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程序化运动系统

语义状态是真实数据源；变换是它的呈现形式。每个位置、方向、速度、阶段和事件通道都只保留一个写入者。

流程

1. 声明状态及其写入者

说明可观察的运动、SI 单位、坐标系、稳定的 Actor 标识、初始状态、阶段／事件状态，以及时长约定：有限时长，带终止姿态和速度／交接规则；周期性，带循环规则；或无限时长，带停止／重置策略。为每个动画通道指定一个写入者；片段、程序化根节点、实例存储、摄像机架和外部求解器只能通过明确的分层顺序拥有不同通道。

当另一个模拟系统提供运动或对运动做出反应时，声明：

• 交换的量、单位、坐标系／原点、状态所有者、生产者、消费者、版本和发布顺序；
• 时间戳或左闭右开区间、频率、采样阶段、插值或外推方式，以及不连续行为；
• 支持／滤波、有效性、过时状态、误差界限和缺失值行为；
• 速率与区间积分语义，以及单向或双向反应的所有权和顺序；
• GPU 生产者／消费者通道、资源代次、队列顺序和实际完成凭据；
• 不可变的上一帧／当前已提交样本、稳定标识，以及重置、复用、退役和释放规则。

将帧关键状态保留在其所属设备上；在状态推进和呈现之外，异步安排诊断性回读。

**完成条件：**每个动画通道恰好有一个写入者、一套坐标系和单位约定、一个稳定标识，以及明确的初始状态和有限、周期性或无限时长约定；每个跨系统边界都满足上述所有适用声明。

2. 选择时间模型和表示方式

先根据状态依赖关系选择，再考虑 Actor 数量：

运动	时间模型	表示方式
可跳转的设计变换	基于权威秒数的闭式计算	少量 Actor 使用 Object3D；大量 Actor 使用顶点 TSL
分阶段的设计序列	闭式计算加离散事件状态	阶段局部时间和可重放的事件日志
弹簧、约束、碰撞或其他递归状态	固定步长，使用上一帧／当前状态	根据实测交叉点选择 CPU 数组或 GPU 存储
感知式跟随	与 dt 正确匹配的指数响应	渲染时状态，明确声明为非物理状态

对重复的相同拓扑使用 InstancedMesh。对材质状态兼容但拓扑各异的模型使用 BatchedMesh。只有在超过实测 CPU 遍历／上传交叉点时，才使用存储和计算。

标准路径通过 three/webgpu 初始化 WebGPURenderer，使用 await renderer.init()，并验证 renderer.backend.isWebGPUBackend === true。

**完成条件：**每个运动分支都有一个时间模型和一种表示方式；每条 GPU 路径都说明其适用的实测工作负载阈值。

3. 让时间保持确定性

直接从权威的已流逝秒数采样解析运动。以固定步长推进递归状态，保留不可变的前一状态和当前状态，并将每个完整的未处理步长移入单独的欠账状态，这样在呈现前可确保 0 <= accumulator < fixedStep，并使用 alpha = accumulator / fixedStep。为整个运动所有者统一定义原始增量限制、最大子步数、欠账处理、暂停／恢复和重播行为。丢弃欠账或按计划追赶，与重置不连续状态是两项独立决策。耦合状态按其仿真所有者的节奏推进，而不是按渲染回调的节奏推进。

对于感知跟随，将目标声明为在区间内积分的连续函数、带时间戳的零阶保持，或带时间戳的插值样本。在对应时间戳应用变化；呈现节奏永远不会改变底层目标信号。

使用已存储的种子、计数器和一次性事件标志。直接跳转会重建与重播至该时刻相同的相位和事件状态。AnimationMixer 要么按固定步长更新，要么遵循已声明的动作状态重置／跳转重播方案；仅调用 setTime() 无法重建已完成的动作或事件计划。它不会采样独立时钟。

**完成标准：**发生卡顿后，解析时钟和递归时钟不会分离；插值状态对会以有界累加器夹住呈现时间；欠账和重置决策可分别观测；相同的初始状态以及所有适用的种子、固定步长、事件计划和目标信号，能在每种测试的呈现节奏下重现匹配时刻的相同状态。

4. 实现适用于任意帧的变换

为每个位置、方向、速度和四元数标明源帧和目标帧。对轴进行归一化，处理平行和反平行向量对齐，为最短路径四元数分支规范化符号，保留创作指定的长弧／整圈旋转绕数，声明乘法顺序，并归一化累积旋转。

