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# wds — Renderer-Plan
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Stand: 2026-06-12. Entscheidungen aus der irl3d-Analyse, festgehalten bevor
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der Projekt-Einstieg über die Kern-Systeme (Signals/KV, CLI-Phase) läuft.
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## Ziel
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PS1-artiger Look, von vornherein nativ und simpel implementiert statt
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emuliert: affines Texture-Mapping, Integer-Vertex-Koordinaten, 16-Bit-Farbe.
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Niedrige interne Auflösung (320×240), hochskaliert aufs Fenster.
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Referenz ist `../irl3d`: gleiche Engine-Idee (datengetrieben, eine
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OBJ-Szene, Signals/KV/Ink), aber dort als 8-Bit-Palette-CPU-Softwarerenderer
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in Q16.16. wds ersetzt den Grafikpfad durch echtes GPU-Rastern.
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## Hardware-Target
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Mittelklasse-Laptop von 2015 (Klasse: i5-5200U + Intel HD 5500).
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Konsequenzen:
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- Zwei schwache CPU-Kerne → Transformation gehört auf die GPU, die CPU
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bleibt für Physik und Spiellogik frei.
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- Per-Frame-Vertex-Streaming (CPU-Transform, GTE-Stil) wäre auf alten
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iGPU-Treibern der riskante Pfad (Buffer-Upload-Stalls) → statische
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Vertex-Buffer, einmal hochgeladen.
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- wgpu-Backend: Vulkan primär (ANV unterstützt Gen8+), GL als Fallback
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einplanen. Keine Features jenseits von Baseline-WebGPU benutzen.
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## Entscheidungen
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1. **wgpu direkt, kein pbio.** pbio ist eine Abstraktion für
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Software-Renderer (8-Bit-Framebuffer + Palette-Blit) — für echtes
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GPU-Rastern Verschwendung. winit + wgpu direkt im Projekt.
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2. **Vertex-Shader-Transform mit Pixel-Snapping.** Model→View→Projektion im
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Vertex-Shader. Danach `xy/w` auf das Pixelraster der internen Auflösung
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runden und wieder mit `w` multiplizieren → Vertex-Jitter wie auf der PS1,
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authentisch gerechnet, nicht nachgestellt.
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3. **Affines Texture-Mapping via `@interpolate(linear)`.** WGSL kann die
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perspektivische Korrektur pro Varying abschalten. UVs (und ggf.
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Vertex-Colors) linear interpolieren → das Textur-Wobbeln kommt gratis.
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Gegenmittel bleibt wie auf der PS1 das Unterteilen großer Flächen im
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Asset, nicht Shader-Tricks.
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4. **RGB555 + Ordered Dithering im Fragment-Shader.** wgpu hat kein
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555-Render-Target-Format; Render-Target bleibt RGBA8 bei 320×240, aber
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der Fragment-Shader quantisiert auf 5 Bit pro Kanal mit 4×4-Bayer-Dither.
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Die Farbreduktion ist echt, nur das Speicherformat ist modern.
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Das 16. Bit entspricht dem PS1-Maskbit → bei uns **1-Bit-Alpha**
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(Alpha-Test, kein Blending) — Fortführung der Index-0-Transparenz
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aus irl3d.
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5. **Z-Buffer: ja.** Ordering-Tables wären nur eine technische Hürde, kein
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ästhetischer Gewinn. Standard-Depth-Buffer auf dem internen Target.
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6. **UVs aus dem OBJ (`vt`).** irl3d ignoriert `vt` und mappt planar über
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Welt-Koordinaten; wds liest echte UVs. PS1-Spiele hatten handgemachte
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UVs — das gehört zum Look.
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7. **Licht: gebacken zuerst.** Nur Gouraud-Shading wäre zu einseitig.
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Plan: Lichteffekte in die Szene backen (Blender → Vertex-Colors),
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im Shader mit der Textur multiplizieren und mitquantisieren. Dynamische
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per-Vertex-Punktlichter (im Vertex-Shader, additiv auf die gebackene
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Farbe) als spätere Stufe. Kein Per-Pixel-Lighting.
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## Pipeline-Skizze
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statische VBOs (Pos i16/f32, UV, Vertex-Color)
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→ Vertex-Shader: Model·View·Proj, dann Snap auf 320×240-Raster
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→ Raster (Hardware), UV/Color @interpolate(linear)
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→ Fragment: Texel-Fetch (nearest), × Vertex-Color,
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Alpha-Test (1 Bit), RGB555-Quantisierung + 4×4-Bayer
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→ RGBA8-Offscreen 320×240 + Depth
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→ Blit-Pass: Nearest-Upscale mit Letterbox (4:3) aufs Fenster
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```
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Draw-Granularität wie irl3d: pro Instance ein Draw (Uniform: Pos + Yaw),
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Material-Batching später, wenn es weh tut.
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## Offene Punkte
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- **Asset-Pipeline:** Texture-Painting in Blender ist mühsam. Kandidaten
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für Textur-pro-Fläche-Workflows: TrenchBroom (Map-Format-Import nötig),
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Crocotile 3D, Blockbench. Entscheidung wenn der Szenen-Loader ansteht.
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- **Texturformat:** direkte True-Color-Texturen statt 8-Bit-CLUT-TGA —
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wir arbeiten durchgehend mit 15-Bit-True-Color, es gibt keine globale
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Palette mehr (das `load_palette`-Verb ist entfernt). Offen bleibt nur
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das Dateiformat (TGA/PNG) und ob Quantisierung beim Import oder erst
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im Shader passiert.
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- **Fog / Distance-Fade:** irl3d hat hartes Pop-In bei `CULL_DIST` —
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in wds von Anfang an als Fade Richtung Sky-Farbe einplanen (im Shader
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trivial, passt zur PS1).
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- **Skybox:** Cubemap wie irl3d oder schlicht Far-Plane-Farbe + Fog.
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- Interne Auflösung umschaltbar lassen (QVGA/VGA wie irl3d).
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## Aus irl3d portierbar (renderer-unabhängig)
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signals, kv, ink, story_ctrl, game (ActionCtx-Idee), physics, pick,
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camera, obj-Loader (um `vt` erweitern), tga, wav, audio, assets,
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fix/math (Q16.16 bleibt für Spiellogik/Physik sinnvoll; der Renderer
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selbst rechnet f32 — die GPU kennt ohnehin nur Floats).
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## Projektphasen
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1. **CLI-Phase (läuft):** KV-Store, Signal/Action-Dispatcher,
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Ink-Integration, Konsolen-REPL als erstes Frontend. Deferred Actions
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als Daten (`hide_object`, `play_sound`), damit spätere Subsysteme sie
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konsumieren, ohne dass der Kern sie kennt.
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2. Datenmodell (Mesh/Instance/Material/Scene + TOML-Formate) headless.
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3. Renderer nach diesem Plan, gegen das stehende Datenmodell.
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4. Physik, Audio, Panel-UI andocken (Ports aus irl3d).
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