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docs/plans/earth-vessel-rendering-performance-plan.md

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+# Earth Vessel Rendering Performance Plan
+
+## 背景
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+Earth 船只图层已经形成了一套较好的视觉语言：
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+- 航行船只使用三角形标记
+- 标记按航向旋转
+- 停泊或低速船只使用圆点
+- 不同船型使用不同颜色
+- hover / locked 状态有放大、透明度和聚焦反馈
+- 标记带有轻微 glow / soft edge，和 Earth HUD 的观感一致
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+当前性能问题不应通过降级成普通 `Points` 来解决。目标是在保留现有观赏性的前提下，把底层从“每艘船一个 Sprite 对象”优化为批量绘制和轻量交互。
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+## 当前问题判断
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+卫星图层能承载几万个对象，是因为它主要走 `THREE.Points` / `BufferGeometry` / instanced trail 路径。船只图层目前每艘船创建一个 `THREE.Sprite` 和独立 `SpriteMaterial`，这会带来：
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+- draw call 随船只数量增长
+- 透明 sprite 排序和 overdraw 成本上升
+- 每帧遍历所有船只更新 opacity / scale / visible
+- pointer move 时对船只 sprite 做对象级 raycast
+- hover reset 时全量遍历 marker
+
+因此，即使免费 BarentsWatch AIS 只开放挪威周边数据，前端仍可能因为对象级 sprite、raycast 和每帧全量更新出现地球拖动卡顿。
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+## 目标
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+1. 保留当前船只标记的视觉质量。
+2. 保留 hover tooltip、点击详情、lock、轨迹等交互。
+3. 显著降低 draw call、每帧 JS 遍历和 pointer picking 成本。
+4. 为后续全球 AIS 或更高船只数量预留扩展空间。
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+## 非目标
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+- 不把船只降级为普通无方向 `Points`。
+- 不取消船型颜色、航向三角和停泊圆点。
+- 不为了短期性能直接删除 hover / click 交互。
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+## Phase 1：交互路径止血
+
+这一阶段不改视觉，只减少 pointer move 和 hover 状态开销。
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+### 1. 拖动和惯性期间跳过船只 picking
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+地球拖动时用户主要关注视角变化，不需要每个 pointer move 都命中船只。
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+处理方式：
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+- `isDragging === true` 时跳过船只 hover picking。
+- 惯性旋转期间也跳过船只 hover picking。
+- 拖动结束后再恢复 hover 检测。
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+### 2. vessel hover picking 节流
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+对船只 hover 命中增加节流，例如 `80ms ~ 120ms` 一次。鼠标高速移动时复用上一次 hover 状态，不在每个 pointer event 上都做 raycast。
+
+### 3. hover reset 从全量遍历改为增量更新
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+当前 `resetTransientVesselStates()` 会遍历所有船只。改为记录：
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+- `hoveredVessel`
+- `lockedObject`
+
+当 hover 目标变化时，只更新旧 hover 和新 hover。
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+### 4. 点击路径只在 click 时做一次精确 picking
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+点击仍保留精确命中，但只在 click 事件里执行，不参与拖动和高频 pointer move。
+
+## Phase 2：每帧更新减负
+
+这一阶段仍保留 `Sprite` 外观，但减少每帧对全部 marker 的写操作。
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+### 1. `updateVesselVisualState()` 增量化
+
+当前每帧都会遍历船只并写：
+
+- `marker.material.opacity`
+- `marker.scale`
+- `marker.visible`
+
+优化方向：
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+- 图层关闭时直接 return。
+- 没有船只时直接 return。
+- 只有以下状态变化时才更新 marker：
+  - show/hide 变化
+  - hover 变化
+  - locked 变化
+  - camera zoom / distance scale 变化超过阈值
+  - focus dim 状态变化
+
+### 2. 缓存 distance scale
+
+`getDistanceScale(camera)` 可以按 camera distance 或 zoom 阈值缓存。缩放没有明显变化时，不必每帧重设所有船只 scale。
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+### 3. 降低透明 overdraw
+
+在不破坏视觉的前提下微调：
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+- marker 基础尺寸
+- glow blur 半径
+- 最大 size stabilization
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+目标是减少屏幕空间重叠面积，而不是改变符号设计。
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+## Phase 3：保留视觉的批量渲染
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+正式方案是把每艘船的视觉从 `THREE.Sprite` 迁移为 instanced sprite batch。
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+### 1. 使用 instanced quad
+
+每艘船仍然显示为带贴图/软边的 billboard，但底层使用：
+
+- `THREE.InstancedBufferGeometry`
+- 每类船只一个或少量 material
+- per-instance attributes
+
+可按形状和船型拆 batch：
+
+- moving cargo
+- moving tanker
+- moving passenger
+- moving fishing
+- moving military
+- moving other
+- anchored / slow dot
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+这样 draw call 从“每艘船一个”变为“每类船只一个”。
+
+### 2. per-instance attributes
+
+每个 instance 存：
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+- position
+- color
+- rotation
+- scale
+- opacity
+- state
+- mmsi / data index
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+hover、locked、dimmed 通过更新少量 instance attribute 实现，不再逐个修改 material。
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+### 3. 复刻当前视觉
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+视觉上继续使用当前 canvas texture 或等效 shader：
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+- moving 使用三角形纹理
+- anchored 使用圆点纹理
+- 保留 soft glow
+- 保留航向 rotation
+- 保留 hover / locked 放大
+
+因此用户看到的效果应与当前船只图层基本一致。
+
+## Phase 4：picking 改造
+
+批量渲染后不再适合对所有 sprite object 做 `raycaster.intersectObjects()`。
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+### 1. 屏幕空间 picking
+
+参考卫星 picking：
+
+1. 过滤背面船只。
+2. 将候选船只世界坐标投影到屏幕。
+3. 用鼠标位置计算距离。
+4. 取距离最近且小于半径阈值的船只。
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+### 2. 可选空间索引
+
+如果后续船只数量明显上升，可增加轻量空间索引：
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+- 经纬度网格 bucket
+- 屏幕空间 bucket
+- viewport bbox 过滤
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+第一阶段不必引入复杂索引。
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+## Phase 5：数据层和 LOD
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+当接入全球 AIS 或船只数量显著增加时，再做数据层优化。
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+### 1. 请求视口范围
+
+前端请求 `/api/v1/visualization/geo/vessels` 时带上当前视口 `bbox`，减少无关船只。
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+### 2. 后端排序策略
+
+从单纯 `received_at desc` 改为综合排序：
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+- 数据新鲜度
+- 船型优先级
+- 当前视口相关性
+- 是否正在航行
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+### 3. 远景聚合
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+远景可显示聚合或 top N，近景展开单船。
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+## 验收指标
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+1. 船只视觉效果保持当前质量：三角、圆点、颜色、航向、hover、lock 都保留。
+2. 开启船只图层后拖动地球不应明显掉帧。
+3. pointer move 不应因为船只 hover 导致卡顿。
+4. 船只数量达到 `1000` 级别时仍可顺畅旋转地球。
+5. `renderer.info.render.calls` 相比 Sprite 版本显著下降。
+6. hover / click 命中体验不低于当前版本。
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+## 建议落地顺序
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+1. 先做 Phase 1，快速恢复地球拖动手感。
+2. 再做 Phase 2，减少每帧 JS 写操作。
+3. 最后做 Phase 3 和 Phase 4，把船只迁移到 instanced sprite batch。
+4. Phase 5 等全球船只数据或数量压力出现后再推进。