Phosphor

— научный физический движок на Rust для детерминированных симуляций с акцентом на точность, воспроизводимость и кроссплатформенность (Desktop + WASM).

Проект организован как workspace на Rust 2021 и разделяет:

• вычислительное ядро (математика, геометрия, физика, солверы),
• headless runtime/backend,
• слой визуализации и аналитический GUI.

Быстрый обзор

• детерминированная арифметика и переключаемая точность
  f32/f64
  (по умолчанию
  f64
  );
• Data-Oriented Design: SoA-хранилище тел + генерационные идентификаторы;
• интеграторы:
  SymplecticEuler
  ,
  VelocityVerlet
  ,
  Rk4
  ,
  BackwardEuler
  ;
• collision stack: broad phase
  BVH
  , narrow phase
  GJK/EPA
  ,
  CCD/TOI
  ;
• Jacobian-based ограничения и sparse LCP-путь решения контактов;
• физические свойства тел, редактируемые в рантайме:
  • масса, форма, упругость, трение, мягкость контакта,
  • линейное демпфирование, масштаб гравитации;
• комбинируемая гравитация:
  • N-body взаимодействие,
  • естественная гравитация с явным
    g
    (вдоль оси
    Y
    );
• ограничения сцены:
  • пол (
    floor
    ),
  • ограничивающий объём (
    bounds
    ), чтобы тела не уходили за пределы рабочей области;
• GUI-инструменты для аналитики: time control, инспектор, outliner, real-time графики, экспорт данных.
• UQ/validation контур:
  • параметрические sweep режимы
    Cartesian
    /
    DOE one-at-a-time
    /
    Monte Carlo
    ,
  • доверительные интервалы (CI) для
    energy_drift
    и
    max_speed
    ,
  • benchmark baseline + performance regression (slowdown ratio).

Архитектура

Структура workspace

Быстрый старт

1) Проверить проект

2) Запустить GUI

3) Запустить headless backend отдельно

Режимы транспорта GUI

умеет работать как с внешним backend-процессом, так и in-process:

• PHOSPHOR_GUI_TRANSPORT=auto
  (по умолчанию),
• PHOSPHOR_GUI_TRANSPORT=process
  ,
• PHOSPHOR_GUI_TRANSPORT=in-process
  .

Если выбран

, путь к бинарю можно задать через:

• PHOSPHOR_BACKEND_BIN=/abs/path/to/phosphor-backend
  .

Пример:

Что можно делать в GUI

• создавать произвольные 3D-объекты (sphere/cuboid/capsule/point) батчами;
• задавать физические свойства при создании и редактировать их на лету;
• переключать интегратор и управлять временем (
  play/pause/step/time scale
  );
• включать естественную гравитацию с параметром
  g
  ;
• задавать ограничения сцены:
  • пол (высота + упругость + трение),
  • ограничивающий объём (min/max + упругость + трение);
• анализировать энергию/импульсы, смотреть outliner и инспектор;
• запускать batch sweep (
  Cartesian
  /
  DOE
  /
  Monte Carlo
  ) и получать CI-метрики;
• экспортировать графики и данные в CSV/JSON.

Точность, фичи и платформы

По умолчанию:

.

Примеры сборок:

FFI / WASM

реализует командно-ориентированный мост:

• JS отправляет команды в движок;
• Rust владеет памятью и состоянием симуляции;
• данные для визуализации отдаются через zero-copy представления буферов;
• используется тройная буферизация кадров для синхронизации producer/consumer.

Тестирование

Базовый прогон:

Целевые научные проверки:

Статический контроль:

CI-матрица (desktop/features/SIMD/WASM node+browser) описана в:

Документация

Полная техдокументация находится в каталоге

:

1. архитектурные принципы;
2. карта workspace и крейтов;
3. core
   ,
   geometry
   ,
   physics
   ;
4. runtime/wire/backend;
5. ffi
   /WASM;
6. render и GUI;
7. I/O, валидация, профилирование и эксплуатация.

Лицензия

MIT