一段高铁孪生：把量纲摆正之前，列车一直在半空里跑

初始化中…

这篇的教训比前面几篇都密。原因是我第一版写完就认定"能跑就是对的"，直到逐条核对量纲才发现：画面里跑的不是火车，是一堆各自成立的盒子。它们每一块的尺寸都合理，但相互之间的标高和朝向全对不上。

场景里有什么

• 桥梁：长 620 m 整孔箱梁，32 m 一跨共 19 座桥墩，梁顶铺装到轨枕。
• 轨道：无砟轨道形式，钢轨顶面定在 0.45 m，轨枕 953 根按 0.65 m 间距实例化。
• 接触网：12 档门型架，单条承力索 7.9 m、单条接触线 5.95 m，档内 2 根竖直吊弦。
• 列车：8 节编组，单节 24.5 m、节间缝隙 0.7 m，全长约 202 m；2、5 车各一架受电弓。
• 两端的山：各 240 m 深山体，洞口带门檐和门柱，列车从近端钻进去、从远端冒出来。
• 一轮回：约 21 秒——出洞、过全桥、入洞，然后从头再来。

交给 AI 的提示词（我固定分四组写）

总体与尺度

1. 纯程序化生成，不引入任何外部模型、贴图或 HDR；全部几何加材质参数。
2. 所有尺寸按真实量纲写死：轨距 1435 mm、车轮直径 840 mm、车厢宽 3.0 m、长 24.5 m、接触线自轨头起算悬挂净空 5.50 m。
3. 全场景只允许一条竖向基准线：先定钢轨顶面 y = 0.45，车轮中心、转向架、裙板、车体、车顶拱、受电弓、接触线的高度全部从这条线往下或往上推，不许各块自己找一个好看的 y。
4. 桥梁长度必须大于「整列车上桥到整列车离桥」的行程，两端各接一段深度足以咽下整列车的山体。

走行部与车体

5. 滚动圆落在 x = ±0.7175（轨距一半）上，不是车宽的一半；轮对轴向沿横坡方向，绕自身轴转动的同时轮周线速度等于车速，转过的角度用 speed / 半径 × dt 推。
6. 车顶拱用半圆柱：先想清楚鼓包长在圆柱的哪一侧，再决定欧拉角怎么写，最后压扁成 0.45 m 的拱高。
7. 车厢构件按"从下往上叠"排：轮心 0.87 → 转向架 1.25 → 裙板 1.95 → 车体 3.3 → 车窗带 3.85 → 侧色带 2.62 → 车顶拱 4.45；裙板要比车体窄、比转向架宽，才能露出轮子。
8. 头车加鼻锥、司机室前窗与两盏大灯，编组绕自身原点居中，方便相机算车头车尾。

接触网与桥隧

9. 承力索、接触线各自只有一条，且都必须在轨道中心正上方同一 x 上；吊弦上下两端同一个 x 才叫竖直，否则画面里就是一堆斜拉的乱线。
10. 腕臂从两侧支柱斜拉到轨道中心上方，用 LineSegments 一段段连线，不用贴图。
11. 洞门是一套构件：山体前表面、洞口暗面、门檐、两根门柱，全部以同一个 face 值为基准偏移，山体在前、门脸露在山体外面。

镜头、阴影与读数

12. 阴影相机只有 260 m 见方，光源和它的 target 必须每帧跟着列车平移，否则 620 m 的线路只有中段有影子。
13. 相机分两态：列车可见时贴车跟随，不可见时退到洞口外盯着将要出来的门；判定用「车头已探出洞口且车尾还没进洞口」，两态之间 smoothstep 过渡。
14. 拖拽随时接管，5 秒后指数缓动回巡游；卸载时几何、材质、控制器全部释放。
15. 零控件，读数全写在左下角：车速、编组、阶段、轮径轨距、接触线高度、桥梁长度、桥墩数、三角面、帧耗时。

实现里几个值得记的点

半圆柱的鼓包不是朝上的。 车顶拱我用 CylinderGeometry(1.5, 1.5, CAR_LEN, 14, 1, false, 0, Math.PI)，只写了 rotation.x = Math.PI / 2。轴确实躺到列车长度方向去了，但鼓包长在车身两侧——第一版看起来像两节圆柱贴在车厢腰上。原因是半圆柱的角度从 0 到 π，顶点全落在自身 +X 一侧；绕 X 转 90° 不动 +X，鼓包自然还在横向上。Three 的 'XYZ' 欧拉序对应 R = Rx·Ry·Rz，我把复合矩阵推了一遍：要 rotation.y = +90° 才把局部 +X 送到世界上方。这类"看起来只是转了一下"的错，只靠肉眼看成品很难定位到是欧拉序的问题。

没有基准线，就没有「落在钢轨上」。 第一版轮心给 0.56、钢轨顶面算下来 0.45，等于轮子下半截埋进轨腰；裙板中心 0.86、高 0.9，把转向架整个包住，画面里看不见任何走行部。修正办法不是逐个调 y，而是先把轨头顶面钉成 0.45 这个数，然后所有构件的标高都由它推：轮心 = 0.45 + 0.42，裙板底要高于轮顶 1.29 且低于转向架顶，车体顶 4.45 就是车顶拱的落脚点。定死一条线之后，改哪个构件的高度都不用重新对齐全车。

