# DRAFT — Plan d'implémentation : « 3D + éclairage Phong » > **Usage.** Ce fichier (dans `docs/`) sert de brouillon pour le plan détaillé de l'étape en cours. > **Son contenu est effacé au début de chaque nouvelle étape.** La source de vérité de l'état est > le code + README.md ; les autres docs `docs/*` restent stables. > > **Étape.** 3D + éclairage Phong (ROADMAP 1.3 + 1.5). Objectif MVP : **un mesh 3D éclairé à l'écran**, > rendu automatiquement par la boucle `App` (Scene auto-render déjà en place). > > **État de départ vérifié.** > - Rendu automatique fonctionnel mais **plat** : `basic_shader.wgsl` pose les positions telles quelles > (`vec4(position, 1.0)`), aucune matrice, aucune uniform, aucun éclairage. > - `Renderer::render_scene` parcourt `iter_entities()` en une passe (`&self`, `&Scene`), sans transform. > - `Scene::entities` : `HashMap` — pas de `Transform` par entité. > - `Camera` (`resources/camera.rs`) : **fichier orphelin, non exporté** (absent de `resources/mod.rs`) ; > `Transform`/`Geometry` exportés via `math`. > - `PipelineCache::build_pipeline` : `bind_group_layouts: &[]`, `immediate_size: 0` — aucun binding. > - Défaut latente : `basic_shader.wgsl` déclare `@location(1) uv`, `(2) color` alors que le > `VertexBufferLayout` réel expose `(1) normal`, `(2) uv`, `(3) color`. --- ## Étape 1 — Fondations data : Transform + Camera exposées **But** : donner à chaque entité un `Transform` et rendre `Camera` utilisable via l'API publique, **sans** toucher au rendu (pure façade de données, validable par compilation). - [X] 1.1 **Exporter `Camera`** : dans `lib/src/resources/mod.rs`, ajouter `pub mod camera;` et `pub use camera::Camera;` (aujourd'hui fichier orphelin non compilé). *(fait — 2026-09-16)* - [X] 1.2 **Type `Entity` + transform** : nouvelle struct `Entity { mesh_id: String, material_id: String, transform: Transform }` (module `scene` ou `resources`). Remplacer `Scene::entities: HashMap` par `HashMap`. Sérialiser `iter_entities()` pour rendre le `&Transform`. *(fait — `lib/src/scene/entity.rs`)* - [X] 1.3 **Compat API** : garder `add_entity(label, mesh_id, material_id)` (transform identité par défaut) + ajouter `add_entity_with_transform(label, mesh_id, material_id, transform)`. Ajouter `entity_transform(label) -> Option<&Transform>` et `set_entity_transform(label, transform)`. *(fait — 2026-09-16)* - [X] **Validation** : `cargo check --workspace` 0 warning ; `cargo doc --no-deps` 0 warning ; les exemples `simple`/`manual` compilent inchangés (défaut : identité ⇒ même rendu). *(fait — 0 warning. Au passage, `camera.rs` étant désormais compilée, les fonctions glam dépréciées `look_at_rh`/`perspective_rh_gl` ont été migrées vers `glam::camera::rh::view::look_at_mat4` / `glam::camera::rh::proj::opengl::perspective`.)* ## Étape 2 — Shader Phong `standard_shader.wgsl` **But** : produire un rendu 3D éclairé via un nouveau shader, sans encore le brancher. - [X] 2.1 **Créer `lib/src/shaders/standard_shader.wgsl`** avec le **contrat vertex correct** : `@location(0) position : vec3`, `(1) normal : vec3`, `(2) uv : vec2`, `(3) color : vec4`. - `@group(0) @binding(0)` : `FrameUniforms { view: mat4, proj: mat4, cam_pos: vec4, light_dir: vec4, light_color: vec4, options: vec4 }` (options.x = unlit flag) - `@group(1) @binding(0)` : `ObjectUniform { model: