R524809
50 KiB
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Doodle Mini - 技术架构设计文档
一、技术决策总览
1.1 核心原则
| 原则 | 说明 |
|---|---|
| 成本优先 | 优先使用微信云开发，避免自建服务器的运维和费用 |
| 渐进增强 | 先小程序跑通，后续再扩展 PC Web，不为未来过度设计 |
| 前端为主 | Canvas 渲染、随机生成等核心逻辑保持前端执行，后端仅做必要的数据存储和服务 |
| 可迁移 | 核心绘制逻辑与平台 API 解耦，为将来迁移 Web 做准备 |
1.2 后端方案决策
需要后端的场景 vs 不需要的场景
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 不需要后端（前端完成） │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ ✅ Canvas 绘制所有题型 │
│ ✅ 随机题目生成算法 │
│ ✅ A4 排版与打印预览 │
│ ✅ PNG 导出 → 保存相册 │
│ ✅ 题型配置数据（可前端内置 JSON） │
│ ✅ 分享功能 │
│ ✅ 本地收藏/历史（wx.Storage） │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 需要后端（轻量级） │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 📦 内容配置远程下发（热更新题型/分类，无需发版） │
│ 📦 静态素材存储与 CDN 分发（涂色卡线稿、折纸模板等） │
│ 📦 用户数据同步（收藏、历史记录跨设备） │
│ 📦 下载统计 / 热度排名 │
│ 📦 PDF 多页合并导出 │
│ 📦 未来 PC Web 端的 API 服务 │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
方案对比与选择
| 维度 | 微信云开发 | 自建云服务器 | 决策 |
|---|---|---|---|
| 接入成本 | ⭐ 极低（已有基础） | ⭐⭐⭐ 需搭建部署 | 云开发 ✅ |
| 运维成本 | ⭐ 免运维 | ⭐⭐⭐ 需监控/维护 | 云开发 ✅ |
| 费用 | 免费额度足够早期（数据库 2GB/存储 5GB/云函数 10万次/月） | 最低约 ¥50-100/月 | 云开发 ✅ |
| 小程序集成 | ⭐ 原生集成，鉴权零成本 | ⭐⭐ 需对接登录/鉴权 | 云开发 ✅ |
| PC Web 支持 | ⭐⭐ 需通过 HTTP API 桥接 | ⭐ 天然支持 | 自建 ✅ |
| 灵活性 | ⭐⭐ 受限于云开发 SDK | ⭐ 完全自由 | 自建 ✅ |
| 数据迁移 | ⭐⭐ 可导出但不方便 | ⭐ 标准数据库 | 自建 ✅ |
最终决策：近期使用微信云开发，远期按需引入轻量后端
Phase 1-3（当前~8周）：100% 微信云开发
└── 云数据库 + 云存储 + 云函数，零服务器成本
Phase 4+（需要 PC Web 时）：引入轻量后端
└── 方案 A（推荐）：云开发 HTTP API + PC Web 直接调用
└── 方案 B：Cloudflare Workers / Vercel Serverless 做 API 代理层
└── 方案 C：轻量 Node.js 服务（仅在流量大时考虑）
二、系统架构总图
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 用户端 │
│ │
│ ┌──────────────────────┐ ┌──────────────────────┐ │
│ │ 微信小程序 (当前) │ │ PC Web (未来) │ │
│ │ │ │ │ │
│ │ ┌────────────────┐ │ │ ┌────────────────┐ │ │
│ │ │ UI 层 (WXML) │ │ │ │ UI 层 (React) │ │ │
│ │ │ Skyline 渲染 │ │ │ │ Tailwind CSS │ │ │
│ │ └───────┬────────┘ │ │ └───────┬────────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ┌───────▼────────┐ │ │ ┌───────▼────────┐ │ │
│ │ │ 业务逻辑层 (TS) │ │ │ │ 业务逻辑层 (TS) │ │ │
│ │ │ Page + Mixin │ │ │ │ Hooks + Store │ │ │
│ │ └───────┬────────┘ │ │ └───────┬────────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ┌───────▼────────┐ │ │ ┌───────▼────────┐ │ │
│ │ │ 共享核心层 │◄─┼─────────┼──► 共享核心层 │ │ │
│ │ │ @doodle/core │ │ │ │ @doodle/core │ │ │
│ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ (同一套代码) │ │ │
│ │ │ │ DrawService │ │ │ │ └───────┬────────┘ │ │
│ │ │ │ DataModels │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ Generators │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ Utils │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ └─────────────┘ │ │ │ │ │ │
