для
+активного интервала модуль восстанавливает рождение объекта: ищет ближайший
+предыдущий ключ `SunStart`, следующий соответствующий `SunStop`, вычисляет
+реальное время начала и длительность, включая переход через цикл, и сохраняет
+эти значения в `SunBirth`.
+
+Имя в первой фиксированной строке определяет объект. Для строки `sun`
+нативный код использует углы `[90, 30]` градусов и строку материала 3; для
+`moon` — `[0, 50]` и строку 4. Начальный вектор орбиты строится по формуле
+`[cos(theta), 0, -sin(theta)]`, где
+
+```text
+theta = (clamp((now - birth_start) / lifetime, 0, 1) * 1.2 - 0.1) * pi
+```
+
+Затем к нему применяется матрица рождения. У солнца и луны независимые
+интервалы и независимые направления: при отсутствии активной луны нельзя
+подменять её направление противоположностью солнца. `SunFrame::color` — это
+единственный primary directional RGB. Второй источник получает направление
+`-SunFrame::direction` и RGB из `SunSample::packed[1]`; оба источника для
+активного объекта находятся в `SkyFrame::directional_lights` (сначала солнце,
+затем луна). Экранная геометрия использует `-SunFrame::direction`, а
+`world_center` размещает её по нативной формуле относительно camera
+translation и половины far plane. Материал, строка и состояние объекта
+берутся из его `SunBirth` и таблицы `sky.wea`.
+
+## Купол
+
+Оригинальный `CSky` строит конечный купол, а не кубическую skybox. Значения
+конструктора, подтверждённые в Terrain, такие: высота `10000`,
+`theta_max = pi / 4`, вертикальный масштаб `1`, `16` азимутальных секторов и
+`5` колец. Радиус вычисляется как
+
+```text
+radius = height * 0.5 / sin(theta_max * 0.5)^2
+```
+
+Вершина с индексом 0 находится в зените `[0, 0, height * z_scale]`.
+Остальные вершины идут в порядке `azimuth`, затем `ring`; для них
+
+```text
+phi   = azimuth / azimuth_count * 2*pi
+theta = (ring + 1) / rings * theta_max
+x = radius * sin(theta) * sin(phi)
+y = radius * sin(theta) * cos(phi)
+z = (radius * cos(theta) + height - radius) * z_scale
+```
+
+На сектор приходится один треугольник веера и по два треугольника на каждую
+пару соседних колец. Текстурные координаты трёх исходных стадий используют
+масштабы `[1, 15, 3]` для `position.x / radius` и `position.y / radius`.
+Цвет зенита и первого пояса берётся из palette 12. Следующие пояса используют
+группы palette 8..11, 4..7 и 0..3 с интерполяцией по азимуту.
+
+Позиции, signed normal bytes, UV и индексы создаются один раз через
+`SkyGeometryConfig::mesh`/`SkySystem::new`. Последующие кадры меняют только
+цвета вершин методом `SkyMesh::update_colors`; индексы и topology не
+пересоздаются. Ошибка конфигурации возвращается как `SkyGeometryError`, а
+ошибка входного кадра — как `SkyUpdateError`; они не превращаются в пустой
+буфер. Рендерер может загрузить `SkySystem::mesh()` в статический
+vertex/index buffer и обновлять только небольшой цветовой диапазон.
+
+Нормали купола повторяют native `Terrain47BFF` contract: каждый компонент
+хранится как signed `i8`, округляется режимом nearest-even и умножается на
+`127.0`. `SkyVertex::normal_vector()` декодирует эти bytes делением на `127`;
+зенит имеет `[0, 0, 127]`. Вершинный backend должен передавать signed byte
+representation без трактовки его как unsigned `0..255`.
+
+## Облака, звёзды и спрайты
+
+`sky.wea` — позиционная таблица. В стандартном AutoDemo строки имеют роли:
+
+| Строка | Роль | Имя в AutoDemo |
+|---:|---|---|
+| 0 | фон/туманность | `ENV_NEBULA_0` |
+| 1 | звёзды | `ENV_STARS` |
+| 2 | облака | `ENV_CLOUDS` |
+| 3 | солнце | `ENV_SUN_3` |
+| 4 | луна | `ENV_MOON` |
+| 5 | первый flare | `ENV_FLARE_00` |
+| 6 | второй flare | `ENV_FLARE_01` |
+| 7 | снежинка | `SNOWFLAKE` |
+| 8 | капля дождя | `RAIN_DROP` |
+
+Это наблюдаемые строки, а не глобальные имена, на которые можно полагаться в
+миссии. `SkyMaterials::parse` сохраняет числовой id и имя каждой строки;
+миссия может заменить любой материал. `SkyLayerKind` и `SkyLayerFrame` дают
+роль, позиционную строку, активность, intensity, UV stage и фазу времени.
+
+Нативный порядок купола находится в `SkyFrame::passes`: экранный gradient,
+nebula row 0 со stars row 1 как второй texture (material mode 4), dome
+gradient и clouds row 2. Для nebula/stars/clouds используются UV scales
+`1/15/3`; clouds получают translation Z `-5000` относительно камеры и
+directional RGB из `sky.packed[0]`. Это четыре фиксированных pass, а не три
+независимых цветных слоя.
+
+Цвет первого screen-gradient и последнего пояса вычисляет
+`SkyFrame::screen_gradient(yaw_radians, glare_rgb_delta)`. Native `CSky` сначала
+округляет `(yaw + pi) * 180 / pi` режимом nearest-even, выбирает сектор
+`(floor(degrees / 90) - 2) mod 4`, а затем смешивает соседние цвета
+`SkySample::colors[0..4]`. Остаток сектора умножается на точный коэффициент
+из PE `65F64` (`0x3C360B61`, примерно `0.01113567`), alpha результата равна
+`255`. `glare_rgb_delta` — входной RGB delta от light manager: для каждого
+канала это `max(current_primary_light_rgb - base_sun_rgb, 0)`. Каждый компонент
+затем преобразуется так: `d <= 1 -> d*0.8`, `1 < d <= 3 -> d*0.1 + 0.7`,
+`d > 3 -> 1`.
