Decken-Aussparungen: Treppenauge/Schacht in 2D und 3D (Brücken-Trick)

Ceiling.openings (37f4fe8) wird jetzt gerendert. Kern: mergeHoles() fügt
Löcher über schmale Brücken (1e-4) in den Aussenring ein → EIN einfacher
Polygonring, paritätskorrekt für SVG-Fill, Scanline-Hatch, Ear-Clipping
(render3d) und Punkt-in-Polygon-Pick — kein Loch-Support in den Primitiven
nötig. Loch-Orientierung gegenläufig (signedArea), Sichtbarkeitstest für die
Brücke, mehrere Löcher iterativ.

- 2D (addCeilingPoche): Poché-Ring mit Löchern; Brückenkanten via
  noStrokeEdges unsichtbar, Lochränder werden als Ringkanten gestrichen
  (wand-footprint-geclippt wie der Aussenumriss)
- 3D (emitSlabs): derselbe Ring für alle Schichten; Klick ins Loch trifft
  die Decke nicht (Pick paritätskorrekt)
- Ohne openings byte-identischer Codepfad (Regressionstests)
+11 Tests (Ring-Einfachheit, Shoelace-Flächen, 2-Loch-Fall, Regressionen).
684/684 grün. 3D visuell in Tauri zu prüfen.