│ │ └───────┬────────┘ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ┌───────▼────────┐ │ │ ┌───────▼────────┐ │ │
│ │ │ 平台适配层 │ │ │ │ 平台适配层 │ │ │
│ │ │ wx.* API │ │ │ │ Web API │ │ │
│ │ │ wx.cloud.* │ │ │ │ HTTP Client │ │ │
│ │ │ Canvas 2D │ │ │ │ Canvas 2D │ │ │
│ │ └───────┬────────┘ │ │ └───────┬────────┘ │ │
│ └──────────┼──────────┘ └──────────┼──────────┘ │
└──────────────┼───────────────────────────────┼──────────────────┘
│ │
▼ ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 后端服务层 │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 微信云开发 (Phase 1-3) │ │
│ │ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌──────────┐ ┌────────────┐ │ │
│ │ │ 云数据库 │ │ 云存储 │ │ 云函数 │ │ │
│ │ │ (MongoDB) │ │ (COS) │ │ (Node.js) │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ • 用户数据 │ │ • 涂色卡 │ │ • getOpenId│ │ │
│ │ │ • 收藏记录 │ │ • 折纸图 │ │ • genPDF │ │ │
│ │ │ • 下载统计 │ │ • 手工图 │ │ • syncData │ │ │
│ │ │ • 内容配置 │ │ • 预览图 │ │ • stats │ │ │
│ │ │ • 反馈数据 │ │ • 字体 │ │ │ │ │
│ │ └─────────────┘ └──────────┘ └────────────┘ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 轻量 API 层 (Phase 4+, 仅 PC Web) │ │
│ │ │ │
│ │ 方案 A: 云开发 HTTP API (推荐，零额外成本) │ │
│ │ 方案 B: Cloudflare Workers (极低成本) │ │
│ │ 方案 C: Vercel Serverless Functions │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ CDN (腾讯云) │ │
│ │ 素材图片 / 字体文件 / 预览图 / 分享图 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
三、前端架构详细设计
3.1 现有架构问题
当前代码组织：
miniprogram/
├── pages/ ← 主包页面，各自直接引用 mixin
├── mathPages/ ← 数学分包，每个页面有自己的 Draw 服务
│ └── shared/ ← 数学共用（service、templates、assets）
├── focusPages/ ← 专注力分包，结构同上
│ └── shared/
├── service/ ← 识字/练字的 Draw 服务
├── base/ ← pageMixin、callCloud 等基础层
├── components/ ← UI 组件
├── constants/ ← 静态配置数据
└── utils/ ← 工具函数
问题分析：
| 问题 | 详情 |
|---|---|
| Mixin 模式笨重 | pageMixin 通过对象展开合并，无类型安全，难以追踪数据流 |
| Draw 服务分散 | 每个分包下各有 shared/service/，大量重复的绘制工具方法 |
| 平台耦合严重 | Draw 服务直接使用 wx.createImage、canvas.createImage 等 API |
| 模板重复 | mathPages 和 focusPages 的 canvas-page-template.wxml 内容相同 |
| 无共享核心 | 数据模型、生成算法与 UI 逻辑混在一起，无法跨平台复用 |
| 状态管理原始 | 纯 setData，无统一的状态管理方案 |
3.2 目标架构
miniprogram/
├── core/ ← 🆕 共享核心层（平台无关）
│ ├── models/ ← 数据模型定义
│ │ ├── worksheet.ts ← WorksheetType 统一模型
│ │ ├── category.ts ← 分类模型
│ │ ├── user.ts ← 用户数据模型
│ │ └── print-config.ts ← 打印配置模型
│ ├── generators/ ← 题目生成算法（纯逻辑）
│ │ ├── math/ ← 数学题目生成器
│ │ │ ├── addition.ts
│ │ │ ├── subtraction.ts
│ │ │ ├── number-sequence.ts
│ │ │ └── ...