mat4 }` - `vs_main` : `clip_position = proj * view * model * vec4(position,1)` ; passe `normal`/`color` en espace monde. - `fs_main` : éclairage hémisphérique (ambient) + diffuse directionnel (max(dot(N,L),0)), sortie `vec4(color*light, 1)`. - **Mode unlit** : `options.x != 0` neutralise la directionnelle → couleur plate. Ainsi « 2D » = `standard` non-éclairé, **cas particulier de la 3D** (décision actée). *(fait — 2026-09-16)* - [X] 2.2 **Constantes** : ajouter `STANDARD_SHADER_PATH = "assets/shaders/standard_shader.wgsl"` et `STANDARD_SHADER: &str = include_str!("../shaders/standard_shader.wgsl")` dans `lib/src/utils/conf.rs`. *(fait — 2026-09-16)* - [ ] 2.3 **Migrer `basic` vers le mode unlit de `standard`** (défaut latente réglée) : plus de pipeline au **layout vide séparé**. Le rendu plat = `standard` non-éclairé (identité/ortho + ambiance) sous le **même layout uniformisé**. Le fallback embarqué (`BASIC_SHADER`) devient la variante unlit de `standard`. *(bloqué : dépend des bind groups du `PipelineCache`, infra de l'Étape 3)* - [X] **Validation** : shader validé hors-ligne via un **nouveau test permanent** `lib/tests/wgsl_validate.rs` (naga via `wgpu::naga`, aucune nouvelle dépendance) ; corrigé au passage le cast `mat4x4 -> mat3x3` non supporté (construction de la sous-matrice 3×3 explicite). `cargo test` + `cargo check --workspace --examples` 0 warning ; `cargo doc --no-deps` OK ; `cargo fmt` propre. Le shader n'est pas encore compilé par un pipeline (Étape 3). *(fait — 2026-09-16)* ## Étape 3 — Infrastructure uniforms dans le `PipelineCache` **But** : permettre aux pipelines de recevoir des uniforms (bind groups) au lieu de `bind_group_layouts: &[]`. - [ ] 3.1 **Types bytemuck `Pod`** (nouveau `lib/src/resources/uniform.rs`, ou `math/uniform.rs`) : - `#[repr(C)] #[derive(Pod, Zeroable, Copy, Clone)] FrameUniforms` (voir 2.1) - `#[repr(C)] #[derive(...)] ObjectUniform { model: Mat4 }` - (alignement 16 octets : utiliser `Vec4`/tableaux pour éviter le padding). Exporter via le `mod.rs` concerné. - [ ] 3.2 **Bind group layouts** : dans `build_pipeline`, créer 2 `BindGroupLayout` (frame @0 + object @1, chacun avec un buffer uniform `Vertex`/`Fragment`/`Vertex|Fragment` selon usage) et les passer dans `PipelineLayoutDescriptor.bind_group_layouts`. `immediate_size` reste 0 (pas de `var`). - [ ] 3.3 **Acté : un seul layout pour tous** (option A). `build_pipeline` attache **toujours** les 2 bind groups (frame @0 + object @1). Plus de famille `basic` au layout vide : tout matériau partage le même layout uniformisé. `manual`/quad plat migrent (Étape 5). - [ ] **Validation** : `cargo check` 0 warning ; `cargo doc` 0 warning (types documentés, `missing_docs` actif). ## Étape 4 — Rendu 3D dans le `Renderer` **But** : `render_scene` applique matrices + éclairage par entité. - [ ] 4.1 **Buffers frame partagés** : créer le `wgpu::Buffer` `FrameUniforms` + `BindGroup(0)` dans `Renderer::new` (ou à la 1re frame). Écrire chaque frame : view/proj (caméra active) + lumière. - [ ] 4.2 **Buffers object par entité** : `Renderer` maintient un cache `RefCell>` clefé par label d'entité (créé à la 1re rencontre), car `render_scene(&self, &Scene)` est immuable. Chaque frame : écrire `ObjectUniform.world = entity.transform.to_matrix()` + `set_bind_group(1, ...)