# `--reducer quad` 升级为可靠四边重拓扑 设计

日期：2026-07-23

## 背景与动机

真机排查(gargoyle 500k、supergirl 1M)确认了现有 `--reducer quad` 的三个问题：

1. **高密度输入必破洞**：QR 引擎从很高密度网格(500k~1M 面)激进减面时，非确定性地打出
   孔洞/非流形边，水密门(零容忍)几乎总判破损 → 回退 collapse。实测把高模先 collapse 到
   **中等密度(~50k)** 再喂 QR，输出即干净。
2. **导出前被三角化**：`bl_decimate.main` 在 quad 成功路径也调 `_triangulate`，导致"quad 后端"
   的 FBX 里其实是三角面，四边拓扑被毁——与"要四边"矛盾。
3. **零容忍门太严**：有机角色(supergirl)QR 常只留 1 个薄部位小洞(约 3 开边)，门把这个
   近乎干净的 QR 一票否决。补掉小洞即净。

用户决定：**改造现有 `--reducer quad`**，把"预 collapse + QR + 补小洞 + 保四边"整套配方内建，
让 quad 后端真正可用。`collapse` 后端与默认值(quad)不变。

## 约束

- 不加外部依赖。
- `collapse` 后端行为**零变化**；`--reducer` 默认仍为 `quad`。
- QR 任何灾难性失败仍**自动回退 collapse**，绝不中断(保留现有回退契约)。
- 不 stage 用户脏工作区(Unity/src/产物)。
- 纯策略(cap 判断、软门)与 Blender 操作分离，纯逻辑 TDD。

## 新流程（`--reducer quad`）

`bl_decimate.main()` 的 quad 分支改为：

1. **预 collapse**：`_clean_mesh` + `_triangulate` 后，若面数 > `qr_input_cap`(默认 50000)，
   先 `_decimate` 到 cap + `_triangulate`；≤ cap 则跳过。给 QR 一个不炸洞的中等密度输入。
2. **QR 重拓扑**：`_remesh_quad` 导出预处理网格 → `xremesh.exe`(`ExactQuadCount=1`，
   目标 `tris_to_target_quads(--tris)` 四边)→ 导回。
3. **补小洞**：QR 导回后 `fill_holes(sides <= QR_HOLE_MAX_SIDES=6)`，补掉薄部位零星小洞。
4. **软水密门**：补洞后比对输入基线——`topology_acceptable(src_b, src_nm, out_b, out_nm,
   tol=QR_CATASTROPHIC_TOL)`；`out_b <= src_b + tol and out_nm <= src_nm + tol` 则接受
   (保留四边)；否则判灾难性破碎，弃用 QR **回退 collapse**(标 `quad->collapse`)。
5. **保四边导出**：quad 成功路径**不再 `_triangulate`**，`_do_unwrap` 与导出直接作用于四边网格
   (FBX/Cycles 烘焙/Unity 均支持四边；Unity 导入自动三角化)。

collapse 路径与 quad->collapse 回退路径**仍三角化**(collapse 本就产三角)。

## 架构与接口

### `qr_bridge.py`（纯逻辑，不 import bpy）

- 常量：`QR_INPUT_CAP = 50000`、`QR_HOLE_MAX_SIDES = 6`、`QR_CATASTROPHIC_TOL = 12`。
- 修改 `topology_acceptable(src_boundary, src_nonmanifold, out_boundary, out_nonmanifold,
  tol=0)`：加 `tol` 参数(默认 0，向后兼容现有调用/测试)，判定改为
  `out_boundary <= src_boundary + tol and out_nonmanifold <= src_nonmanifold + tol`。
- 新增 `precollapse_target(face_count, cap=QR_INPUT_CAP) -> int | None`：`face_count > cap`
  返回 `cap`，否则 `None`(跳过预 collapse)。