│ │ ├── focus/ ← 专注力题目生成器
│ │ ├── chinese/ ← 语文题目生成器
│ │ └── english/ ← 英语题目生成器
│ ├── draw/ ← 绘制服务（Canvas 2D API，平台无关）
│ │ ├── base-draw.ts ← 基础绘制（纸面、页眉、网格等）
│ │ ├── math-draw/ ← 数学绘制服务
│ │ ├── focus-draw/ ← 专注力绘制服务
│ │ ├── chinese-draw/ ← 语文绘制服务
│ │ ├── english-draw/ ← 英语绘制服务
│ │ └── craft-draw/ ← 手工/涂色绘制服务
│ ├── data/ ← 内容配置数据
│ │ ├── worksheets.ts ← 所有题型定义（本地兜底）
│ │ ├── categories.ts ← 分类定义
│ │ ├── words.ts ← 词库
│ │ └── difficulty.ts ← 难度与年龄映射
│ └── utils/ ← 纯工具函数（无平台依赖）
│ ├── random.ts
│ ├── math-utils.ts
│ └── format.ts
│
├── platform/ ← 🆕 平台适配层
│ ├── canvas-adapter.ts ← Canvas API 适配（wx ↔ Web）
│ ├── storage-adapter.ts ← 存储适配（wxStorage ↔ localStorage）
│ ├── cloud-adapter.ts ← 云服务适配（wx.cloud ↔ HTTP）
│ ├── image-adapter.ts ← 图片加载适配
│ └── share-adapter.ts ← 分享能力适配
│
├── services/ ← 🆕 业务服务层
│ ├── worksheet-service.ts ← 题型数据加载（本地 + 远程兜底）
│ ├── user-service.ts ← 用户数据管理
│ ├── favorite-service.ts ← 收藏管理
│ ├── history-service.ts ← 下载历史管理
│ ├── print-service.ts ← 打印/导出统一入口
│ ├── stats-service.ts ← 统计上报
│ └── ad-service.ts ← 广告管理
│
├── store/ ← 🆕 状态管理
│ ├── app-store.ts ← 全局状态（用户/配置/主题）
│ └── page-store.ts ← 页面级状态工具
│
├── pages/ ← 重构后的主包页面
│ ├── home/ ← 发现首页（合并原 4 个 Tab 入口）
│ ├── category/ ← 分类详情页
│ ├── worksheet/ ← 统一的题型生成/预览页
│ ├── profile/ ← 我的
│ ├── guide/ ← 打印指南
│ ├── favorites/ ← 收藏列表
│ ├── history/ ← 下载历史
│ └── settings/ ← 设置
│
├── subpackages/ ← 🆕 按品类分包
│ ├── math/ ← 数学题型页面
│ ├── chinese/ ← 语文题型页面
│ ├── english/ ← 英语题型页面
│ ├── puzzle/ ← 益智游戏页面
│ └── craft/ ← 创意手工页面
│
├── components/ ← UI 组件
│ ├── shared/ ← 通用组件
│ │ ├── worksheet-card/ ← 题型卡片（带预览图）
│ │ ├── category-tabs/ ← 分类标签栏
│ │ ├── age-filter/ ← 年龄筛选器
│ │ ├── difficulty-badge/ ← 难度标签
│ │ ├── canvas-preview/ ← Canvas 预览区
│ │ ├── action-bar/ ← 底部操作栏（保存/分享/换一批）
│ │ ├── print-header/ ← 打印页眉配置
│ │ └── empty-state/ ← 空状态
│ └── business/ ← 业务组件
│ ├── worksheet-list/ ← 题型列表
│ ├── param-panel/ ← 参数设置面板
│ └── ...