轨距的一半不是车宽的一半。 轮对我写成 wx = ±1.0，看着像压在轨上，其实是靠轮缘外侧 0.28 m 悬在钢轨外面。滚动圆应该在 ±0.7175（1435 mm 的一半），加上轮缘余量取 ±0.72。类似的还有接触线：真实净空是从轨头起算 5.5 m，不是从桥面也不是从地面，所以接触线 y = 0.45 + 5.50 = 5.95，正好贴住受电弓集电条。

桥长和行程必须一起改。 第一版桥 300 m、列车行程 535 m，出桥之后车还在往+z 跑，桥台外面没有路基，整列车就悬在 y≈3 的位置，底下是 24 m 深的空地。这不是"少画了一段路"，是运动定义和静态定义没打通。改法是把桥加到 620 m、两端各塞 240 m 深的山体，再把行程写成 2 × (洞口位置 + 半列车长 + 余量)，让起点和终点都在石头里面。

洞门不能画在山体内部。 山体的前表面我算成 z = -145，门脸写在 z = -151.2——差 6 m，门完全被石头盖住，页面上只看到一面山壁。正确顺序是先定山体前表面 face，再让门檐、门柱、洞口暗面各自相对 face 偏移零点几米，全部留在石头外面。

三条导线不共线，就成了乱线。 第一版承力索在 x = ±1.6、接触线在 x = ±1.1、吊弦两端 x 还不一样，画出来像一捆随手撒的斜线。真实简单链形悬挂里承力索和接触线各只有一条、都在轨道中心正上方，吊弦是竖直的。我把它们统一到 x = 0，腕臂负责从两侧支柱斜拉到中心，横截面关系立刻清楚。

阴影只盖住了桥中段。 方向光的阴影相机是它自己那个小正交盒，我给到 ±130，而线路 620 m。加了 sun.target 并把它 scene.add 进去（不加进去 target 不生效），每帧把光源和 target 一起沿 z 平移到列车位置，影子才跟着车走。

跟机会把镜头开进山里。 贴车跟随时机位 z 直接取 列车 z + 18，列车还在洞口内侧时这个值已经进了山体，画面一片黑。现在按「车头探出洞口、车尾还没进洞口」算一个可见度权重，可见度为 0 时相机退到洞口外固定距离盯门，同时把跟随 z 夹在 ±(face - 18) 之内。夹取是兜底，权重才是决定性的。

读数别拿列车原点当列车。 阶段判定原来用 train.position.z < -BRIDGE / 2 判"出洞口"，但编组居中后原点在列车中点：车头早已出洞、中点还在桥外，标签停在"洞内"。现在用 noseZ / tailZ 两个量分别和洞口比，中间再留 46 m 的"洞口过渡"带。同理桥墩数原来报 piers + 1，循环改写后墩身起点内缩了 20 m，墩数就是 piers，多加的那一根已经不存在了。

每帧 new Vector3 是白扔的。 相机目标点每帧构造两个向量、clone().setZ() 再来一个，一轮 1200 多帧全是垃圾。改成 camFollow / camWide / want / wantLook 四个常驻对象，用 .set() 覆写。

按交付要求核对

要求	实际做到	判定
零外部素材	全几何 + 材质参数，无模型无贴图	达成
真实量纲	轨距 1435、轮径 840、净空 5.50 m 均由常量推导	达成
单一竖向基准	轨头顶面 0.45，全车标高向下/向上推	达成
车顶拱朝上	欧拉序推导后 rotation.x + rotation.y 双转	达成
车轮压轨	滚动圆 x = ±0.72，轮底恰在轨头	达成
桥隧闭环	桥 620 m、两端 240 m 山体，行程全程在实体上	达成
洞门可见	门脸、门檐、门柱都在山体前表面外侧	达成
接触网共线	承力索 7.9 / 接触线 5.95 均在轨道中心上方，吊弦竖直	达成
阴影覆盖	光源与 target 每帧跟车平移	达成
相机不穿山体	可见度权重 + z 夹取	达成
文字读数无控件	五项读数，页面无按钮	达成
卸载清理	几何、材质、控制器全部释放	达成

已知不足

• 只有外形，没有系统。 无砟轨道做成了轨枕加钢轨的混合形式（真实高铁区间一般是整体道床）；没有 CRTS 板、没有扣件、没有电缆槽和遮板。
• 直线到底。 没有平面曲线和竖曲线，因此没有曲线超高、没有加宽，桥梁也是等高的——真实线路的纵坡会明显影响桥墩长度。
• 隧道内部是空的。 列车一进洞就靠"看不见"糊过去，没有衬砌、没有中心水沟、没有洞内照明带，进洞瞬间其实能瞥见黑块。
• 受电弓不认识接触线。 集电条高度是固定值，没有按接触线的拉出值和弛度做跟随，也没有离线火花。
• 轮对不转向。 两个转向架在直线段没问题，但轮对是各自独立转的刚体，过曲线会立刻露馅。
• 声屏障是整面通长板。 真实屏障是分单元插入 H 钢立柱的，这里两端立柱和中间的板是各自独立生成的，接缝处几何上有穿插。
• 没有真实时间基准。 帧间时间被截在 0.05 秒以防卡顿后镜头瞬移，代价是后台标签页里这一轮 21 秒会走得非常慢，切回前台才恢复。

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