### `bl_decimate.py`（Blender 内）

- 新增 `_fill_small_holes(obj, max_sides)`：编辑模式全选 → `bpy.ops.mesh.fill_holes(sides=max_sides)`
  → 回物体模式。异常降级不中断。
- 修改 `_remesh_quad(obj, target_tris, warnings)`：导回 retopo 后
  (a) `_fill_small_holes(retopo, qr_bridge.QR_HOLE_MAX_SIDES)`；
  (b) 用软门 `topology_acceptable(..., tol=QR_CATASTROPHIC_TOL)` 判定；
  (c) 接受则删原 obj、retopo 设为 active、return True(**不三角化**)；拒绝则弃 retopo、
  恢复 obj 选中态、return False。其余(引擎发现/子进程/轮询/选择态恢复)不变。
- 修改 `main()`：
  - 解析 `qr_input_cap = int(argv[6]) if len(argv) > 6 else QR_INPUT_CAP`。
  - quad 分支：`_remesh_quad` 前按 `precollapse_target` 预 collapse；成功后**去掉**
    `_triangulate(obj)`(保四边)。`orig`(tris_before)仍取预 collapse 前的高模面数。

### `model_decimate.py`（CLI）

- 加 `--qr-input-cap`(type int，default `QR_INPUT_CAP`)，透传为 Blender argv 第 7 位(index 6)。
- 校验 `> 0`。摘要打印沿用(`后端` 已有)。

## 数据流

```
FBX --import--> join --clean--> triangulate --orig
  reducer=quad:
    面数 > cap? --yes--> collapse 到 cap --triangulate
    _remesh_quad: export --xremesh(exact)--> retopo --import
      fill_holes(<=6) --> 软门(tol) 过? --yes--> 保留四边(不三角化)
                                       --no--> 弃用, 回退 collapse(三角)
  reducer=collapse 或 quad->collapse: decimate 循环(三角)
--> _do_unwrap(smart/seam) --> export(四边或三角) + MT_SUMMARY{reducer,...}
```

## 错误处理

| 情况 | 处理 |
|---|---|
| 引擎缺失/超时/报错/无输出/导回无 mesh | warning，回退 collapse(现有) |
| fill_holes 异常 | warning，跳过补洞，继续走软门 |
| 补洞后仍灾难性破损(超 tol) | warning，弃 QR 回退 collapse |
| 预 collapse 后 QR 仍失败 | 回退 collapse(在已预collapse的网格上继续减到目标) |

回退后 `reducer` 标 `quad->collapse`，绝不中断。

## 已知取舍

- 预 collapse 会在 QR 前损失部分细节 → 低模形状比"直接 QR"略有偏差(实测形变从 ~0.015%
  升到 ~0.06%，量级仍很小)。**烘焙细节来自原始高模**(model_bake 用 high FBX)，故低模这点
  偏差对最终贴图影响小；换来的是 QR 不破洞、能保四边。取舍值得。
- 补洞产生的少量 n-gon 补丁(≤6 边)与 QR 偶发三角使输出"以四边为主"，非 100% 纯四边。

## 测试

- **`tests/test_qr_bridge.py`**：
  - `topology_acceptable` 加 `tol`：`(0,0,3,0,tol=12)->True`、`(0,0,13,0,tol=12)->False`、
    默认 `tol=0` 时 `(0,0,1,0)->False`(现有语义不变)。
  - `precollapse_target`：`(1000000,50000)->50000`、`(40000,50000)->None`、边界 `(50000,50000)->None`。
- **回归**：`python -m unittest discover -s tests` 全绿(现有测试含 `topology_acceptable` 旧调用
  仍按 tol=0 通过)。
- **真机 smoke**：
  - `model_decimate supergirl.fbx --tris 10000 --reducer quad`：backend=`quad`、输出以四边为主
    (quad 数 >> tri)、开边/非流形 ≤ 输入基线+tol、有 UV。
  - `gargoyle.fbx --tris 10000 --reducer quad`：同上或合理 `quad->collapse`。
  - `--reducer collapse` 回归：面数、拓扑与升级前一致(零变化)。
  - 强制回退(`QR_ENGINE` 指错)：`quad->collapse`、输出正常。

## 明确不做（YAGNI）

- 不做硬边引导/直边保真(实测无效，另属课题)。
- 不暴露 fill-holes sides、catastrophic tol 为 CLI(内置常量足够；只暴露 `--qr-input-cap`)。
- 不改 model_bake/model_translator(四边低模它们已支持)。
- 不追求 100% 纯四边(少量 n-gon/tri 可接受)。