│
├── config/ ← 配置
├── assets/ ← 静态资源
└── style/ ← 全局样式
3.3 分层职责
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│ UI 层 │
│ pages/ + components/ (WXML + WXSS + 页面 TS) │
│ 职责：界面渲染、用户交互、调用 services │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│ 业务服务层 │
│ services/ + store/ │
│ 职责：组合 core 能力，管理状态，对接平台 API │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│ 平台适配层 │
│ platform/ │
│ 职责：抹平 wx.* 和 Web API 差异 │
├──────────────────────────────────────────────────────┤
│ 共享核心层 │
│ core/ (纯 TypeScript，零平台依赖) │
│ 职责：绘制服务、生成算法、数据模型 │
│ 🔑 可直接在 Web 项目中 import 使用 │
└──────────────────────────────────────────────────────┘
四、共享核心层设计（@doodle/core）
这是未来跨平台复用的关键。所有与 wx.* 无关的逻辑都应该放在这一层。
4.1 Canvas 适配器接口
/**
* 平台无关的 Canvas 上下文接口
* 微信小程序和 Web 的 Canvas 2D API 基本一致，
* 但图片加载、字体加载等需要适配
*/
interface ICanvasAdapter {
getContext(): CanvasRenderingContext2D;
setSize(width: number, height: number): void;
loadImage(src: string): Promise<CanvasImageSource>;
toDataURL(type?: string, quality?: number): Promise<string>;
toBlob(): Promise<Blob>; // Web 专用
toTempFilePath(): Promise<string>; // 小程序专用
}
4.2 绘制服务基类（平台无关）
abstract class BaseDrawService {
protected ctx: CanvasRenderingContext2D;
protected paperWidth: number;
protected paperHeight: number;
// 这些方法仅使用标准 Canvas 2D API，不依赖任何平台
protected drawGrid(rows: number, cols: number): void { /* ... */ }
protected drawText(text: string, x: number, y: number, options: TextOptions): void { /* ... */ }
protected drawLine(x1: number, y1: number, x2: number, y2: number): void { /* ... */ }
protected drawHeader(config: PrintConfig): void { /* ... */ }
protected drawRoundedRect(x: number, y: number, w: number, h: number, r: number): void { /* ... */ }
abstract draw(params: DrawParams): Promise<void>;
}
4.3 题目生成器模式
/**
* 所有题目生成器实现此接口
* 输入配置参数，输出与平台无关的题目数据
* 绘制服务消费这些数据来渲染 Canvas
*/
interface IWorksheetGenerator<TConfig, TData> {
generate(config: TConfig): TData;
getDefaultConfig(): TConfig;
}
// 示例：加法题生成器
class AdditionGenerator implements IWorksheetGenerator<AdditionConfig, AdditionData> {
generate(config: AdditionConfig): AdditionData {
const questions = [];
for (let i = 0; i < config.count; i++) {
const a = randomInt(0, config.maxNumber);
const b = randomInt(0, config.maxNumber - a);
questions.push({ a, b, answer: a + b });
}
return { questions, config };
}
}
五、后端（云开发）详细设计
5.1 云数据库集合设计
云数据库 Collections:
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ worksheets (题型配置表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string │ │
│ │ category: string │ │
│ │ subcategory: string │ │
│ │ title: string │ │
│ │ desc: string │ │
│ │ ageRange: [number, number] │ │
│ │ difficulty: 1|2|3|4 │ │
│ │ previewImage: string │ │
│ │ page: string │ │
│ │ tags: string[] │ │