`. - [ ] 4.3 **Caméra active** : ajouter `scene.set_active_camera(Camera)` / `scene.active_camera() -> Option<&Camera>`. Calcul du `proj` avec l'aspect de la fenêtre (`window.inner_size()` accessible via `App.window`). - [ ] 4.4 **`draw_entity` étendu** : `set_bind_group(0, frame_bg)` + `set_bind_group(1, object_bg)` avant le draw, pour **tout** matériau (layout unique). Le chemin bas-niveau `Renderer::render` pose aussi les 2 bind groups (frame partagé + object du mesh appelant). - [ ] **Validation** : `cargo check` 0 warning ; exécution `simple` (sans panique, boucle active) ; `manual` non-régressif (chemin bas-niveau). ## Étape 5 — Exemple 3D (cube éclairé) **But** : démontrer l'objectif MVP à l'écran et **migrer** les exemples sur le pipeline unifié. - [ ] 5.1 **Nouvel exemple `lib/examples/cube.rs`** : cube unitaire (positions + normales), matériau `standard` éclairé, `Transform` non-identique, camera + lumière directionnelle, rotation dans `AppHandler::update`. Toujours via `AppBuilder`/scène automatique, **sans importer wgpu** (comme `simple`). - [ ] 5.2 **Migrer `simple.rs`** (quad plat → `standard` **unlit**, transform identité) et **`manual.rs`** (bas niveau → bind groups frame+object posés, unlit). `basic` disparaît comme famille séparée. - [ ] **Validation** : compile + tourne sans panique ; rotation/éclairage visibles (à confirmer sur GPU/fenêtre). ## Étape 6 — Validation globale & docs - [ ] 6.1 `cargo check --workspace` 0 warning ; `cargo doc --no-deps` 0 warning ; `cargo fmt --all`. - [ ] 6.2 Cas limites (comme à l'étape précédente) : scène vide, mesh non indexé, mesh 0-vertex. - [ ] 6.3 Mettre à jour `README.md` (statut 3D) + `docs/PLAN.md`/`docs/ROADMAP.md` (cases 1.3/1.5 actées). - [ ] 6.4 Commits conventionnels (`feat:`, `docs:`), diffs ciblés. --- ## Décisions actées (verrouillées avant l'implémentation) | Décision | Option proposée | Justification | |----------|-----------------|---------------| | Schéma uniforms | **Acté : 2 bind groups** — frame partagé (@0) + object par entité (@1) | Étendu, portable sur tous backends (Metal/DX12/Vulkan) ; `var` neuf, limites de taille et hazard d'écriture par objet ; 2 binds/draw seulement, trivialement « pipeline bind-less » plus tard | | Emplacement types uniforms | **Acté : `resources/uniform.rs`** (`FrameUniforms`, `ObjectUniform`, types `Pod` bytemuck) | Couche de données GPU (avec Camera/Mesh/Material/Vertex) ; préserve `math/` pur (sans bytemuck ni couplage wgpu) | | Cache object buffer | `RefCell>` dans `Renderer` | `render_scene(&self)` immuable ; MVP petit nombre d'entités | | Transform dans l'entité | `Entity { mesh_id, material_id, transform }` + `add_entity_with_transform` | `add_entity` garde sa signature (transform identité) | | Layout pipeline | **Acté : un seul layout pour tous** (frame @0 + object @1) ; `basic` unlit = variante de `standard` | 2D = cas particulier 3D (décision utilisateur) ; supprime la fourchette à deux layouts pour toujours | | Exemple démo | Nouvel exemple `cube.rs` (éclairé) ; `simple.rs` et `manual.rs` **migrés** vers le pipeline unifié (unlit) | Démontre le 3D sans dédoubler ; cohérent avec « un seul layout pour tous » | | Correction `basic_shader.wgsl` | **Supprimer** `basic` comme pipeline séparé ; le quad plat devient `standard` unlit | 2D ⊂ 3D : pas de famille de pipeline dédiée |