ADR-012: 云渲染改进 — Perlin 噪声 + 双分层

日期: 2026-06-27 状态: ⚠️ 已过时 — 被 ADR-113（体积云 Ray Marching） 取代；下方 env-clouds.ts Perlin FBM 双分层云方案已退役（其「否决 GPU 着色器云」理由亦被 ADR-113 推翻）

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背景

当前云渲染实现（Phase 8 产物）使用单张 256×256 canvas，Math.random() 像素独立噪声 + alpha 硬裁，贴到单平面 200×200 上。视觉效果差：像「像素雪花毯子」，无体积感、无云朵形状、边缘锯齿。

决策

采用方案 Perlin 噪声 + 双分层（方案 A），不做 GPU 着色器云（方案 C），不做纹理持久化（方案 B）。

方案详述

纹理生成

• 内联 2D Perlin 噪声函数（~40 行纯 JS，不引入库）
• Canvas 尺寸 256→512×512
• 叠加两层噪声（低频 large blobs + 高频细节），octaves=2
• Alpha 输出改为 smoothstep(threshold, 1.0, noise)，消除硬裁边缘
• 受 cloudCover 参数控制阈值

双分层

• 两层 MeshBuilder.CreatePlane，高度差 30 单位（y ± 15）
• 下层缩放放大 1.2x，透明度略高（alpha 0.4 vs 上层 0.5）
• 共享同一张纹理（material.diffuseTexture 复用）
• 风漂移速度差 15%（下层 ×0.85），产生 parallax 视差

每帧更新

• _ensureEnvUpdateObserver 同时漂移两层位置
• 下层速度 * 0.85，维持视觉深度感

风险与缓解

风险	等级	缓解
Perlin 噪声生成阻塞主线程	低	512×512 单次 < 5ms，远低于 16ms 帧预算
双平面 fill rate	低	每层 200×200 ≈ 40 万像素，x2 仍可忽略
cloudCover 变化需重新生成纹理	低	仅参数变更时触发，毫秒级可接受
Perlin 跨平台一致性	无	纯 JS 实现，与 GPU/浏览器无关

替代方案

方案 B（预计算纹理图集）

在方案 A 基础上将 Perlin 纹理缓存为 data URL，避免重启时重生成。否决理由：收益小于复杂度增加（重生成 < 5ms，不值得缓存逻辑）。

方案 C（GPU ProceduralTexture）

噪声计算移到 GLSL 着色器，由 GPU 并行生成。否决理由：部分设备 WebGL 兼容性风险 + 着色器维护成本 > 当前视觉收益。