│ │ isNew: boolean │ │
│ │ isHot: boolean │ │
│ │ sortOrder: number │ │
│ │ downloadCount: number │ │
│ │ status: 'active'|'draft'|'hidden' │ │
│ │ createdAt: Date │ │
│ │ updatedAt: Date │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ categories (分类表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string │ │
│ │ name: string │ │
│ │ icon: string │ │
│ │ color: string │ │
│ │ sortOrder: number │ │
│ │ parentId: string | null │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ users (用户表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string (openid) │ │
│ │ uuid: string │ │
│ │ nickName: string │ │
│ │ avatarUrl: string │ │
│ │ totalDownloads: number │ │
│ │ createdAt: Date │ │
│ │ lastActiveAt: Date │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ favorites (收藏表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string │ │
│ │ _openid: string │ │
│ │ worksheetId: string │ │
│ │ createdAt: Date │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ download_logs (下载日志表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string │ │
│ │ _openid: string │ │
│ │ worksheetId: string │ │
│ │ params: object (生成参数快照) │ │
│ │ createdAt: Date │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ feedback (用户反馈表) │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ _id: string │ │
│ │ _openid: string │ │
│ │ content: string │ │
│ │ contact: string │ │
│ │ createdAt: Date │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────┘
5.2 云函数设计
cloudfunctions/
└── doodle/
├── index.js ← 统一入口（action 路由）
├── package.json
├── src/
│ ├── user/
│ │ ├── getOpenId.js ← ✅ 已有，保留
│ │ └── updateProfile.js ← 🆕 更新用户信息
│ ├── worksheet/
│ │ ├── getList.js ← 🆕 获取题型列表（支持分类/筛选）
│ │ ├── getDetail.js ← 🆕 获取题型详情
│ │ └── incrementDownload.js← 🆕 下载计数+1
│ ├── favorite/
│ │ ├── add.js ← 🆕 添加收藏
│ │ ├── remove.js ← 🆕 取消收藏
│ │ └── list.js ← 🆕 我的收藏列表
│ ├── history/
│ │ └── list.js ← 🆕 下载历史
│ ├── feedback/
│ │ └── submit.js ← 🆕 提交反馈
│ └── pdf/
│ └── generate.js ← 🆕 PDF 生成（Phase 4）
└── common/
├── responseMiddleware.js ← ✅ 已有，保留
└── auth.js ← 🆕 鉴权中间件
5.3 云函数调用策略
┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 数据加载策略 │
│ │
│ 题型配置数据 (worksheets/categories) │
│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 优先级 1: 本地缓存（wx.Storage） │ │
│ │ 优先级 2: 云数据库查询 │ │
│ │ 优先级 3: 前端内置兜底数据 │ ← 保证离线可用 │
│ └────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 缓存策略： │
│ • 首次启动：云端拉取 → 写入本地缓存 │
│ • 后续启动：先用缓存渲染 → 后台静默更新 │
│ • 缓存有效期：24 小时 │
│ • 无网络：使用本地缓存或内置兜底 │
│ │
│ 用户数据 (favorites/history) │
│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 本地优先写入 → 后台同步云端 │ │
│ │ 冲突策略：以云端为准（云端时间戳更新） │ │
│ └────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 统计数据 (download count) │
│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 批量上报：本地累计 → 退出时/定时上报 │ │
