【正文】
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## 一、自己 / 团队介绍
大家好，我是一名**大三学生**，计算机相关专业在读，一直对教育科技方向有浓厚兴趣，平时喜欢用 Vibe Coding 的方式把脑海里的想法快速变成能跑起来的东西。接触 TRAE 后，我几乎把所有"动手做"的灵感都交给了它——物理解模就是我在 TRAE 的陪伴下，从报名 Demo 一路打磨到复赛完整成品的作品。
我擅长的是把"抽象概念"翻译成"可运行的逻辑"：理解物理问题背后的数学模型，再用代码、动画和交互把它们直观呈现出来。比起"看懂答案"，我更想让学生"看通过程"。性格标签大概是：**愿意为把一个抽象知识点讲透而反复打磨细节的人**。
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## 二、产品简介（复赛版）
### 是什么
**物理解模**是一款基于 Vue 3 + Canvas 2D 的高中物理仿真教学工具（Web 应用 + Electron 桌面版）。它解决的核心问题是：**高中物理大题（尤其是高考真题）中的运动过程、力学分析与电磁场变化，仅靠文字和静态图难以理解，学生经常"看懂答案却想不通过程"。**
### 面向谁
- **核心用户**：高中物理学生（尤其是备考高考的考生）、高中物理教师。
- **典型场景**：做题时想不通某一运动过程 → 输入题干文字或一键加载真题，直观观察完整动态演变；教师备课时用它生成可交互的演示素材，把"静态受力图"变成"动态模拟"。
### 完整功能清单与使用路径
**① 高考真题库（8 道精选真题）**
覆盖力学与电磁学核心题型：2023 浙江螺旋圆轨、2022 全国乙卷跳台滑雪、2021 新高考 I 卷弹性碰撞、2020 全国 I 卷传送带、2022 全国甲卷板块模型、2020 全国 III 卷电场偏转、2021 全国乙卷有界磁场圆周运动等。
- 使用路径：打开右侧题库 → 搜索 / 按难度题型筛选 → 一键加载 → 直接播放完整物理过程。
**② 自定义场景编辑器（8 种工具）**
提供选择 / 小球 / 平台 / 传送带 / 板块 / 圆弧 / 弹簧 / 场区域八种工具，可自由搭建任意物理场景。
- 右键框选批量操作、Shift 键水平垂直锁定、中键平移 + 滚轮缩放（0.3~100x）、撤销 / 重做（50 步历史）、场景导出 / 导入（剪贴板 JSON）、自定义场景本地保存、面板尺寸自由拖拽与折叠。
- 弧线工具支持**约束动力学开关**与**触发器缺口配置**，用于还原"小球穿环"这类复合运动。
**③ AI 题目解析（多服务商接入）**
输入题干文字（如"质量 1kg 的小球以 10m/s 水平抛出"），系统自动识别场景类型（抛体 / 斜面 / 碰撞 / 磁场 / 电场 / 自定义）、提取物体参数并生成可运行的模拟场景。
- 支持 DeepSeek / OpenAI / Claude / Gemini / 自定义模型，兼容 OpenAI Chat 与 Anthropic Messages 两种请求格式；API Key 在界面内配置并以 AES-GCM 加密存储于本地。
- 未配置 Key 时自动回退本地关键词解析，不影响其他功能。
**④ 受力分析与过程回放**
- 实时受力矢量显示：重力 mg、支持力 N、摩擦力 f、电场力 qE、洛伦兹力 qvB、弹簧力 -kx。
- 20 秒（1200 帧）过程回放，支持逐帧拖动；自动识别关键帧（速度变号、碰撞瞬间）。
**⑤ 桌面端打包**
通过 Electron + electron-builder 打包为 Windows 安装包，可离线使用，方便教师课堂演示。
### 相比初赛 Demo 的升级
| 维度 | 初赛 Demo | 复赛成品 |
| ---- | --------- | -------- |
| 物理还原 | 基础引擎 + 预设场景 | 新增**弧线约束动力学 + 触发器缺口机制**，完整还原 2023 浙江螺旋圆轨"小球穿环"复合过程 |
| 题库 | 21 道框架题 | 精简打磨为 **8 道高质量高考真题**，含圆环 / 板块 / 磁场等硬核场景，参数与受力精确 |
