LittleSim/docs/растения.md

Растения как экосистема

Дизайн системы растений: рост зависит от среды, среда описана факторами, реакция растения на факторы задаётся генами, а размножение передаёт гены потомкам с мутацией — появляется естественный отбор. Документ — единый ориентир для фаз A–D; детали каждой фазы уточняются её отдельным планом.

Модель роста

Скорость роста растения в данный момент:

скорость = база × пригодность(свет) × пригодность(температура) × пригодность(плодородность)

Каждая «пригодность» — число в [0..1] из кривой отклика (движковый ResponseCurve, модуль MrGameEng.AI) с оптимумом и шириной толерантности, которые берутся из генов растения. Растение вне своих оптимумов растёт медленно или стоит; в своих — быстро. Так все факторы среды сводятся к одному механизму, а различие видов/особей — целиком в генах.

Фактор «возраст/стадия» остаётся как сейчас (PlantGrowthStage в дефах): пригодности умножают прирост AgeDays, стадии переключают спрайт/размер по накопленному возрасту.

Факторы среды

• Свет — амбиент день/ночь (MrGameEng.Lighting.DayNight), сэмплируемый в точке (SampleAt(world)); глобальный в фазе A, локальный (с тенями) в фазе D.
• Температура — непрерывная, из климата (MrGameEng.Core.Climate): сезонный синус по дню года
  • суточные колебания (холоднее ночью).
• Плодородность — пока константа типа террейна (TerrainDef.Fertility); позже возможна по-клеточная почва с истощением/восстановлением.

Гены (диплоидный геном, гибридная экспрессия)

Каждое растение несёт геном: по паре аллелей на ген. Экспрессия гибридная:

• Числовые гены (оптимум света, толерантность к свету, оптимум температуры, толерантность, потребность в плодородности, макс. размер, базовая скорость, продолжительность жизни, дальность расселения, плодовитость, темп мутаций, способность к самоопылению) — фенотип = смешение (среднее двух аллелей). Реализм отбора: промежуточные значения, плавный дрейф.
• Дискретные гены (например, цвет/морфа, наличие признака) — доминант/рецессив: рецессивный фенотип виден только в гомозиготе (aa).

Наследование (мейоз): каждый родитель отдаёт по одному случайному аллелю на ген; потомок получает по одному от каждого. Затем — мутация (с вероятностью из гена темпа мутаций сдвигаем числовой аллель/переключаем дискретный). Всё детерминировано сидом мира.

Стартовая популяция: геномы генерируются из сида (вид задаёт базовый геном и разброс аллелей в дефе; особи отклоняются).

Размножение (полуреалистичное)

• Перекрёстное опыление (приоритет): зрелое растение ищет зрелого соседа того же вида в радиусе (ген дальности; запрос через spatial-hash движка). Есть партнёр → семя с геномом от двух родителей (Мендель + мутация).
• Самоопыление (запас): нет партнёра и ген «способность к самоопылению» позволяет → семя из одного родителя (само-скрещивание аллелей + мутация).
• Расселение: семя падает в клетку в радиусе расселения; прорастает, если клетка подходит (суша, не занято сверх лимита, пригодность не нулевая).
• Лимит плотности: не больше N растений на клетку/площадь — иначе взрыв численности.
• Старение/смерть: возраст превышает ген жизни → смерть; или длительный стресс (пригодность около нуля) → гибель. Смерть освобождает место — баланс с размножением и основа отбора.

Производительность и сейв

• Представление — по сущности на растение (видно в рендере и ECS-инспекторе, индивидуальные гены). Защита от взрыва: лимит плотности, смерть, разумные радиусы, проверки размножения по таймеру/сезону (не каждый кадр на каждое растение), spatial-hash для соседей.
• Персист: геномы, позиции, возраст и стадия растений сохраняются в WorldSave (мир больше не воспроизводится только из сида — эволюция переживает загрузку).
• Детерминизм: мутации/расселение/опыление — на сидированном Random, как в остальной симуляции.

Фазы реализации

• A — климат и день/ночь (движок). Climate (температура/сезон поверх Calendar), DayNight (амбиент, Renderer2D.AmbientLight на World-слоях, сэмплируемый SampleAt), затемнение мира ночью, HUD: сезон/температура/время. Фундамент для влияния среды на рост.
• B — гены и рост по пригодностям (игра). Компонент PlantGenome, расчёт пригодностей (свет из DayNight.SampleAt, температура из Climate, плодородность из террейна), замена плоского GrowthRate. Геном виден/правится в инспекторе.
• C — размножение и смерть (игра). Перекрёстное/самоопыление, расселение, лимит плотности, старение/стресс-смерть, персист популяции в сейв.
• D — полноценное 2D-освещение (движок). Точечные источники + тени (окклюзия от препятствий); DayNight.SampleAt начинает возвращать локальную освещённость, и затенённые растения растут хуже.