机器仿真技能是做什么的？

你构建机器的方式，如同产品工作室的摄影师和工程师的讲解：真实尺寸、真实材质、洁净的摄影棚布景，由真实的方程驱动。一句话输入，一个HTML文件输出，一条命令生成短片。

输出始终是：

<name>.html：一个完全自包含的页面（three.js 0.170 来自 jsDelivr，工具包内联）。可直接从磁盘、任意静态主机或 iframe 内打开。
短片：node scripts/record.mjs <name>.html out/<name>.mp4 --music freepd:<Category>/<Name>。

首先打开 examples/ 目录。每个示例均由页面顶部的那一句话生成。examples/turbofan.html 是参考示例：开始编写任何代码前，请从头到尾阅读它。

标准

开始之前，请设想观众在看到画面三秒后的感受。它必须已经看起来像真实机器的产品摄影照片：正确的轮廓和比例、能识别为金属的材质、纸张地板上的柔和阴影，无漂浮、无裁剪、无占位符。然后它开始运动，屏幕上的每个数字都是实时计算得出的。

如果以下任意条件为真，则结果未完成：

缺少机械师预期会有的零件（燃烧室没有燃油喷嘴，手表没有擒纵机构，发动机没有气门）
有部件漂浮、交叉、或在连接处有明显接缝或间隙
材质看起来像塑料却应该是金属，或者全部是灰色
屏幕上的数字是手动输入的，而非由求解器计算
剖切显示的是空心外壳，而非实心截面
短片的第一帧不美观

工作流程

1. 研究真实机器（5分钟，不写代码）

在机器脚本顶部的注释块中，根据已知信息（如有需要可查阅网络）记录：

真实尺寸（以米为单位）：构成轮廓的5到10个主要零件（例如涡轮风扇：风扇直径 2.85 米，长度 4.9 米，短舱最大直径 3.44 米）。
零件清单：按装配顺序列出，每个零件附带其材质。目标15到40个命名零件；重复零件（叶片、齿、螺栓、线圈等）单独计数。
物理原理：3到6个你将实际计算的方程，包含真实常数和工作点（例如涡轮风扇：布雷顿循环，起飞时N1 100%，OPR 42，T4 1,750 K，约 330 kN）。
观众关心的一个核心数值：关键指标（推力、扭矩、节拍次数/小时、流量、功率）。它将显示为大号衬线数字和细条形图。
观众想要操控的一个输入：一个滑块（油门、风速、转速、泵速、研磨度）。
故障模式：工程师担心的失效及其对求解器的影响（风扇叶片脱落及不平衡载荷、红线转速以上气门浮动、泵失速、过压）。这必须是计算得出的后果，而非动画。

2. 基于模板构建页面

将 kit/template.html 复制为 <name>.html。它包含 import map（固定 [email protected]）、字体、一个标记的块（工具包将放入此处），以及你需要填充的四个部分：

const { THREE, Lab, MAT, GEO, heatGlow, clamp, lerp, approach, fmt } = window.LabKit
const lab = new Lab({ prompt, no, title, sub, size, view, cut })   // 1. lab
// 2. 零件      lab.mesh(GEO..., MAT..., { name, pos, explode, xray, count })
// 3. 求解器     lab.hero(...); lab.slider(...); lab.onTick((dt, lab) => { ... lab.setHero(...) })
// 4. 破坏、解释、短片      lab.breakIt(...); lab.how(...); lab.autoFilm(...); lab.start()

复制后立即运行 node <skill dir>/scripts/inline.mjs <name>.html：它会将工具包粘贴到标记的块中，使页面成为完全自包含的文件（模板中的 src="../kit/lab-kit.js" 仅在此仓库内有效）。然后在第二个脚本块中编写你的机器。

3. 几何：真实尺寸的实心体

在机器自身框架内以米为单位工作，Y 轴向上，地板位于 y = 0（除非你设置了 ground）。将 size 设置为最长的真实尺寸；工具包会自动缩放显示，使每台机器在布景中大小一致，比例尺显示真实尺寸。