src/geometry/polygonHoles.test.ts

@@ -0,0 +1,122 @@
+/**
+ * Unit-Tests für {@link mergeHoles} (Brücken-Trick: Aussparungen → EIN
+ * einfacher Polygonring). Geprüft werden die drei Kern-Eigenschaften:
+ *  • der Ergebnis-Ring ist selbstüberschneidungsfrei (echte Kanten-Kreuzungen
+ *    ausgeschlossen, benachbarte Kanten teilen sich naturgemäss einen Punkt),
+ *  • die Shoelace-Fläche entspricht Aussenfläche − Lochfläche(n),
+ *  • `bridgeEdges` benennt genau die künstlichen Brückenkanten (2 je Loch).
+ */
+import { describe, it, expect } from "vitest";
+import type { Vec2 } from "../model/types";
+import { mergeHoles } from "./polygonHoles";
+
+function signedArea(pts: Vec2[]): number {
+  let s = 0;
+  for (let i = 0; i < pts.length; i++) {
+    const a = pts[i];
+    const b = pts[(i + 1) % pts.length];
+    s += a.x * b.y - b.x * a.y;
+  }
+  return s / 2;
+}
+
+/** Ob sich zwei Strecken ECHT (im Inneren beider) schneiden — Test-Kopie der
+ * Produktionslogik (bewusst unabhängig, damit der Test die Implementierung
+ * nicht einfach "durchreicht"). */
+function properlyCross(a1: Vec2, a2: Vec2, b1: Vec2, b2: Vec2): boolean {
+  const dax = a2.x - a1.x, day = a2.y - a1.y;
+  const dbx = b2.x - b1.x, dby = b2.y - b1.y;
+  const denom = dax * dby - day * dbx;
+  if (Math.abs(denom) < 1e-12) return false;
+  const ex = b1.x - a1.x, ey = b1.y - a1.y;
+  const t = (ex * dby - ey * dbx) / denom;
+  const s = (ex * day - ey * dax) / denom;
+  const eps = 1e-9;
+  return t > eps && t < 1 - eps && s > eps && s < 1 - eps;
+}
+
+/** Prüft, dass KEIN Paar nicht-benachbarter Kanten sich echt schneidet. */
+function isSimpleRing(ring: Vec2[]): boolean {
+  const n = ring.length;
+  const edges: [Vec2, Vec2][] = [];
+  for (let i = 0; i < n; i++) edges.push([ring[i], ring[(i + 1) % n]]);
+  for (let i = 0; i < n; i++) {
+    for (let j = i + 1; j < n; j++) {
+      // Benachbarte Kanten (teilen einen Endpunkt) sind erlaubt.
+      if (j === i + 1 || (i === 0 && j === n - 1)) continue;
+      if (properlyCross(edges[i][0], edges[i][1], edges[j][0], edges[j][1])) return false;
+    }
+  }
+  return true;
+}
+
+const rect = (x0: number, y0: number, x1: number, y1: number): Vec2[] => [
+  { x: x0, y: y0 },
+  { x: x1, y: y0 },
+  { x: x1, y: y1 },
+  { x: x0, y: y1 },
+];
+
+describe("mergeHoles", () => {
+  it("Rechteck 6x4 mit 1x1-Loch mittig -> einfacher Ring, Fläche = Aussen - Loch, 2 Brückenkanten", () => {
+    const outline = rect(0, 0, 6, 4); // Fläche 24
+    const hole = rect(2.5, 1.5, 3.5, 2.5); // Fläche 1
+    const { ring, bridgeEdges } = mergeHoles(outline, [hole]);
+
+    expect(ring.length).toBe(outline.length + hole.length + 2);
+    expect(isSimpleRing(ring)).toBe(true);
+    expect(Math.abs(signedArea(ring))).toBeCloseTo(24 - 1, 2);
+    expect(bridgeEdges.length).toBe(2);
+
+    // Die Brückenkanten sind kurz (Aussenring↔Loch-Rand), nicht Teil des
+    // eigentlichen Loch- oder Aussenumrisses.
+    for (const e of bridgeEdges) {
+      const a = ring[e];
+      const b = ring[(e + 1) % ring.length];
+      const len = Math.hypot(a.x - b.x, a.y - b.y);
+      expect(len).toBeGreaterThan(0);
+      expect(len).toBeLessThan(3); // deutlich kürzer als Aussen-/Lochkanten (>=1)
+    }
+  });
+
+  it("ohne Löcher -> Ring identisch zur Outline, keine Brückenkanten (Regression)", () => {
+    const outline = rect(0, 0, 6, 4);
+    const { ring, bridgeEdges } = mergeHoles(outline, []);
+    expect(ring).toEqual(outline);
+    expect(bridgeEdges).toEqual([]);
+  });
+
+  it("Loch ausserhalb der Outline wird übersprungen", () => {
+    const outline = rect(0, 0, 6, 4);
+    const outsideHole = rect(10, 10, 11, 11);
+    const { ring, bridgeEdges } = mergeHoles(outline, [outsideHole]);
+    expect(ring).toEqual(outline);
+    expect(bridgeEdges).toEqual([]);
+  });
+
+  it("degeneriertes Loch (< 3 Punkte) wird übersprungen", () => {
+    const outline = rect(0, 0, 6, 4);
+    const { ring, bridgeEdges } = mergeHoles(outline, [[{ x: 1, y: 1 }, { x: 2, y: 2 }]]);
+    expect(ring).toEqual(outline);
+    expect(bridgeEdges).toEqual([]);
+  });
+
+  it("zwei Löcher -> beide eingefügt, Ring einfach, Fläche = Aussen - Loch1 - Loch2, 4 Brückenkanten", () => {
+    const outline = rect(0, 0, 10, 4);
+    const holeA = rect(1, 1, 2, 2); // Fläche 1
+    const holeB = rect(7, 1, 9, 3); // Fläche 4
+    const { ring, bridgeEdges } = mergeHoles(outline, [holeA, holeB]);
+    expect(isSimpleRing(ring)).toBe(true);
+    expect(Math.abs(signedArea(ring))).toBeCloseTo(40 - 1 - 4, 2);
+    expect(bridgeEdges.length).toBe(4);
+  });
+
+  it("Loch mit CCW-Orientierung (gleich wie Aussenring) wird korrekt gegenläufig eingefügt", () => {
+    // rect() liefert CCW; die Fläche muss trotzdem korrekt subtrahiert werden,
+    // unabhängig von der gespeicherten Loch-Wicklung.
+    const outline = rect(0, 0, 6, 4);
+    const hole = rect(2.5, 1.5, 3.5, 2.5).reverse(); // CW
+    const { ring } = mergeHoles(outline, [hole]);
+    expect(Math.abs(signedArea(ring))).toBeCloseTo(24 - 1, 2);
+  });
+});