重设父级时，通过 M_local_new = inverse(M_world_newParent) * M_world_old 保持世界姿态。仅在残差通过检查时才分解为 TRS；非均匀祖先变换产生剪切时，保留仿射矩阵或包装器。释放的子级会继承移动帧速度，包括旋转父级的 omega cross r，以及已在移动的子级经过变换后的相对速度。停靠误差要在当前停靠帧中分解，而不是在过时的世界帧中分解。

**完成标准：**每个变换都声明了帧链和四元数顺序；重设父级后，世界矩阵在容差范围内保持不变；零向量／反平行输入不会产生非有限值；移动帧释放包含所有输运项。

5. 发布、重置和释放

发布不可变的上一代／当前代姿态，并保持 Actor 身份稳定；渲染姿态、边界和阴影均从同一对姿态推导。运动矢量还会保留上一帧已呈现的采样和相机；它们不会用上一模拟刻替代上一已显示姿态。发生剪切、瞬移、生成／销毁、重新设定父级、拓扑或变形变化、LOD／质量变化、存储槽复用或身份变化时，会开启新的有效性周期，并重置受影响的历史记录，而不是推导出极端速度。

只有语义运动重置时，才同时重置阶段时间戳、累加器和欠账记录、种子计数器、事件标志、有限运动终止锁以及上一帧／当前帧缓冲区。相机剪切或其他仅涉及时间的重置，只清除受影响的呈现历史，不重启语义运动。释放时，系统拥有的存储、计算资源、回读暂存区、监听器、计时器和渲染器循环都会被释放。

**完成标准：**每种不连续情况都为每个历史记录使用者选择保留、迁移或重置；仅涉及时间的重置会保留语义状态；语义重置会原子地恢复已声明的初始状态；旧身份无法访问复用的存储槽；释放后不再存在活动的所有者、监听器、缓冲区或动画循环。

6. 验证不变量

对每个选定分支，只运行适用的检查。解析式运动在 30、60、120 和 240 Hz 呈现频率下，将直接求值与回放结果进行比较。递归运动在这些呈现频率下保持同一固定步长计划，并通过步长减半测试。感知跟随使用一个带时间戳或经过解析积分的目标信号，并比较共享的墙钟时间检查点。有限运动会到达精确的终止姿态以及已声明的速度或交接状态；终止锁要求在其已声明的坐标系中，相对残余速度为零，同时继承任何移动接口的速率。周期性和开放式运动会验证其已声明的回绕或停止／重置转换。

如有选择，还要检查四元数范数和符号连续性、重新设定父级前后的世界矩阵相等性、实例身份稳定性，以及每种不连续情况下的重置行为。GPU 运动会记录调度次数、热路径字节数、p50／p95 耗时和零帧关键回读。节点后置处理证明只有一个呈现／输出所有者。

**完成标准：**每个选定分支都通过其节奏、所有权、坐标系、重置、生命周期和可见故障检查；涉及性能声明时，需记录阈值和目标硬件。

条件引用

• 如需了解解析插值、相位事件、发射路径、分离或碎片，请阅读解析相位、发射与级段释放。
• 如需了解循环计时、弹簧、回放、AnimationMixer 或终端锁定，请阅读时间与状态模型。
• 如需了解 InstancedMesh、BatchedMesh、存储属性、TSL 计算或 GPU 完成，请阅读r185 表示与 GPU 驻留。
• 如需了解对接坐标系、四元数顺序、重新挂载或旋转父级上的释放，请阅读移动坐标系、对接与四元数。
• 如需了解由水体、地形、天气、接触或求解器驱动的角色，请阅读环境驱动的角色，并应用步骤 1 中的交接要求。
• 如需了解时间呈现、重置范围、输出所有权、清理或故障诊断，请阅读呈现、重置、输出与生命周期以及故障特征与验证。

路由边界

处理相机运动与交接时，请使用 $threejs-camera-controls-and-rigs；交付内容为池化特效时，请使用 $threejs-particles-trails-and-effects；处理环境状态时，请使用相关的水体或地形技能。请求涉及运动以及渲染、几何体、材质、阴影、后期处理或其他模拟时，请使用 $threejs-choose-skills。