┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│                    应用层                             │
│   egui控制面板 + 键鼠交互 + 日志输出                  │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│                    渲染层                             │
│   OpenGL 3.3 Core Profile (glow)                     │
│   相机系统 │ 着色器 │ 网格渲染 │ 坐标轴/网格地面     │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│                    仿真引擎层                         │
│   ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐         │
│   │ URDF解析  │  │ 运动学    │  │ 碰撞检测  │         │
│   │ urdf-rs   │  │ nalgebra  │  │ parry3d   │         │
│   └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘         │
│   ┌──────────┐  ┌──────────┐                        │
│   │ 关节状态  │  │ 场景管理  │                        │
│   │ 管理      │  │          │                        │
│   └──────────┘  └──────────┘                        │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│                    ROS2通信层                         │
│   rclrs绑定                                          │
│   JointState发布 │ Trajectory订阅 │ TF广播           │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│                    平台抽象层                         │
│   winit(窗口) + glow(GL) + EGL(树莓派)              │
└──────────────────────────────────────────────────────┘

桌面端 (x86_64)：OpenGL 3.3 Core Profile
树莓派4 (ARM)  ：OpenGL 3.3 (Mesa驱动) 或 OpenGL ES 3.0

[features]
default = ["gl33"]
gl33 = []
gles3 = []

robot_sim/
├── Cargo.toml
├── README.md
│
├── src/
│   ├── main.rs                 # 入口：窗口创建+主循环
│   ├── lib.rs                  # 库入口：公共模块导出
│   │
│   ├── renderer/               # 渲染模块
│   │   ├── mod.rs              # 渲染器主逻辑
│   │   ├── shader.rs           # 着色器编译/链接
│   │   ├── camera.rs           # 轨道相机（旋转/缩放/平移）
│   │   ├── mesh.rs             # 网格数据结构+GPU上传
│   │   └── primitives.rs       # 坐标轴/网格地面/箭头
│   │
│   ├── urdf/                   # URDF解析模块
│   │   ├── mod.rs              # URDF加载入口
│   │   ├── loader.rs           # 文件解析（urdf-rs封装）
│   │   ├── robot.rs            # 机器人模型数据结构
│   │   └── visual.rs           # 视觉模型→渲染数据转换
│   │
│   ├── kinematics/             # 运动学模块
│   │   ├── mod.rs              # 运动学入口
│   │   ├── forward.rs          # 正运动学（DH参数法）
│   │   ├── inverse.rs          # 逆运动学（雅可比伪逆）
│   │   └── joint.rs            # 关节状态管理
│   │
│   ├── collision/              # 碰撞检测模块
│   │   ├── mod.rs              # 碰撞检测入口
│   │   ├── scene.rs            # 碰撞场景管理
│   │   └── query.rs            # 碰撞查询接口
│   │
│   ├── ros2/                   # ROS2通信模块
│   │   ├── mod.rs              # ROS2入口
│   │   ├── node.rs             # 节点创建
│   │   ├── joint_state.rs      # JointState发布
│   │   ├── trajectory.rs       # JointTrajectory订阅
│   │   └── tf.rs               # TF广播
│   │
│   └── app.rs                  # 应用状态管理
│
├── shaders/                    # GLSL着色器
│   ├── basic.vert              # 基础顶点着色器
│   ├── basic.frag              # 基础片段着色器
│   ├── robot.vert              # 机器人顶点着色器
│   └── robot.frag              # 机器人片段着色器
│
├── assets/                     # 资源文件
│   └── urdf/                   # 测试URDF模型
│       └── simple_arm/         # 简易2轴机械臂
│           ├── model.urdf
│           └── meshes/
│               ├── base.stl
│               ├── link1.stl
│               └── link2.stl
│
└── config/                     # 配置文件
    └── default.toml            # 默认配置