│ │ 非关键路径，允许丢失 │ │
│ └────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────────────────────────────────┘
5.4 云存储规划
云存储目录结构：
cloud://doodle-xxx.xxxx/
├── assets/
│ ├── previews/ ← 题型效果预览图
│ │ ├── math/
│ │ ├── chinese/
│ │ ├── english/
│ │ ├── puzzle/
│ │ └── craft/
│ ├── coloring/ ← 涂色卡线稿（SVG/PNG）
│ │ ├── animals/
│ │ ├── vehicles/
│ │ ├── holidays/
│ │ └── ...
│ ├── origami/ ← 折纸展开图
│ ├── stickers/ ← 贴纸素材
│ ├── maze-templates/ ← 迷宫模板数据（JSON）
│ └── craft-templates/ ← 手工模板
├── fonts/ ← 字体文件
│ ├── SimHei.ttf
│ └── handwriting.ttf
└── share/ ← 分享图
└── default-share.png
六、关键技术方案
6.1 Canvas 渲染架构（改进）
现有问题：预览区尺寸初始化和 A4 导出尺寸是两阶段，setPaper() 会重设 Canvas 尺寸。
改进方案：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ Canvas 渲染管线 │
│ │
│ ① 逻辑坐标系统（所有 Draw 服务统一使用） │
│ 固定使用 A4 逻辑坐标: 595 × 842 │
│ 所有绘制操作都在这个坐标系下 │
│ │
│ ② 预览渲染 │
│ Canvas 物理尺寸 = 容器宽度 × dpr │
│ ctx.scale(容器宽度/595 × dpr, ...) │
│ → 绘制服务使用 A4 坐标 → 自动缩放到预览区 │
│ │
│ ③ 导出渲染 │
│ Canvas 物理尺寸 = 1240 × 1754 (150DPI A4) │
│ ctx.scale(1240/595, 1754/842) │
│ → 同一套绘制代码 → 导出高清图 │
│ │
│ 好处： │
│ • Draw 服务完全不感知预览/导出差异 │
│ • 同一套代码在小程序和 Web 上直接可用 │
│ • 预览和导出结果 100% 一致 │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
6.2 图片加载适配
// platform/image-adapter.ts
// 小程序实现
class WxImageAdapter implements IImageAdapter {
async loadImage(canvas: WechatMiniprogram.Canvas, src: string) {
const img = canvas.createImage();
return new Promise((resolve, reject) => {
img.onload = () => resolve(img);
img.onerror = reject;
img.src = src;
});
}
}
// Web 实现（未来）
class WebImageAdapter implements IImageAdapter {
async loadImage(_canvas: HTMLCanvasElement, src: string) {
const img = new Image();
img.crossOrigin = 'anonymous';
return new Promise((resolve, reject) => {
img.onload = () => resolve(img);
img.onerror = reject;
img.src = src;
});
}
}
6.3 PDF 导出方案（Phase 4）
方案对比：
A. 云函数生成 PDF（推荐）
云函数接收绘制参数 JSON → 服务端用 pdfkit 生成 → 上传云存储 → 返回下载链接
优点：不受客户端限制，可生成多页
缺点：云函数有执行时间限制（60s），复杂图形渲染较慢
B. 客户端多页 Canvas 拼接
前端生成多张 PNG → 云函数用 pdfkit 合并为 PDF
优点：渲染在客户端，云函数只做拼接
缺点：需上传多张图片到云存储，流量开销大
C. Web 端直接使用 jsPDF
仅适用于 PC Web 版本
优点：零服务器成本
缺点：小程序不可用
推荐路径：
小程序：方案 B（客户端渲染 + 云端拼接）
PC Web：方案 C（jsPDF 纯前端）
6.4 涂色卡/迷宫等素材型内容方案
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│ 两类内容的技术方案差异 │
│ │
│ 类型 A：算法生成型（现有主力） │
│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
│ │ 前端算法随机生成题目数据 │ │
│ │ → DrawService 渲染到 Canvas │ │
│ │ → 导出图片 │ │
│ │ │ │
│ │ 适用：数学题、专注力题、字母练习等 │ │
│ │ 优点：无限变化、零存储成本 │ │
│ │ 开发方式：写 Generator + DrawService │ │
│ └──────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 类型 B：素材模板型（需扩展） │
│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
│ │ 设计师制作 SVG/PNG 线稿 │ │
│ │ → 上传到云存储 │ │
│ │ → 前端加载 + Canvas 排版到 A4 │ │
│ │ → 导出图片 │ │
│ │ │ │
