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D-20261026-01｜鉸接輪組被包覆內件只承載質量

背景與驅動力

公版八車同場的 world step 遠超即時需求（001074）。成本主體是八車成團時大量「AABB 重疊但從未接觸」的 車對車配對，以及隨配對數成長的 CCD TOI 與 narrow phase。每車 45–54 顆 collider 中，胎與導輪占 51–59%： 胎＝Tire 圓柱＋Hub，導輪＝OuterRace 圓柱＋InnerSleeve＋BearingHousing＋SealRings。這些內件完全包在外圈 滾動圓柱內（徑向內縮 1.4–4.1 mm），幾何上碰不到外界。

D-20261021-02 只決定被包覆內件不烘 cylinder、維持凸 hull， 並否決「移除被包覆內件 collider」。當時的理由是不得改變質量分布與記帳，而且尚無成本與行為量測。 本次研究補齊了這兩項（.superpowers/triage/2026-10-25-proxy、2026-10-25-v2h、2026-10-26-roller-inner、 2026-10-26-hub-anomaly）：

  • 成本：內件只承載質量、質量性質精確保留時，八車 world step P50 約 0.52×、P95 約 0.51×（17 格全部 <1）。
  • 完賽率：heavy 三場 × 30 起跑，各變體與基線都無顯著差。先前「拿掉 Hub 會掉頭」的反常經擴大樣本確認是 偶然；掉頭的成因是所有變體共有的輪地接觸衝量爆衝（001050 族）。
  • 接觸：胎 Hub 實接觸與預測接觸皆為 0。導輪內件從不實接觸，但在 Rapier 約 2 mm 的預測距離內會產生 speculative manifold，像一層墊子把車彈離牆面（航向撥 8–22°）。移除後，導輪改為約 0.2° 貼牆滑行、切向速度 保留約 1.0。貼牆滑行才是導輪應有的行為；原本的反彈是求解器對隱藏幾何的數值副作用。
  • 損毀：broken 時整個 part 的 collider 與 hinge body 同時停用（D-20260814-05），不會出現外圈失效、內件外露。
  • 磨耗：只是 per-part 標量，不改幾何；內部輪轂不得替胎面增加容量（算式表）。

考慮過的選項

  • 維持現狀，所有 proxy 都建 collider：成本高，導輪撞牆行為受隱藏幾何影響，否決。
  • 把整顆輪組壓成單一 collider：會改質量分布、材質與記帳，否決（沿用 D-20261021-02 的理由）。
  • 只對導輪套用：規則較特殊；胎 Hub 拿或不拿，完賽率中性，否決。
  • 內件保留但加 2 mm 以上 margin：公版沒有任何件符合，無收益；而且只要內件不建 collider，撞牆動態就是貼牆 滑行，margin 保不住反彈，否決。
  • 被包覆內件一律只承載質量、不建 collider，質量性質精確併入 hinge body（採納）。

決定

  • 判定（manifest 推導，烘焙期一次決定）：同一 tire／roller 部件內，若有帶 cylinder shape 的 proxy C， 另一 proxy P 的每個 admitted pointsM 點 q 都滿足以下兩條，P 即為「被包覆質量件」：
  • q 到 C 軸線的距離 ≤ C.radiusM + ε；
  • q 沿 C 軸、相對 C.centerM 的投影絕對值 ≤ C.halfHeightM + ε。

其中 ε＝ENCLOSED_PROXY_TOLERANCE_M（初值 10 µm，與 D-20261021-02 的包含容差一致）。 - P 若帶 shape，另需依 D-20261021-02 被 C 包覆。 - 有多個候選 C 時，取包住 P、且 sourceNodeIndex 最小者。 - 判定以 f64 加減乘除與平方根計算；runtime 不依幾何重算。 - manifest：P 保留材質、質量、centroid、質量性質、熱與 wearCapacityJ，並由 derive 烘入 contact: "none"。admission 驗證這個標記與判定一致；不一致即拒收。 - runtime： - 不為 contact: "none" 的 proxy 建 collider。 - 它的質量性質換算到 hinge body frame（依 001078 的 frame 規則）後計入該 body。總質量、質心、慣量張量 與全部建 collider 時相同。 - 碰撞拓樸記錄、SavedState 與 rollback 驗證以「應建 collider 集合」為準。 - 記帳： - P 的 wearCapacityJ 不併入 C，也不消費（P 永不接觸）。 - 熱以 part 為單位，仍計入 P 的熱容。 - 磁力：P 若為磁性材質，不再各自成為磁靶。磁力衝量的分配改以「建了 collider 的磁性 proxy」計數， 並在 canon 明文化。 - 損毀：沿用 D-20260814-05，broken 時整個 part 停用，不另訂規則。 - 範圍：只適用 tire／roller 鉸接部件。武器 rotor 與其他零件不在本決策內。 - UGC 與編輯器： - 作者照樣可以建模內件、指派材質，質量與手感照算。 - 凸出外圈的件不算被包覆，仍保留碰撞。 - 編輯器物理檢視標示「被外圈包覆，只計質量」，並列出因擦邊而保留碰撞的件。

後果與影響

  • 八車 world step 約減半；同車輪組間的 broad-phase pair 與 CCD 候選也隨之減少。
  • 導輪撞牆行為由「反彈」改為「貼牆滑行」，屬於手感改變；公版場地的導引面規範（GENERATOR.md）不受影響。
  • 鉸接 body 的 ccd_thickness 改由外圈決定，CCD 觸發門檻提高（胎約 2.7→8.0 mm／子步）。這是行為差異來源 之一，已納入上述完賽率量測。
  • PhysicsManifest proxy 新增 contact 欄位，公版 tire-01～03、roller-01～03 的嵌入 manifest digest 會改變， 與 D-20261025-01 同批重烘。determinism golden 場景的胎只有單一 proxy、沒有導輪，所以本決策不改 golden。
  • 修正 D-20261021-02 後果段已過時的「tire／roller 各只 1 個 proxy」敘述（現行公版：胎 2、導輪 4）。
  • canon 同步：
  • 程式架構/physics-engine.md：世界組成、tire／roller 段刪除「collider 照建」「不得把整顆輪組壓成單一 collider」中與本決策衝突的部分，以及 SavedState 段；
  • D-20261020-01 第 37 行「不合併 collider」補註；
  • 建模參數/零件與共用介面.md 第 4.2.1 節；
  • 算式表.md：補「質量件不記磨耗」與磁靶計數；
  • 程式架構/interfaces.md PartPhysicsProxy；
  • 程式參數/protocol.md 新常數；
  • 編輯器操作.md 物理檢視。
  • 需補的驗證：
  • rolling-shape 與 physics-manifest 判定的單元測試，含擦邊、凸出與多候選；
  • 讀回 body 質量性質與全建 collider 時一致的測試；
  • 兩趟逐幀 hash 一致；
  • 八車成本回歸案例。