圆形零件（轴、盘、壳体、喷嘴、锥体、整流罩、活塞、表圈）：使用 GEO.lathe([[r, y], ...]) 并闭合轮廓。壁：GEO.shell(profile, thickness)，管：GEO.tube(rOut, rIn, h)，带倒角的盘：GEO.disc(r, h)。边角保持清晰，曲线自动平滑着色。
叶片和导叶：GEO.rotor({ count, axis, r0, r1, chord, thick, camber, twist, pitch, sweep }) 构建真实的带弯度和扭转的翼型（NACA 厚度），作为闭合实体并环形排列。使用 [root, tip] 数组指定弦长、厚度和弯度。
齿轮：GEO.gear({ teeth, module, width, bore, helix, spokes, rim })。在中心距 (z1 + z2) * module / 2 处啮合两个齿轮，按齿数反比驱动，初始偏移半个齿。
管道、软管、导线：GEO.pipe(points, r)（闭合、加盖）。沿着结构从接口到接口布线，切勿穿过其他零件。
紧固件：每个法兰上使用 GEO.bolts(n, R, size, h)。弹簧：GEO.spring(R, wire, turns, len)。盒子：GEO.rbox(w, h, d, r)（始终圆角，不尖锐）。带孔板：GEO.extrude(shape, depth)。
质量和惯量来自几何体：GEO.volume(geo) 返回体积和质心，乘以实际密度。

保持整洁的规则：

每个零件都是闭合实体（lathe 轮廓闭合，shell 带厚度，pipe 加盖）。这是剖切能绘制实心截面的基础。开放表面在剖切时显示为空心。
无可见交叉，无漂浮。 每个零件与支撑它的零件接触（法兰贴合在面上，轴在轴承中运转，立柱接触地面）。近距离检查连接处。
细节集中在视线焦点：法兰上的螺栓孔、倒角、边缘、铭牌、燃油管、线束。大平面区域添加接缝、面板线或纹理饰面。
为机器提供底座：支架、托架、基座、工作台或带脚的安装座，放置在地板上。现实中机器很少悬浮。
预算：最多约 70 万个三角形和 200 个网格。使用 GEO.merge / GEO.ring 合并重复的静态零件；保持运动部件分离。

4. 材质：绝非单一灰色

使用 MAT.* 预设；它们携带实测反射率，因此钢、钛、铝、黄铜和铜并排时外观各异。每个预设都接受覆盖参数（color、roughness、clearcoat 等任何 MeshPhysicalMaterial 属性）和 finish（微粗糙度纹理：车削件上的 turned 环纹、brushed 拉丝、cast 铸造斑点、smudge 污渍、knurl 滚花）。

用途	预设
轴、盘、机加工件	`MAT.steel`、`MAT.stainless`、`MAT.chrome`
外壳、铸件	`MAT.aluminium`、`MAT.castIron`、`MAT.steelDark`
叶片、航空航天	`MAT.titanium`、`MAT.inconel` (+ `heatGlow`)
接头、导线	`MAT.brass`、`MAT.copper`、`MAT.gold`
涂漆外壳	`MAT.paint({ color })`、`MAT.satin`、`MAT.anodised({ color })`
聚合物	`MAT.plastic`、`MAT.rubber`、`MAT.carbon`
窗口、水晶	`MAT.glass`、`MAT.sapphire`、`MAT.ruby`、`MAT.enamel`
光、火焰、热气	`MAT.glow`、`heatGlow(material, kelvin)`

像工业设计师一样选择调色板：以金属为主，搭配一两种涂漆颜色，最多一种强调色。热部件根据求解器温度发光（material.userData.heat.value = T）。

5. 求解器：只接受真实数字

编写一个纯函数，根据输入和状态计算你显示的每个数字，使用真实单位和真实常数。使用 approach（一阶滞后：加速、热质量）或 rk4（弹簧、擒纵机构、钟摆）进行动力学积分。然后根据求解器驱动运动：来自求解器的转速驱动轴旋转，流动驱动粒子移动，温度加热金属。

一个核心数值：lab.hero({ label, unit, max }) 然后每帧调用 lab.setHero(value, { state, sub, bad })。state 是两三个词（加速中、起飞、壅塞流动）。sub 是一行文字，包含2到3个额外数字。
一个滑块：lab.slider({ id, label, min, max, value, unit, ends })。仅当机器确实需要时才添加第二个滑块。
标签挂在剖切面上的静态零件点：lab.label(obj, 'HP turbine', { at: [x, y, z], value: () => '12,979 rpm' })。
lab.how(words, equations) 填充“计算方法”：用通俗语言描述模型和代码中的方程。说明哪些部分被简化了。
如果运动过快无法看清（如 2,700 转/分的风扇），则减慢显示速度并在 how 中说明（“转速显示比例为 1:60”）。切勿减慢数字本身的更新。
将求解器的工作点与步骤1中记录的真实公开数据核对。如果偏差超过约 20%，则修正模型，而不是强行调整数字。

6. 流动、热量和效果

lab.flow({ paths, count, length, color, parent })：沿真实流道（空气通过管道、血液通过泵、水通过滤芯）的流动线条。根据求解器设置其 .speed 并根据 lab.state.cut 设置其 .opacity，使其在剖切视图中可见。根据计算量（温度、压力）着色。
lab.plume({ radius, length, dir, color: 'rocket' | 'jet', shocks })：带马赫盘的排焰排气流；根据求解器设置其 .power。
lab.sparks.emit(worldPos, n, speed) 和 lab.shed(mesh, v, w) 用于破坏模式：火花受重力下落并反弹；脱落的零件成为刚体，落在地板上。

