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Matt Keeter 发布了 Halfspace：一款实验性的实体建模（solid modeling）IDE，核心不是传统 CAD 那种曲面拼接，而是一整套摆在前台的距离场（distance fields）。它是作者自研几何内核 Fidget 的展示型应用：在界面里模型会被实时光栅化成图像，做完之后可以导出成图片，也可以导出成三角网格拿去 3D 打印。

Halfspace 界面与 Fidget 内核关系示意图：建模脚本经 Fidget 内核做光栅化与网格化
Halfspace 与 Fidget 内核的协作示意：界面里的模型实时光栅化，可导出图像或三角网格（图片：Matt Keeter 原文）

作者在开头特意声明：这不是 vibe-coded 的产物。他从 2025 年 4 月开始亲手写这个项目，而底层的 Fidget 内核可以追溯到 2022 年。Keeter 的背景是 CAD/CAM 软件，长期做 3D 打印相关的几何内核——从硕士论文起，他一直在做基于隐式曲面（implicit surfaces）的内核，因为这类内核有可能被一个人或一个小团队完整写出来、彻底理解，适合个人规模的制造软件。

他做 Halfspace 的动机来自一个观察：直接写底层隐式曲面，就像写汇编——低层、强大、折磨人。面对写汇编的痛苦，人们通常走两条路：搭高级抽象（对应到这里就是球体、立方体、平移、缩放等形状与变换的标准库），或者让汇编本身变得好写（他最喜欢的例子是 Kartik Agaram 的 Mu 项目，用模拟、追踪和时间旅行调试把 x86 汇编的子集包裹起来）。Halfspace 两条路都走：带一个虽小但在长大的标准库，同时支持增量式建模——复杂模型可以拆成小部件，每个部件可参数化、可单独可视化。

项目开源，许可证是 MPLv2。作者说它已经是个能用的东西，欢迎试用，但别用在关键任务上；遇到问题去 GitHub 提 issue 或开 discussion。他打算一直做到学不到新东西为止。

资料：[1]

跟着做：七步玩转这款距离场 IDE

  1. 用电脑浏览器打开网页版 demo（作者提醒：移动端 Safari 的 WebGPU 有问题，平移/倾斜/缩放交互还没为触屏设计，桌面体验最好）。
  2. 先别写代码，用内置标准库拼第一个模型：sphere、box 等基本形状，配合 translate、scale 等变换组合——这就是 Halfspace 版的“高级语言”。
  3. 把想做的复杂模型拆成小部件：每个部件单独参数化、单独预览，确认形状对了再组装——增量式建模是这款 IDE 的核心工作流。
  4. 想更底层时，用 Rhai 脚本直接写距离场表达式，亲手调场函数，而不是只调 CSG 的并/交/差。
  5. 打开距离场可视化：像看地形图一样看场线（等值线）——符号决定内外（蓝/橙），白线是零边界，场线疏密暴露梯度问题；看到垂直边上“蓝直接跳橙、不经过白色零线”，就是坏的 C0 跳变，赶紧修。
  6. 满意后导出：渲染成图片做展示，或导出三角网格拿去 3D 打印——实体建模保证每个点都有明确的内外，打印不翻车。
  7. 它是实验品，API 还会大改：遇到怪事别硬扛，去 GitHub 提 issue 或开 discussion，作者明说欢迎反馈。

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正文详解：为什么要把距离场摆到前台

先说“实体建模”在说什么：它只关心有明确内外之分的物体——空间里任取一点，都能判定它在里面还是外面。听起来理所当然，但很多建模根本不在乎这个：随便打开一个游戏模型查看器，满眼都是无限薄的贴图墙面，一片三角面扇糊个外观。Keeter 要的是能真实造出来的东西，所以内核必须保证“实心”。主流 CAD 用边界表示（B-rep）内核把一堆曲面缝成实体，这是个极难的问题——比如两张 NURBS 曲面的交线可能根本没有闭式解。隐式曲面的优势恰在于：一个人能把它从头到尾写明白。