│ │ 适用：涂色卡、折纸、手工、贴纸等 │ │
│ │ 优点：品质高、风格可控 │ │
│ │ 开发方式：素材管理 + 通用排版渲染器 │ │
│ └──────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 类型 C：混合型 │
│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
│ │ 算法生成结构 + 素材填充 │ │
│ │ │ │
│ │ 适用：迷宫（算法生路径+主题皮肤） │ │
│ │ 找不同（模板+随机差异点） │ │
│ │ 闪卡（模板+词库数据） │ │
│ └──────────────────────────────────────┘ │
└──────────────────────────────────────────────────────┘
七、PC Web 端技术预案
7.1 时机判断
当前不急于开发 PC Web 的原因：
- 小程序用户群与目标用户（家长）高度重合，微信即触达
- PC Web 需要额外解决支付、登录、SEO 等问题
- 先把小程序做好，积累内容和用户
何时启动 PC Web：
- 小程序 DAU 稳定 > 1000
- 用户反馈中"想在电脑上用"的需求频繁出现
- 内容积累到 100+ 种题型
7.2 技术选型预案
PC Web 技术栈（未来）：
┌────────────────────────────────────┐
│ 框架：Next.js (App Router) │
│ UI：Tailwind CSS + Radix UI │
│ Canvas：HTML5 Canvas 2D │
│ PDF：jsPDF + html2canvas │
│ 状态：Zustand │
│ 部署：Vercel │
│ │
│ 核心复用： │
│ @doodle/core (共享核心层) │
│ └── 绘制服务、生成器、数据模型 │
│ → 直接 import 使用 │
│ │
│ 需新建： │
│ • Web UI 组件 │
│ • 平台适配层 (Web 实现) │
│ • 用户登录（微信扫码/手机号） │
│ • SEO 优化（SSR/SSG 题型页） │
└────────────────────────────────────┘
7.3 代码共享策略
仓库结构（Monorepo，未来演进）：
doodle/
├── packages/
│ └── core/ ← 共享核心（npm 包）
│ ├── src/
│ │ ├── draw/
│ │ ├── generators/
│ │ ├── models/
│ │ └── utils/
│ ├── package.json
│ └── tsconfig.json
├── apps/
│ ├── mini/ ← 微信小程序
│ │ ├── miniprogram/
│ │ ├── cloudfunctions/
│ │ └── project.config.json
│ └── web/ ← PC Web（未来）
│ ├── src/
│ ├── package.json
│ └── next.config.js
├── pnpm-workspace.yaml
└── package.json
当前阶段不需要 Monorepo，只需在小程序项目中：
1. 将 core/ 作为目录组织代码
2. 确保 core/ 内不 import 任何 wx.* API
3. 未来迁移时，将 core/ 提取为独立 npm 包即可
八、前端重构路线图
Phase 1：基础重构（第 1-2 周）
优先级：🔴 关键
目标：不改变现有功能，优化代码结构
1. 修复技术债务
├── 统一云函数名称（callCloud 中 robotaxi → doodle）
├── 清理 cloudfunctions/doodle/index.js 中无效的模块引用
├── 移除 debug 页中指向不存在页面的死链
└── 清理未使用的代码和资源
2. 建立 core/ 目录
├── 将 constants/ 迁移到 core/data/
├── 将纯工具函数迁移到 core/utils/
├── 将 DrawService 基类提取到 core/draw/
└── 定义统一的 WorksheetType 数据模型
3. 建立 platform/ 目录
├── 抽取 canvas-adapter（封装 wx Canvas API）
├── 抽取 storage-adapter（封装 wx.Storage）
└── 抽取 image-adapter（封装图片加载）
4. 统一 WXML 模板
└── 合并 mathPages 和 focusPages 的重复 canvas-page-template
Phase 2：首页重构 + 内容配置化（第 3-4 周）
优先级：🟡 重要
1. 数据模型升级
├── WorksheetType 增加 category/ageRange/difficulty/tags 等字段
├── 定义 Category 模型
└── 重构 MATH_FUNCTION_TYPES / FOCUS_FUNCTION_TYPES 为统一格式
2. 首页重构
├── 新建 pages/home/ 替代原四个 Tab 入口页
├── 实现分类标签栏 + 搜索 + 推荐区
├── 实现年龄筛选、难度筛选
└── 使用新的 worksheet-card 组件（带预览图）
3. TabBar 重构
└── 发现 | 分龄 | 收藏 | 我的
4. 云数据库初始化
├── 建表：worksheets、categories
├── 编写数据初始化脚本
└── 实现前端数据加载（缓存优先 + 云端更新）
Phase 3：新内容接入（第 5-6 周）
优先级：🟡 重要
1. 开发通用素材渲染器
└── 通用的「加载图片 + A4 排版 + 导出」流程
2. 新增题型开发
├── 数学：时钟练习、形状分类
├── 语文：拼音练习、笔画练习
├── 英语：字母描红（复用 numberFind 逻辑）
├── 益智：控笔练习
└── 创意：涂色卡（素材型）
3. 完善新分包
├── english/ 分包
├── puzzle/ 分包
└── craft/ 分包
Phase 4：体验与功能升级（第 7-8 周）
优先级：🟢 增强
