gen2d/docs/backend.md

# 后端工程

## 技术选型

- **HTTP 框架**：Gin
- **管线编排**：[Eino](https://github.com/cloudwego/eino) `compose.Graph` — 四阶段管线，含质检→重生成分支
- **AI 组件**：Eino 的 model / tool 组件，统一接口便于替换模型提供商

## 分层结构

```
backend/internal/
├── handler/              # HTTP handlers（薄层，只做参数绑定 + 调用 service）
│   ├── auth.go           # 用户注册 / 登录 / 当前用户 / 修改密码
│   ├── project.go        # 工程 CRUD + 任务列表
│   ├── generate.go       # 生成任务提交 / 查询 / WebSocket
│   ├── project_style.go  # 工程风格 CRUD
│   └── health.go         # [已有] 健康检查
├── service/              # 业务逻辑层
│   ├── auth.go           # 用户认证：注册、登录、JWT 签发与校验
│   ├── pipeline.go       # Eino compose.Graph 编排：PromptBuilder → AssetGenerator → QualitySupervisor → FormatAdapter
│   ├── nodes.go          # 管线四个节点的实现（每个节点单一职责）
│   ├── types.go          # 管线输入/状态/输出的显式结构体定义
│   ├── inference.go      # AI 推理 API 调用封装（Eino model 组件）
│   └── project_style.go  # 工程风格管理 & 风格合并逻辑
├── model/                # 数据模型 / DTO
│   ├── response.go       # [已有] 统一响应
│   ├── user.go           # 用户模型
│   ├── task.go           # 生成任务 & 素材
│   └── style.go          # 工程风格 & 任务风格覆盖
├── middleware/            # 中间件
│   ├── logger.go
│   ├── auth.go           # JWT 认证中间件（从 Cookie 读取 Token）
│   └── ratelimit.go
├── config/               # [已有] 配置
│   └── config.go
├── queue/                # 异步任务队列
│   └── jobqueue.go
└── cache/                # 缓存层（请求去重）
    └── cache.go
```

## 分层原则

- **handler**：只做参数绑定、校验、调用 service、返回响应。一个 handler 对应一组 API 路由。
- **service**：承载所有业务逻辑。`pipeline.go` 通过 Eino `compose.Graph` 编排四个节点；`nodes.go` 实现各节点逻辑；`types.go` 定义显式状态结构体。
- **model**：纯数据结构，不含业务逻辑。

## 多阶段生成管线

gen2d 的核心生成流程采用 Eino `compose.Graph` 编排的四阶段管线，含质检不通过时的重生成分支。

```mermaid
flowchart LR
    A["PromptBuilder\n(提示词工程)"] --> B["AssetGenerator\n(AI 出图)"]
    B --> C["QualitySupervisor\n(质检)"]
    C -- pass --> D["FormatAdapter\n(格式适配)"]
    C -- fail --> A
```

### 各阶段职责

#### 1. PromptBuilder

- **输入**：用户文本 + 素材类型标签 + 工程风格 + 任务风格覆盖 + 技术参数
- **输出**：三段式完整生成提示词
- **职责**：
  1. 解析用户文本，提取核心内容作为【主题】
  2. 合并工程风格与任务风格覆盖（任务同名键覆盖工程），生成【约束】（含负面提示词）
  3. 注入素材类型、分辨率等技术参数作为【内容】
  4. 拼接为最终提示词
  5. **重试时**：将上次质检的 RejectReason 注入【约束】段，指导 AI 修正问题

**风格合并**：

```go
finalStyle = merge(projectStyle.KVPairs, taskStyle.KVPairs)
```

工程风格保证同一工程下所有素材风格一致；任务风格仅覆盖需要差异化的键。

**三段式提示词结构**：

```
【主题】用户的原始描述核心内容
【约束】风格键值对生成的约束条件 + 负面提示词 + [重试时] 上次质检问题：{rejectReason}
【内容】素材类型、分辨率、帧数等技术参数
```

#### 2. AssetGenerator

- **输入**：PromptBuilder 的输出
- **输出**：原始生成图片（单张或多张）
- **职责**：调用 AI 推理 API 出图。不同素材类型的差异化需求已在上一步注入提示词中。
- **接口规范**：统一采用 OpenAI 兼容的 `/v1/images/generations` 格式。多张生成通过 `n` 参数请求，实际支持数量取决于后端模型（如 DALL-E 3 仅支持 `n=1`，需多次调用模拟多张）。