Halfspace 的关键设计决策是：不把 Fidget 只当 CSG 层用（搭球体立方体、做并交差），而是把底层的距离场放到前台。作者用一个锯齿波的例子说明为什么这很重要：两个距离场在空间每一点的符号（正负、即内外）完全相同，但数值分布不同。第一个场很“坏”：在锯齿的垂直边上，场值从里面（蓝）直接跳到外面（橙），中间没有经过零——这叫 C0 跳跃间断。Fidget 用自动微分求法线，坏场算出的法线方向是错的。

有问题的锯齿波距离场：垂直边上场值从内直接跳到外，存在 C0 跳跃间断
坏的距离场：锯齿垂直边上蓝（内）直接跳到橙（外），没经过白色零线——C0 跳变会让法线算错（图片：Matt Keeter 原文）

法线一错，3D 渲染的明暗就全错：作者贴了一张木屋渲染图，屋顶瓦片的着色明显不对——而这张图正是从他早年一篇博客里抽出来的真实翻车案例。把距离场可视化摆在前台，这类问题一眼就能定位。

木屋渲染图：瓦片着色错误，是距离场坏掉导致的真实翻车案例
坏距离场的真实后果：木屋瓦片明暗全错（图片：Matt Keeter 原文）

更进一步，既然看得见，就能修：作者把锯齿场的梯度调成处处为 1（原来梯度都挤在对角线上），场线变得均匀。虽然 Fidget 不要求梯度为 1 也能算对，但均匀的梯度让各种算法更良态，比如能直接提升网格化质量。

修好的锯齿波距离场：梯度均匀，不再有跳变
修好的距离场：梯度调成处处为 1，场线均匀，算法更良态、网格质量更好（图片：Matt Keeter 原文）

另一大看点是跨平台工程：作者故意同时做网页版和原生版。在供应链攻击频发的年代，能甩一个链接给人直接玩，比让人编译运行友好得多。他攒了一套“Halfspace 技术栈”：Rust 写应用、手工调 wasm-bindgen 打包网页、egui 做界面、egui_dock 做窗口页签、wgpu 既渲染 UI 又做 GPU 计算、Rhai 做脚本、Rayon 加 wasm-bindgen-rayon 做并行（Web 上不能直接起线程，所以还搭了个后台任务线程池），外加 web-time 和自研的异步 GPU 渲染 worker 池。他说每一层都有槽要吐，但整体“居然就跑起来了”。

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如何解读

2026 年还坚持手写几何内核、并在开头声明“not vibe-coded”，本身就是一种表态：有些软件的价值恰恰在于作者能把它彻底装进脑子里。AI 写代码擅长的是把已知模式快速拼出来，而 Halfspace 这类项目的乐趣和难度在于探索未知——“距离场前台化”“让汇编好写”都不是能 prompt 出来的设计，它需要作者在隐式曲面里泡上几年才想得到。这和前阵子那篇“vibecoding 不好玩”的讨论是同一个硬币的两面：亲手写的快乐，来自对问题本质的掌控感。

第二个启示是“把隐式状态显式化”：距离场平时藏在内核里，Halfspace 把它画成地形图，调试就从玄学变成看图说话。这个思路可以迁移——凡是内部状态复杂、出错难定位的系统（物理仿真、排版引擎、甚至 AI 智能体的中间推理），先想办法把它画出来，再谈优化。对做 3D 打印和创客类副业的人更直接：实体建模保证“可打印”，比外观好看重要得多，这是选工具时的一票否决项。

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阅读要点

  • Halfspace = 实验性实体建模 IDE + 距离场前台化 + Fidget 几何内核展示应用，实时光栅化、可导出图片或三角网格。
  • 作者 Matt Keeter：CAD/CAM 背景，从 2025 年 4 月亲手写起，声明非 AI 生成；Fidget 内核始于 2022 年。
  • 设计哲学：写隐式曲面像写汇编；Halfspace 同时给标准库（高级语言路线）和增量可视化建模（让汇编好写路线）。
  • 核心案例：锯齿波距离场的 C0 跳变导致法线算错、木屋瓦片着色翻车；把梯度调成处处为 1 后算法更良态。
  • 技术栈：Rust + wasm-bindgen + egui + wgpu（UI 与 GPU 计算）+ Rhai 脚本 + Rayon，网页与原生同源双发。
  • 实验性质：别用在关键任务，API 还会大改；开源 MPLv2，GitHub 欢迎 issue。

资料：[1]