| AI 解析 | 仅 DeepSeek | 扩展 **OpenAI / Claude / Gemini / 自定义**多服务商 + Key 加密存储 |
| 工程可信度 | 无自动化测试 | 建立 **unit / integration / regression / contracts 四层测试体系（492 个测试）**，含不可篡改的物理定律契约测试 |
| 部署形态 | 仅网页 | 新增 **Electron 桌面版** + CI/CD 自动部署 |
| 编辑器 | 4 种工具 | 扩展至 **8 种工具**，新增板块 / 传送带 / 场区域等 |
| 代码架构 | 单体大组件 | SRP 拆分 + DIP + 类型化重构，可维护性大幅提升 |
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## 三、产品演示视频
8.92 复制打开抖音，看看【游戏调查员——甜菜的作品】Trae ai创作力大赛作品介绍，产品演示视频。 … https://v.douyin.com/R2q1IpG-gkA/ daA:/ g@b.aA :5pm 09/10
视频将展示：真题库加载 → 圆环穿越题完整播放 → AI 题干解析生成场景 → 自定义编辑器搭建 → 受力分析与回放。
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## 四、产品创作历程
**灵感来源**：高三备考时我经常"看懂答案但想不通过程"——受力图只能定格某一瞬间，运动轨迹全靠脑补。我一直在想：如果一道高考真题能"动起来"，理解会不会简单很多？
**初赛 Demo**：先做出物理引擎核心 + 基础编辑器 + 一批预设场景，验证了"动态可视化"的可行性。
**复赛阶段的几个关键问题与解决思路**：
1. **最难啃的骨头——2023 浙江螺旋圆轨题**。受 2D 拓扑限制，完整螺旋圆轨无法直接还原。我与 TRAE 反复拆解，最终方案是：将螺旋圆轨**简化为单圆弧**，并新增**弧线约束动力学**让小球进环后约束在弧面做无能量损耗的圆周运动；再用**触发器缺口机制**（enterRing / angleCross）控制圆环动态缺口开闭，还原"小球穿环"过程。期间解决了多个难缠 bug，如"球卡环外进不去"“球穿过圆环底部”"完整圆的角度范围误判"等。
2. **物理正确性如何被"证明"**。教育产品最怕"看起来对但实际错"。我在 TRAE 协作中建立了 **unit / integration / regression / contracts 四层测试体系**，其中 `contracts` 层是不可篡改的物理定律契约测试（自由落体、牛顿第一定律、动量守恒、能量守恒），并配置了 pre-commit 钩子与 CI 拦截——**任何通过删改测试来"让构建变绿"的行为都会被拦截**，从工程上保证物理正确性。
3. **AI 解析从"单一服务商"到"通用接入"**。为了让不同用户都能用上自己熟悉的模型，我让 TRAE 实现了兼容 OpenAI Chat 与 Anthropic Messages 两种格式的统一客户端，并支持自定义模型配置。
4. **性能与数值稳定性**。微观粒子参数曾导致子步数爆炸卡顿（1e-27kg + 2e6m/s → 227,000 子步/帧），通过增加子步上限 + 参数宏观等效化解决；摩擦力模型从帧率相关的指数衰减重构为帧率无关的线性减速。
**重要的设计 / 技术决策**：
- 统一单位体系 `PIXELS_PER_METER = 50`（1 米 = 50 像素），重力以像素单位存储（490 px/s²）而向用户以 m/s² 显示，保证所有场景物理量一致。
- 单向数据流架构：composables 管状态（单一事实源），组件 props + emit 通信。
- 力计算采用注册表 + 策略模式（OCP），新增力类型无需改核心逻辑。
- 关键代码按 SRP 拆分、DIP 依赖注入，保证可测试性。
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## 五、TRAE 实践过程
整个复赛阶段的需求分析、物理建模、功能开发、缺陷修复与测试体系建设，全部通过 TRAE 的对话式开发完成。以下是关键开发阶段：
