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动态 Mesh 更新事务：顶点、Bounds 与上传版本必须一起提交

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可破坏地形每帧都可能改写顶点，但渲染错误往往不在变形公式，而在三个状态跨帧失配：顶点已变、Bounds 仍旧，或同一版本被重复上传。本文把一次更新定义为候选缓冲通过索引校验、完成 Bounds 计算后，由 CPU 网格所有者原子提交的事务；GPU 只接收已提交版本。

// .tmp/daily-labs/2026-07-24-2000/dynamic-mesh.js
// symbols: MeshUpdateError, DynamicMesh
export class MeshUpdateError extends Error {}

export class DynamicMesh {
  constructor(vertices, indices) {
    this.vertices = new Float32Array(vertices);
    this.indices = new Uint16Array(indices);
    this.bounds = this.#measureBounds(this.vertices);
    this.vertexVersion = 0;
    this.uploadedVersion = 0;
  }
}

动态地形网格、包围盒与 GPU 缓冲的三层关系

状态边界

DynamicMesh 独占 CPU 顶点、索引、Bounds 与两个版本号；调用者只能提交完整候选数组，GPU 适配器只能上传。两个不变量约束可见状态：任何已提交顶点都必须与同次计算的 Bounds 配对；uploadedVersion 不得大于 vertexVersion。把 Bounds 更新交给剔除系统的下一个阶段看似解耦，实际会制造一帧“新几何、旧可见域”。

// .tmp/daily-labs/2026-07-24-2000/dynamic-mesh.js
// symbol: DynamicMesh.updateVertices
updateVertices(nextVertices) {
  if (nextVertices.length !== this.vertices.length) {
    throw new MeshUpdateError("vertex layout changed");
  }
  const candidate = new Float32Array(nextVertices);
  this.#validateIndices(candidate, this.indices);
  const bounds = this.#measureBounds(candidate);
  this.vertices = candidate;
  this.bounds = bounds;
  this.vertexVersion += 1;
  return this.snapshot();
}

提交顺序

正常时序为“复制候选 → 校验索引 → 计算 Bounds → 提交三个 CPU 字段 → 比较上传版本”。校验和计算都发生在成员赋值之前，因此异常不会留下半提交状态。固定输入含四个 xyz 顶点与六个三角形索引，变形后的可复算范围为 min=[-2,1,-1]、max=[2,3,1]。

// .tmp/daily-labs/2026-07-24-2000/dynamic-mesh.js
// symbols: DynamicMesh.#validateIndices, DynamicMesh.#measureBounds
#validateIndices(vertices, indices) {
  const vertexCount = vertices.length / 3;
  for (const index of indices) {
    if (index >= vertexCount) {
      throw new MeshUpdateError(`index ${index} outside ${vertexCount}`);
    }
  }
}

#measureBounds(vertices) {
  if (vertices.length === 0 || vertices.length % 3 !== 0) {
    throw new MeshUpdateError("vertices must be xyz triples");
  }
  const min = [Infinity, Infinity, Infinity];
  const max = [-Infinity, -Infinity, -Infinity];
  for (let i = 0; i < vertices.length; i += 3) {
    for (let axis = 0; axis < 3; axis += 1) {
      min[axis] = Math.min(min[axis], vertices[i + axis]);
      max[axis] = Math.max(max[axis], vertices[i + axis]);
    }
  }
  return { min, max };
}

动态 Mesh 候选校验、原子提交、失败保持与单次上传流程

上传判定

上传频率不由调用次数决定，而由已提交版本是否领先 GPU 版本决定。首次比较 0 != 1，上传十二个浮点数并推进版本；第二次比较 1 == 1，直接返回。该协议消除同一逻辑帧内多个渲染入口造成的重复写入，但没有宣称改善实际带宽，因为探针未做性能基准。

// .tmp/daily-labs/2026-07-24-2000/dynamic-mesh.js
// symbol: DynamicMesh.uploadIfDirty
uploadIfDirty(gpu) {
  if (this.uploadedVersion === this.vertexVersion) {
    return { uploaded: false, version: this.uploadedVersion };
  }
  gpu.uploadVertices(this.vertices);
  this.uploadedVersion = this.vertexVersion;
  return { uploaded: true, version: this.uploadedVersion };
}

snapshot() {
  return {
    vertexVersion: this.vertexVersion,
    uploadedVersion: this.uploadedVersion,
    bounds: structuredClone(this.bounds),
  };
}

失败保持

失败时序固定使用三个顶点却保留索引 3。index 3 outside 3 在提交前抛出，断言版本与 Bounds 完全等于失败前快照；布局长度变化也不得推进版本。若先替换成员数组再校验，异常恢复就需要额外回滚副本，并可能让并行剔除读取到非法拓扑。

// .tmp/daily-labs/2026-07-24-2000/dynamic-mesh.test.js
// symbols: invalid index..., layout changes...
test("invalid index rejects candidate without mutating committed state", () => {
  const mesh = new DynamicMesh(vertices.slice(0, 9), indices);
  const before = mesh.snapshot();
  assert.throws(
    () => mesh.updateVertices(vertices.slice(0, 9)),
    new MeshUpdateError("index 3 outside 3"),
  );
  assert.deepEqual(mesh.snapshot(), before);
});

test("layout changes are rejected before version advances", () => {
  const mesh = new DynamicMesh(vertices, indices);
  assert.throws(
    () => mesh.updateVertices(vertices.slice(0, -3)),
    /vertex layout changed/,
  );
  assert.equal(mesh.vertexVersion, 0);
  assert.equal(mesh.uploadedVersion, 0);
});

运行证据

探针运行于 Node.js v26.5.0，使用内置测试运行器，无新增依赖。测试通过 3、失败 0、跳过 0，测试器耗时 39.197 毫秒，进程退出码为 0。该结果证明提交与失败合同，不代表引擎、驱动或总线性能。

$ cd $WORK_DIR/.tmp/daily-labs/2026-07-24-2000
$ npm test
✔ vertex commit updates bounds before one GPU upload (1.17325ms)
✔ invalid index rejects candidate without mutating committed state (0.240542ms)
✔ layout changes are rejected before version advances (0.069375ms)
tests 3
pass 3
fail 0
skipped 0
duration_ms 39.196917
exit_code=0

$ npm run probe
{"input":{"vertices":4,"indices":6},
"committed":{"vertexVersion":1,"uploadedVersion":0,
"bounds":{"min":[-2,1,-1],"max":[2,3,1]}},
"uploads":[{"uploaded":true,"version":1},
{"uploaded":false,"version":1}],
"events":[{"type":"gpu-upload","floats":12}]}
exit_code=0

演进边界

当前更新的时间复杂度为 O(v+i)，空间为 O(v)：v 是浮点数数量，i 是索引数。完整复制换取简单的原子提交，适用于单块、固定布局的动态网格。出现大网格局部雕刻、多个写入线程或上传窗口无法容纳整缓冲时，才应演进为脏区间、双缓冲与作业句柄；触发指标应是实测上传预算或复制时长超限，而非顶点数量猜测。即使分块，Bounds 与对应顶点版本仍须共同发布。

架构结论

动态 Mesh 的正确更新单位不是一个顶点数组，而是“顶点、可见域、版本”的一致性快照。候选阶段多一次复制，牺牲了原地改写的最低内存占用，却把索引错误限制在提交边界之外，并让 GPU 上传成为可判定的幂等动作。后续接入真实渲染引擎时应保留这一接口合同：剔除只读取已提交 Bounds，上传只消费已提交版本，任何局部更新方案都不得拆开二者的所有权。

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