// 机器人模型
struct Robot {
    name: String,
    links: Vec<Link>,
    joints: Vec<Joint>,
    root_link: usize,
}

struct Link {
    name: String,
    visual: Option<Visual>,
    collision: Option<Collision>,
    inertial: Option<Inertial>,
}

struct Joint {
    name: String,
    joint_type: JointType,
    parent_link: usize,
    child_link: usize,
    origin: Isometry3<f64>,
    axis: UnitVector3<f64>,
    limits: Option<JointLimits>,
    current_position: f64,
}

enum JointType {
    Revolute,
    Continuous,
    Prismatic,
    Fixed,
}

// 渲染数据
struct RenderMesh {
    vertices: Vec<[f32; 3]>,
    normals: Vec<[f32; 3]>,
    indices: Vec<u32>,
    color: [f32; 4],
    transform: Isometry3<f32>,
    vao: u32,  // OpenGL VAO
    vbo: u32,  // OpenGL VBO
    ebo: u32,  // OpenGL EBO
}

// 关节状态
struct JointState {
    name: String,
    position: f64,
    velocity: f64,
    effort: f64,
}

main.rs
  │
  ├── App::new()
  │     ├── Renderer::new(window)
  │     ├── Robot::from_urdf(path)
  │     ├── Kinematics::new(robot)
  │     ├── CollisionScene::new(robot)
  │     └── Ros2Node::new()  (可选)
  │
  └── 主循环
        ├── 处理输入事件
        ├── 更新关节状态
        │     ├── Kinematics::forward_kinematics()
        │     └── Kinematics::inverse_kinematics() (按需)
        ├── 更新碰撞场景
        │     └── CollisionScene::update(joint_states)
        ├── 更新ROS2通信
        │     ├── Ros2Node::publish_joint_states()
        │     └── Ros2Node::spin_once()
        └── 渲染
              ├── Renderer::draw_robot(robot)
              ├── Renderer::draw_grid()
              └── egui::draw_panel()

[package]
name = "robot_sim"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
glow = "0.14"
winit = "0.26"
glutin = "0.26"
tracing = "0.1"
tracing-subscriber = "0.3"
nalgebra = "0.33"
bytemuck = "1.16"

main.rs
├── OrbitCamera              // 轨道相机（球坐标）
│   ├── new()                // 初始化
│   ├── get_view_matrix()    // 计算视图矩阵
│   ├── orbit()              // 旋转
│   └── zoom()               // 缩放
├── perspective()            // 透视投影矩阵
├── mat4_*()                 // 4x4矩阵运算（identity/mul/translate/rotate_y/rotate_z/to_flat）
├── generate_target_marker() // IK目标位置十字标记
├── compute_jacobian()       // 数值雅可比矩阵（有限差分法）
├── mat3_det/inverse()       // 3x3矩阵运算（备用）
├── solve_ik_step()          // DLS阻尼最小二乘IK单步求解
├── generate_cylinder()      // 圆柱体顶点生成
├── generate_cuboid()        // 长方体顶点生成
├── RobotArm                 // 2轴机械臂
│   ├── new()                // 初始化
│   ├── get_base/link1/link2_transform()  // 模型矩阵
│   ├── get_joint0/joint1_frame()         // 关节坐标系
│   └── get_end_effector_pos()            // 末端执行器位置
├── TrajPoint + Trajectory   // 轨迹点+轨迹管理
│   ├── start/stop_record()  // 录制控制
│   ├── start/pause/stop_play()  // 回放控制
│   └── update()             // 线性插值回放
├── CollisionState + check_collisions()  // 碰撞检测
├── App                      // 应用主结构体
│   ├── init_gl()            // OpenGL+egui初始化
│   └── render()             // 渲染循环（动画+IK+轨迹+碰撞+3D渲染+egui面板）
└── main()                   // 入口

[dependencies]
glow = "0.14"
glutin = "0.32"
winit = "0.30"
glutin-winit = "0.5"
raw-window-handle = "0.6"
tracing = "0.1"
tracing-subscriber = "0.3"
bytemuck = "1.16"
egui = "0.30"
egui_glow = "0.30"