#### 阶段一：物理建模范式与真题格式规范
- 与 TRAE 一起把题库的物理建模范式、坐标系统、数值稳定性约束固化为《题目格式规范》，供后续扩展使用。
- 将 2022 跳台滑雪题按物理引擎能力合理拆分为平抛段 / 反弹段两个场景，保证可完整还原。
#### 阶段二：硬核场景还原（弧线约束 + 触发器缺口）
- 用 TRAE 实现弧线约束动力学、入口/出口触发器缺口、触发器颜色可视化，还原 2023 浙江圆环穿越题。
- 逐一定位并修复"球卡环外"“球穿环底”"完整圆角度误判"等连环 bug。
#### 阶段三：AI 解析多服务商接入
- 实现 OpenAI Chat / Anthropic Messages 双格式客户端、自定义模型配置、API Key AES-GCM 加密存储。
- 新增/优化面板自由布局、自定义场景保存、重名校验等功能。
#### 阶段四：四层测试体系与工程化
- 建立 unit / integration / regression / contracts 四层测试，配置 pre-commit 钩子 + CI 拦截测试篡改，覆盖覆盖率回归检查。
- 完成 Electron 桌面打包、CI/CD 自动部署、代码架构（SRP / DIP / 类型化）重构。
#### 阶段五：体验打磨
- 根据实际使用反馈精简冗余交互（如移除与已有入口重复的"保存到题库"按钮），让 AI 解析路径更清晰。
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**关键任务对话 Session ID（双击 TRAE 对话即可复制，≥3 个）**：
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## 六、技术方案分享（加分项）
| 类别 | 技术 |
| ---- | ---- |
| 框架 | Vue 3.5（Composition API，``）+ Vite 6.3 + TypeScript |
| 渲染 | Canvas 2D + requestAnimationFrame，离屏静态层预渲染优化 |
| 物理引擎 | 自研欧拉积分 + 子步循环防隧穿 + CCD 连续碰撞检测 + 弧线约束动力学 |
| 碰撞 / 力 | 距离阈值碰撞 + 力注册表策略模式（重力 / 支持力 / 摩擦 / 电场 / 洛伦兹 / 弹簧） |
| AI | DeepSeek / OpenAI / Claude / Gemini / 自定义（OpenAI Chat + Anthropic Messages 双格式，Zod 校验） |
| 测试 | Vitest 4（unit / integration / regression / contracts 四层，492 测试）+ husky + CI 完整性拦截 |
| 部署 | GitHub Actions → GitHub Pages / Electron + electron-builder 桌面打包 |
**关键实现思路**：把"物理仿真正确性"当作工程红线——通过不可篡改的物理定律契约测试 + CI 完整性拦截，从流程上杜绝"为了通过测试而篡改物理"的作弊，保证向学生传递的是正确物理直觉。
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## 七、商业化 / 社会价值与迭代规划（加分项）
**社会价值**：让优质物理教育资源更普惠。不依赖名师讲解、不需要昂贵实验设备，任何学生都能通过它获得直观的物理过程演示，缩小教育资源差距；同时为一线教师提供免费可交互的备课演示素材。
**商业化方向**：题库付费扩展（校本 / 地区专版真题）、面向学校 / 机构的 SaaS 授权、教师备课素材库会员等。
**迭代规划**：
- 短期：题库规模化扩展、移动端适配。
- 中期：3D 模式（磁场 / 空间运动可视化）、自动生成试题讲解音频。
- 长期：沉淀"物理过程即内容"的标准格式，打造开放的教育仿真内容生态。
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*物理解模 · 让每一道物理题都能"动起来"*