モジュール構成 / Module Structure

RedRing は、責務分離と型安全性を重視したワークスペース設計に基づいて構成されています。以下は主要なクレート群の概要です。

幾何計算層

geo_foundation

統一トレイト基盤・Analysis Transform・Foundation パターン

• Foundation統一システム: ExtensionFoundation による統一インターフェース
• Analysis Transform: analysisクレート統合による高効率変換システム
  • AnalysisTransform3D - Matrix4x4による座標変換（平行移動・回転・スケール）
  • AnalysisTransformVector3D - 方向ベクトル専用変換
  • Analysis Vector3/Point3との効率的な型変換
• Collision & Intersection: Phase 3完了（2025年12月21日）
  • BasicCollision<T, Other> - 基本衝突検出
  • PointDistance<T> - 点との距離計算
  • LineSegmentCollision<T> - 線分との衝突判定
• 許容誤差管理: ToleranceContext による精度制御
• 型安全抽象化: Scalarトレイト境界による数値型統一

geo_commons

共通定義・ユーティリティ（✅ Foundation Pattern準拠）

• 共通定義: 幾何計算に必要な共通型定義
• Foundation準拠: Issue #222完了（2026年2月13日）
• 依存関係: analysis, geo_foundationのみに依存
• 使用例: LineSegment3DCollisionDetectionトレイト実装

geo_core

基本図形処理・ロバスト幾何判定

• 基本図形処理
• ロバスト幾何判定（orientation など）

geo_primitives

Foundation 統合済み幾何プリミティブ

• 基本要素：Point, Vector, Direction（Core/Extensions 分離済み）
• 幾何形状：LineSegment, Circle, Ellipse, Arc（責務分離完了）
• 2D/3D 両対応のジェネリック実装
• Foundation 統合アーキテクチャによる保守性向上

geo_algorithms

高レベル幾何アルゴリズム

• 交点計算
• 曲線・曲面操作
• 空間関係解析
• ブール演算（将来実装予定）

注：基本的な幾何変換は geo_foundation の Analysis Transform システムで提供

geo_nurbs

NURBS 曲線・曲面システム（✅ 実装完了）

• NurbsCurve2D/3D: メモリ最適化されたNURBS曲線実装
• NurbsSurface3D: 双方向パラメトリックNURBSサーフェス
• 基底関数計算: Cox-de Boorアルゴリズムによる高効率B-スプライン基底関数
• 変換操作: ノット挿入、次数上昇、曲線分割
• Foundation統合: ExtensionFoundation完全対応
• 型安全性: Scalarトレイト境界による数値型抽象化
• エラーハンドリング: 包括的NurbsErrorによる堅牢性
• CAD/CAM アプリケーションの核心機能を提供

analysis

数値解析・汎用数値計算

• 独立した汎用数値計算ライブラリ
• Scalarトレイト、許容誤差管理
• ドメイン非依存の数学的基盤
• 他のプロジェクトでも再利用可能

geo_io

ファイル I/O・境界層処理

• STL、OBJ、PLY 等のファイル形式との変換
• 例外的設計: geo_foundationトレイトを経由せず、直接geo_primitivesにアクセス
• ゼロコピー最適化によるパフォーマンス重視
• 外部データ形式との効率的な境界処理

geo_io の例外設計根拠

#![allow(unused)]
fn main() {
// 他のgeo_*クレートは geo_foundation 経由
use geo_foundation::{Point3D, Vector3D};

// geo_ioのみ直接アクセス（例外パターン）
use geo_primitives::{Point3D, TriangleMesh3D, Vector3D};
}

この例外は以下の理由で採用：

• パフォーマンス: ファイル形式との直接変換でゼロコピー最適化
• 責務明確化: I/O 境界層としての特化
• 実装複雑性回避: 抽象化オーバーヘッドの排除

cam_solver

CAM 演算・パス作成 / 編集・ポスト処理・切削シミュレーション

• CAM パス生成 / 編集（今後実装予定）
• 各 CNC コントローラー 対応ポスト処理（今後実装予定）
• 切削シミュレーション（今後実装予定）

data_exchange

データインポート/エクスポート（将来実装予定）

• STL インポート/エクスポート
• OBJ インポート/エクスポート
• STEP インポート/エクスポート
• IGES インポート/エクスポート
• DXF インポート/エクスポート
• DWG インポート/エクスポート

注記: 現在はgeo_ioで STL 形式のみ実装済み

レンダリング層

render

GPU 描画基盤

• wgpu + WGSL による GPU レンダリング
• シェーダ管理
• 頂点データ処理

stage

レンダリングステージ管理

• RenderStage トレイト
• レンダリングパイプライン管理
• シーン構成

viewmodel

ビュー操作・変換ロジック・MVVM アーキテクチャ

• カメラ制御（将来実装予定）
• ビュー変換
• ユーザーインタラクション（将来実装予定）
• MVVM 準拠: Model 層（geo_*）と View 層（render）の架け橋
• STL 読み込み・GPU 変換機能（stl_loader）
• メッシュデータ変換（mesh_converter）

redring

メインアプリケーション

• アプリケーションエントリポイント
• 全クレート統合
• ウィンドウ管理

構造設計の方針

• 型安全性：コンパイル時エラー検出を最大化
• 責務分離：各クレートが単一の責務を持つ
• モジュール性：render は model に依存しない設計
• 拡張性：将来的な NURBS や WebAssembly 対応を考慮
• 国際化：英語ベースの命名で国際的な貢献を促進
• MVVM アーキテクチャ：View → ViewModel → Model の層分離
• 例外設計許容：パフォーマンス要件に応じた適切な例外設計（I/O 層など）

アーキテクチャ依存関係

redring (View) → viewmodel → model (geo_*)
            ↘  stage → render

独立: analysis (汎用数値計算)
例外: geo_io (直接geo_primitives依存でゼロコピー最適化)