#### 3. QualitySupervisor

- **输入**：原始生成图片 + 风格配置
- **输出**：通过 / 不通过 + 不通过的原因
- **职责**：通过视觉模型检查素材是否符合提示词要求与风格约束。不通过时，Graph 分支将 RejectReason 回填到 PipelineState，路由回 PromptBuilder 重新生成（最多 3 次，超过则降级输出）。

#### 4. FormatAdapter

- **输入**：通过质检的图片 + 素材类型
- **输出**：游戏引擎可用的素材文件 + 元数据
- **职责**：格式转换、spritesheet 打包、元数据生成。
- **示例**：输入 4 张 64×64 的角色行走帧 PNG → 输出一张 256×64 的 spritesheet + JSON 元数据（帧尺寸、帧数、锚点偏移），可直接拖入 Unity 2D Animation 使用。

---

## 管线设计（Eino compose.Graph）

### 类型定义（types.go）

```go
// PipelineInput 管线入口输入
type PipelineInput struct {
    Prompt       string            // 用户原始文本
    AssetType    string            // 素材类型：sprite / background / ui / animation
    ProjectStyle map[string]string // 工程风格键值对
    TaskStyle    map[string]string // 任务风格覆盖
    Params       AssetParams       // 技术参数（分辨率、帧数、格式等）
}

// PipelineState Graph 全局状态，通过 WithGenLocalState 注入
type PipelineState struct {
    Input        PipelineInput
    FinalPrompt  string            // PromptBuilder 输出的三段式提示词
    RawImages    []GeneratedImage  // AssetGenerator 输出的原始图片
    PassQuality  bool              // QualitySupervisor 质检结果
    RejectReason string            // 质检不通过原因
    RetryCount   int               // 重试次数
}

// PipelineOutput 管线最终输出
type PipelineOutput struct {
    Assets   []Asset       // 生成结果素材列表
    Metadata AssetMetadata // 元数据（分辨率、帧数、格式）
}
```

### 编排入口（pipeline.go）

```go
const (
    nodePromptBuilder      = "prompt_builder"
    nodeAssetGenerator     = "asset_generator"
    nodeQualitySupervisor  = "quality_supervisor"
    nodeFormatAdapter      = "format_adapter"
)

func NewGenerateGraph() (*compose.Graph[PipelineInput, PipelineOutput], error) {
    g := compose.NewGraph[PipelineInput, PipelineOutput](
        compose.WithGenLocalState(func(ctx context.Context) *PipelineState {
            return &PipelineState{}
        }),
    )

    // 添加节点
    _ = g.AddLambdaNode(nodePromptBuilder, promptBuilderNode,
        compose.WithStatePreHandler(promptBuilderPreHandler),   // 重试时注入 RejectReason
        compose.WithStatePostHandler(promptBuilderPostHandler))
    _ = g.AddLambdaNode(nodeAssetGenerator, assetGeneratorNode,
        compose.WithStatePostHandler(assetGeneratorPostHandler))
    _ = g.AddLambdaNode(nodeQualitySupervisor, qualitySupervisorNode,
        compose.WithStatePostHandler(qualitySupervisorPostHandler))
    _ = g.AddLambdaNode(nodeFormatAdapter, formatAdapterNode)

    // 连线：正常路径
    _ = g.AddEdge(compose.START, nodePromptBuilder)
    _ = g.AddEdge(nodePromptBuilder, nodeAssetGenerator)
    _ = g.AddEdge(nodeAssetGenerator, nodeQualitySupervisor)
    _ = g.AddEdge(nodeFormatAdapter, compose.END)

    // 连线：质检分支
    _ = g.AddBranch(nodeQualitySupervisor, compose.NewGraphBranch(
        func(ctx context.Context, state *PipelineState) (string, error) {
            if state.PassQuality {
                return nodeFormatAdapter, nil
            }
            if state.RetryCount >= 3 {
                return nodeFormatAdapter, nil // 超过重试次数，降级输出
            }
            return nodePromptBuilder, nil // 重生成
        },
        map[string]bool{nodePromptBuilder: true, nodeFormatAdapter: true},
    ))

    return g, nil
}
```

