AE-ENGINE — AE-ENGINE

3A 级独立游戏引擎 · 多语言混合架构（Rust + C++ + Java） 状态: 活跃开发中

项目简介

AE-ENGINE 是一个 3A 级独立游戏引擎，采用多语言混合架构：

• Rust — 游戏逻辑 + 模拟层 + 引擎主体（62 crate workspace）
• C++ — 性能关键路径（AVX2 SIMD 内核 + 工业 Jolt 物理后端预留）
• Java — 后端服务（多人匹配 / 房间 / 排行榜）

核心特色：

• 🧬 3A 级生物系统 — 47 模块 1128 测试（循环/呼吸/消化/神经/免疫/衰老/癌症/表观/药理/毒理...）
• ⚛️ 完整物理引擎 — GJK/EPA 碰撞 + MPM 物质点法 + XPBD 软体 + BVH 加速 + AVX2 SIMD
• 🧪 物理化学引擎 — 反应动力学 / 热力学 / 电化学 / 流体力学
• 🌍 生态系统模拟 — 14 个 ae_* crate 联动（物理/化学/生物/天气/地质/水文...）
• 🔒 确定性模拟 — FixedPoint Q32.32 定点数保证跨平台 lockstep 多人同步

架构总览

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  游戏逻辑层 (Rust)                                   │
│  game/ editor/ ae_ai/ ae_character/   │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  模拟层 (Rust, 62 crates)                            │
│  ae_biology/  chemistry/  physics/  field/   │
│  ae_engine/ (LOD 三层 MPM + 频率调度)        │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  性能层 (C++ via FFI)                                │
│  cpp/simd_kernels.cpp (AVX2 物理积分)               │
│  ae_cpp_kernel/ (cc crate + g++ 编译绑定)    │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  服务层 (Java 17 via HTTP)                           │
│  services/java-backend/ (匹配/房间/排行榜)          │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  平台层                                              │
│  Windows (Vulkan)  Linux (Vulkan)                   │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

快速开始

环境要求

• Rust stable 1.95+（GNU 或 MSVC 工具链）
• g++ 13+（C++ 内核编译，MSYS2 MinGW64 或系统 g++）
• Java 17+（后端服务，可选）
• CMake 3.20+（仅 Jolt 后端，可选）

构建运行

# 编译整个 workspace（注意: rustc 1.95.0 ICE 绕过）
$env:CARGO_PROFILE_DEV_OPT_LEVEL="0"
$env:RUSTFLAGS="-C codegen-units=1"
$env:CARGO_INCREMENTAL="0"

cargo build --workspace --target-dir target2

# 运行物理守恒验证测试
cargo run --release --bin conservation_test --target-dir target2

# 运行全部测试
cargo test --workspace --target-dir target2

运行 Java 后端（可选）

cd services/java-backend
javac -encoding UTF-8 -d out src/*.java
java -cp out WastelandServer
# 监听 http://localhost:8080

核心模块

物理引擎（Rust + C++）

模块	行数	功能
ae_physics	8848	GJK/EPA 碰撞、MPM 物质点法、SVD 雪塑性、双相实体、体素破坏、布娃娃、6 种关节、17 种材料、FixedPoint 确定性
ae_xpbd	1141	XPBD 求解器 + 10 种约束（距离/接触/角度/体积/形状匹配...）
ae_bvh	618	BVH（中位数分割）+ AABB/射线/视锥查询 + 动态 refit
ae_simd	1483	AVX2/FMA 内联 SIMD + SoA 布局 + 8 路批量物理积分
ae_cpp_kernel	250+	C++ AVX2 内核（cc crate + g++ 编译，Rust FFI 调用）
ae_engine/simulation.rs	980	LOD 三层网格 + Moving Window MPM + 频率调度 + 14 crate 联动

生物系统（Rust，47 模块 1128 测试）

按生理系统分类：

• 循环/呼吸/消化/排泄/血液 — circulatory, respiratory, digestive, excretory, blood
• 神经/感觉/节律/电感知 — nervous_system, sensory, circadian, bioelectric, perception
• 免疫/肌骨/力学/体温/稳态 — immune_system, musculoskeletal, biomechanics, thermoregulation, homeostasis
• 衰老/癌症/表观/药理/毒理 — aging, cancer, epigenetics, pharmacology, toxicology
• 营养/应激/发育/群体遗传/生殖 — nutrition, stress_response, developmental, population_genetics, reproduction_advanced

每个模块引用具体论文来源（Guyton & Hall, Young 2018 Nobel, Michaelis-Menten, Henderson-Hasselbalch, Hill 1938...）

后端服务（Java）

服务	端点	数据结构
MatchService	/match/join, /match/status	ConcurrentLinkedQueue（4 人成队）
RoomService	/room/create, /room/list	ConcurrentHashMap
LeaderboardService	/leaderboard/submit, /leaderboard/top	ConcurrentSkipListMap 降序

完整 Crate 列表（62 个）

物理/模拟: ae_physics, ae_xpbd, ae_bvh, ae_simd, ae_cpp_kernel, ae_chemistry, ae_biology, ae_biomech, ae_field, ae_particle, ae_thermo, ae_fluid, ae_acoustics, ae_optics, ae_geo, ae_weather, ae_hydro, ae_eco, ae_electro, ae_materials, ae_physchem, ae_botany

引擎: ae_engine, ae_render, nova_render, ae_audio, ae_animation, ae_terrain, ae_pathfinding, ae_factory, ae_crafting, ae_modding, ae_eventbus, ae_metaentity, ae_timeslice, ae_emergence, ae_frequency, ae_axiom, ae_info, ae_compute, ae_scheduler, ae_registry, ae_unified_interface

游戏: game, editor, ae_game, ae_character, ae_ai, ae_ai_tools, ae_ai_bridge, ae_memory, ae_network, ae_storage, ae_profiler, ae_io, ae_asset, ae_asset_pipeline, ae_serialize, ae_save_system

文档

• REARCHITECTURE_PLAN.md — 多语言混合架构规划
• ARCHITECTURE_V7.md — V7 架构设计
• ae_biology/AAA_EXPANSION_PLAN.md — 生物系统 3A 扩展计划
• ae_biology/PROGRESS.md — 生物系统进度报告
• services/java-backend/README.md — Java 后端文档

测试

# 物理守恒验证（质量/动量/能量守恒）
cargo run --release --bin conservation_test --target-dir target2

# 生物系统全部测试（1128 测试）
cargo test -p ae_biology --target-dir target2 --lib

# C++ 内核测试（Rust FFI 调用验证）
cargo test -p ae_cpp_kernel --target-dir target2

# 全 workspace 测试
cargo test --workspace --target-dir target2

许可证

MIT License — 见 LICENSE

贡献

欢迎 Issue 和 PR。请先阅读 REARCHITECTURE_PLAN.md 了解架构。