7. 模式（工具包自动实现，你负责配置）

爆炸：每个 lab.add/lab.mesh 接受 explode: [dx, dy, dz]（相对于父级框架，单位为米）。沿装配轴移动零件，外壳向外移动最远，核心保持在原位。移动路径上不得有任何交叉。
剖切：在 Lab 上设置 cut: { a, b, center, reach }。a 和 b 是移除区域的方向：例如 a = [0,0,1], b = [0,1,0] 移除朝向观察者和上方的四分之一（适用于有轴的零件）；b = a 移除一半。每个闭合实体自动绘制截面，并带有浅色剖面线。
X光透视：在外壳上设置 xray: 'shell' 使其变为半透明玻璃状并带有细边线，从而在运行时显示内部核心。
慢放、标签、暂停自动启用（按键 S、L、Space）。交互部分包括鼠标轨道控制、滑块和按钮。
破坏模式：lab.breakIt({ label, run(lab), reset(lab) })。run 改变求解器状态（叶片脱落、阀门卡滞、密封件破损），求解器计算后果。在核心数值上显示 bad: true，并伴有火花、碎片或震动。

8. 像评论家一样审视（必需）

渲染并通读你创建的每一张图像。使用以下脚本：

node scripts/shot.mjs <name>.html out/review.png                               # 第一印象
node scripts/shot.mjs <name>.html out/cut.png --js "lab.toggle('cut', true); lab.toggle('labels', true)"
node scripts/shot.mjs <name>.html out/near.png --js "lab.setView({ az: 70, el: 8, dist: 0.8, target: [x, y, z] })"
node scripts/shot.mjs <name>.html out/film --film 1,4,8,12,17,22,26                 # 电影静帧

至少进行四轮审查。每轮包括：整体视图、带标签的剖切视图、爆炸视图、两个连接处特写以及电影静帧。与记忆中真实机器的产品摄影照片进行比较：比例、零件数量、材质、光线效果。列出所有问题，修复问题，再次渲染。仅在列表为空时停止。shot脚本会输出帧率、零件数量和三角形数；保持交互帧率高于30。

9. 短片

lab.autoFilm({ runBeat, runSub, breakBeat, breakSub, sliderTo }) 根据你的机器编写标准的28秒故事，包含编号镜头和编辑字幕：

一句话概括整个需求（提示栏自动输入）。
Claude构建机器（零件按装配顺序飞入，计数器攀升：“84/3,597个零件”）。
机器运转（光标拖动滑块；核心数值根据求解器攀升）。
剖切（截面、带实时数值的标签）。
分解（爆炸视图）。
破坏（光标点击破坏按钮；求解器决定失效方式）。

循环播放：最后一个相机关键帧回到第一个。如需自定义短片，使用 lab.film('name', { len, assemble, shots, events })：shots 是相机关键帧 { t, az, el, dist, target, fov }，events 是事件 { t, beat: ['07', '粗体句。', '灰色句。'], set: { cut: 1 }, slider: { id, to, dur }, cursor: { to: 'slider:id:0.8' | 'button:break' | [x, y], click: true }, do(lab) {} }。

录制（需要 Node 18+、带 Chromium 的 Playwright、ffmpeg）：

node scripts/record.mjs <name>.html out/<name>.mp4 --music freepd:Classical/Easy_Lemon
node scripts/record.mjs <name>.html out/<name>-portrait.mp4 --w 1080 --h 1350

页面以电影模式运行（?film=1）：其时钟仅在录制器步进时移动，因此每一帧都是完整的，且每次录制短片完全相同。录制器会检查每张截图，防止无头 GPU 返回的品红色帧，并扫描完成的短片；如果有任何帧为粉色，则以非零状态退出。来自 FreePD 的音乐为 CC0 许可；仍需注明曲目来源。

屏幕上的文字

页面呈现编辑风格，而非仪表板：提示栏、衬线标题（带斜体副标题）、一个大号数字（带斜体单位和细条形图）、一行辅助数字、一个滑块。像优秀图注一样写作：简短、具体、无夸张、带空格的真实单位（338 kN、1,750 K、4.2 L/min），千位分隔。镜头字幕包含粗体句和灰色句。

交付时说明

提供HTML文件路径、短片命令、求解器达到的工作点（与公开数据对比），以及你简化了哪些部分。提供下一台机器的构建选项。

机器仿真技能