### 节点实现（nodes.go）

每个节点是 Graph 中的 Lambda，通过 `StatePreHandler` / `StatePostHandler` 读写全局状态：

| 节点 | Lambda 输入→输出 | State 交互 | 职责 |
|------|-----------------|-----------|------|
| PromptBuilder | `PipelineInput → string` | PreHandler 读取 RejectReason，PostHandler 写入 FinalPrompt | 合并风格 → 生成三段式提示词（重试时注入质检问题） |
| AssetGenerator | `string → []GeneratedImage` | PostHandler 写入 RawImages | 调用 AI 推理 API 出图 |
| QualitySupervisor | `[]GeneratedImage → bool` | PostHandler 写入 PassQuality + RejectReason + RetryCount | 视觉模型质检 |
| FormatAdapter | `[]GeneratedImage → PipelineOutput` | 无 | 格式转换、spritesheet 打包 |

```go
// PromptBuilder 节点：接收输入，输出提示词
var promptBuilderNode = compose.InvokableLambda(func(ctx context.Context, in PipelineInput) (string, error) {
    return buildPrompt(in), nil
})

// StatePreHandler：重试时将 RejectReason 注入输入
func promptBuilderPreHandler(ctx context.Context, in PipelineInput, state *PipelineState) (PipelineInput, error) {
    if state.RetryCount > 0 && state.RejectReason != "" {
        // 将上次质检问题附加到输入中，供 buildPrompt 注入【约束】段
        in.RejectReason = state.RejectReason
    }
    return in, nil
}

// StatePostHandler：将提示词写入全局状态
func promptBuilderPostHandler(ctx context.Context, out string, state *PipelineState) (string, error) {
    state.FinalPrompt = out
    return out, nil
}

// QualitySupervisor StatePostHandler：写入质检结果和重试计数
func qualitySupervisorPostHandler(ctx context.Context, out bool, state *PipelineState) (bool, error) {
    state.PassQuality = out
    if !out {
        state.RetryCount++
        state.RejectReason = "风格不一致" // 实际由视觉模型返回
    }
    return out, nil
}
```

### 运行入口

```go
func RunPipeline(ctx context.Context, in PipelineInput) (*PipelineOutput, error) {
    g, err := NewGenerateGraph()
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    r, err := g.Compile(ctx)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    return r.Invoke(ctx, in)
}
```

---

## 关键实体

| 实体 | 说明 | 关系 |
|------|------|------|
| Project | 顶层容器，用户创建的项目 | 1──1 ProjectStyle, 1──N Task |
| ProjectStyle | 工程级键值对风格配置，保证同一工程下所有素材风格一致 | 属于 Project |
| Task | 工程下的单次生成请求，包含用户文本、素材类型、任务风格覆盖、技术参数、状态、结果 | 属于 Project, 1──N Asset |
| Prompt | PromptBuilder 输出的三段式提示词（主题+约束+内容），管线中间产物，不持久化 | 由 Task 生成 |
| Asset | 生成结果素材，关联到任务，包含 URL、元数据（分辨率、帧数、格式） | 属于 Task |

ER 关系图与外键约束详见 [数据存储 — ER 关系](database.md#er-关系)。

## 风格模型

### 工程风格（Project Style）

工程级别，保证同一工程下所有素材风格一致：

```go
type ProjectStyle struct {
    ID        string            `json:"id"`
    ProjectID string            `json:"projectId"`
    KVPairs   map[string]string `json:"kvPairs"` // 如 {"artStyle":"pixel","palette":"warm"}
    CreatedAt time.Time         `json:"createdAt"`
    UpdatedAt time.Time         `json:"updatedAt"`
}
```

### 任务风格覆盖（Task Style Override）

任务级别，仅覆盖需要差异化的键：

```go
type TaskStyle struct {
    KVPairs map[string]string `json:"kvPairs"` // 仅记录与工程风格不同的部分
}
```

### 合并逻辑

```
finalStyle = merge(projectStyle.KVPairs, taskStyle.KVPairs)
```

任务同名键覆盖工程风格，由 PromptBuilder 节点在生成提示词时执行合并。

## 缓存层

`cache/cache.go` 提供应用内存级缓存，主要用于请求去重（详见 [数据存储 — 去重策略](database.md#去重策略)）：

- **数据结构**：`sync.Map`，key 为 `hash(prompt + assetType + params)`，value 为 taskId
- **生命周期**：任务提交时写入，任务完成或失败后清除；可设置 TTL 过期兜底
- **作用域**：单实例内存，不跨实例共享
- **接口**：提供 `Get`/`Set`/`Delete`/`Clear` 方法，供 service 层（去重检查）调用