+`SkyGradientFrame::horizon_floor` задаёт RGB minimum для dome palette, а
+`clamp_dome_color` применяет его, сохраняя alpha исходного цвета.
+
+Солнце, луна и две строки flare являются направленными экранными слоями.
+Нативный quad использует UV
+`[[.005,.005],[.005,.995],[.995,.995],[.995,.005]]`. Полуразмеры sun/moon в
+пикселях вычисляет `sprite_half_size_pixels`: `viewport_width / horizontal_fov
+* .325 * .5 * values[0/1]`, где `values` — первые два tail float SKE.
+Цвет sprite и его alpha берутся из `SunSample::packed[0]`, отдельно от
+directional `SunFrame::color`.
+
+`SkyFrame::sun_optics` принимает projected sun, viewport, camera forward и
+результат world-ray visibility. Он применяет native 15-degree glare cone и
+возвращает фиксированные 12 `FlareQuad`; flare slots активны только при
+видимом солнце, `length(primary RGB) > 1.1` и cone amount `<= .1`. При cone
+`> .1` остаётся только glare boost. Renderer отвечает за сам projection и
+occlusion query.
+
+Дождь, снег и молния используют те же состояния расписания, но их camera-local
+геометрия и звуки обновляются `EnvironmentSystem`. Для активного интервала
+ресурсы берутся только из ключа, который его запустил. Интенсивность дождя,
+снега и молнии — четвёртый trailing float; цвет активной погоды использует
+RGB palette 12 с минимумом `80/255` на канал и alpha `150/255`.
+
+## Туман и свет
+
+Нативное обновление `CSky` записывает две дальности и один packed RGB.
+`FogFrame` повторяет этот контракт:
+
+```text
+fog.start = sky.values[0] * 700
+fog.end   = sky.values[1] * 700
+fog.color = RGB(sky.packed[1]) / 255
+```
+
+Поля не скрывают порядок исходных параметров: значения сохраняются в
+`SkySample`, а преобразование выполняется только в `fog_frame`. Vulkan path
+передаёт цвет и дальности в frame uniforms; vertex shader вычисляет линейный
+коэффициент по расстоянию до камеры, а fragment shader смешивает RGB материала
+с fog color в ветвях combiner, которые используют туман. Конкретный draw state
+может обходить это смешивание.
+
+Цвет primary света солнца — RGB palette 12, нормированный делением на 255 и
+умноженный на trailing parameter 2. `SunFrame::direction` — нормированный
+вектор после матрицы рождения и направление primary light; sprite/world
+geometry использует его противоположность. Второй directional RGB берётся из
+packed-параметра 1 без дополнительного умножения intensity. Когда объект
+неактивен, sampled поля сохраняются, но оба light slot и sprite inactive.
+
+В native `CShade` sampled RGB из состояния атмосферы также устанавливает
+глобальную нижнюю границу освещения. Для каждого RGB-канала она объединяется
+операцией `max` с накопленным цветом материала. Поэтому `SkyFrame` отдаёт
+`lighting_floor` из того же sampled packed RGB, а владелец renderer передаёт
+его в глобальный light state. Фиксированный ambient-цвет в этом месте меняет
+ночной уровень и не соответствует цепочке Terrain → CShade → Ngi32.
+
+## Бинарный формат `sky.ske`
+
+Файл little-endian, версия 5. В начале находятся `i32 marker = -1`,
+`u32 version = 5` и число дорожек. Дорожка содержит `u32 version = 1`, число
+ключей, две даты по 32 байта и ключи. Дата состоит из восьми `u32`; для
+планировщика значимы слова 3, 4 и 5 (часы, минуты, секунды), а остальные слова
+сохраняются без интерпретации.
+
+Ключ имеет `u32 version = 3`, дату, raw kind, opaque word, четыре packed ARGB
+цвета, два `f32`, пятнадцать packed ARGB цветов, шесть length-prefixed строк,
+четыре trailing `f32` и список length-prefixed ссылок. Строка хранится как
+`u32 byte_length` и ровно столько байт без завершающего NUL. Неизвестный kind
+сохраняется как `AtmosphereKind::Unknown`, как и opaque слова/строки.
+
+В конце находятся дата и два opaque `u32`. Декодер ограничивает количества и
+размеры строк, отклоняет NaN/Infinity во float-полях и требует точного конца
+файла. Трейлер выбирает исходную дорожку и позицию час/минута; метод
+`initial_offset_seconds()` складывает длительности предыдущих дорожек и
+применяет ту же формулу floor.
+
+Из интерполированного ключа `SkySample` формируется в исходном порядке:
+
+```text
+colors = [header[1], header[2], header[0], header[3],
+          palette[0], palette[3], palette[1], palette[2],
+          palette[4], palette[7], palette[5], palette[6], palette[8]]
+values = header_values
+packed = [palette[11], palette[13]]
+```
+
+Солнце и луна используют palette 12 и trailing parameter 2 для RGB,
+parameters 0 и 1 сохраняются как raw values, а packed-параметры светила —
+palette 10 и 14. Kind `0/1` управляет солнцем и луной по имени, `3/4` —
+дождём, `5/6` — снегом, `8/9` — молнией; kind `2` и `7` меняют
+интерполируемое состояние. Поля, для которых в native renderer ещё нет
+проверенного назначения, остаются raw в Rust API и не получают придуманных
+значений по умолчанию.