1. 用户体系
├── 微信登录
├── 收藏功能（本地 + 云端同步）
└── 下载历史
2. 打印体验
├── 打印指南页面
├── 批量生成（多题一页/多页）
└── PDF 导出（云函数）
3. 运营能力
├── 数据埋点完善
├── 下载统计展示（热门排行）
└── 用户反馈入口
九、成本预估
9.1 微信云开发费用
免费额度（基础版 1）：
┌────────────────────────────────────────┐
│ 云数据库：2 GB 存储 / 50 万次读写/天 │
│ 云存储：5 GB / 2 GB 下载/天 │
│ 云函数：10 万次调用/月 / 1000 GBs/月 │
│ CDN：5 GB/月 │
└────────────────────────────────────────┘
预估用量（DAU 1000）：
┌────────────────────────────────────────┐
│ 云数据库：~100 MB（足够） │
│ 云存储：~2 GB（素材渐增） │
│ 云函数：~3 万次/月 │
│ CDN：~3 GB/月 │
│ │
│ 结论：免费额度可覆盖到 DAU 3000 左右 │
│ 超出后升级到 19.9 元/月即可 │
└────────────────────────────────────────┘
9.2 开发资源
开发投入估算：
┌──────────────────────────────┐
│ Phase 1: ~20 人时 │
│ Phase 2: ~40 人时 │
│ Phase 3: ~40 人时 │
│ Phase 4: ~30 人时 │
│ ────────────────────── │
│ 总计: ~130 人时 │
│ (1 人兼职 ~8 周可完成) │
└──────────────────────────────┘
十、技术风险与应对
| 风险 | 影响 | 应对方案 |
|---|---|---|
| 云开发免费额度不够 | 功能受限 | ① 优化查询减少调用 ② 本地缓存减少读取 ③ 升级付费版（19.9元/月起） |
| Canvas 兼容性 | 低端机渲染异常 | ① 使用 Canvas 2D（已采用）② 控制单次绘制复杂度 ③ 降级方案 |
| 小程序包体积 | 超 2MB 限制 | ① 素材用 CDN / 云存储 ② 合理分包 ③ 图片压缩 |
| 素材制作瓶颈 | 涂色卡等需设计资源 | ① 使用开源 SVG 素材 ② AI 生成线稿 ③ 社区投稿 |
| 跨平台迁移成本 | Web 端重复开发 | ① core/ 层保持平台无关 ② 适配器模式隔离差异 |
| 云开发 HTTP API 限制 | PC Web 调用不便 | ① 使用云开发 HTTP API 触发器 ② 必要时引入轻量后端 |
附录 A：现有代码与目标架构映射
| 现有文件 | 目标位置 | 迁移动作 |
|---|---|---|
constants/mathFunctions.ts |
core/data/worksheets.ts |
合并，增加字段 |
constants/focusFunctions.ts |
core/data/worksheets.ts |
合并，增加字段 |
constants/words.ts |
core/data/words.ts |
移动 |
constants/colors.ts |
core/data/colors.ts |
移动 |
constants/shapes.ts |
core/data/shapes.ts |
移动 |
service/baseDraw.ts |
core/draw/base-draw.ts |
重构，去除 wx.* 依赖 |
service/wordDrawService.ts |
core/draw/chinese-draw/word-draw.ts |
移动，去除 wx.* |
service/drawServiceFactory.ts |
core/draw/draw-factory.ts |
扩展 |
mathPages/shared/service/*.ts |
core/draw/math-draw/*.ts |
移动，去除 wx.* |
focusPages/shared/service/*.ts |
core/draw/focus-draw/*.ts |
移动，去除 wx.* |
base/pageMixin.ts |
services/print-service.ts + 页面代码 |
拆分职责 |
base/callCloud.ts |
platform/cloud-adapter.ts |
重构 |
utils/saveImage.ts |
platform/canvas-adapter.ts |
合并到适配器 |
utils/downloadPrint.ts |
services/print-service.ts |
整合 |
utils/tracker.ts |
services/stats-service.ts |
整合 |
config/config.ts |
core/models/print-config.ts |
类型化 |
附录 B：技术选型决策记录
| 决策点 | 选项 | 决策 | 理由 |
|---|---|---|---|
| 跨端框架 | Taro / uni-app / 原生 | 原生 | 项目已用原生开发，迁移成本高；Taro 等框架对 Canvas 2D 支持有限；core/ 层抽取足以实现代码复用 |
| 状态管理 | MobX / 自定义 / 原生 setData | 轻量自定义 | 小程序场景简单，不需要 Redux 级方案；页面级 setData + 全局 Store 够用 |
| UI 组件库 | Vant / 自研 | Vant + 自定义组件 | 已用 Vant，保持；业务组件自研 |
| 云开发 vs 自建 | 云开发 / 云服务器 | 云开发 | 零运维、免费额度充足、原生集成鉴权 |
| PDF 方案 | pdfkit(云) / jsPDF(端) | 两者结合 | 小程序用云端 pdfkit，Web 用 jsPDF |
| Monorepo | pnpm workspace / Turborepo | 暂不采用 | 当前只有小程序，过早引入增加复杂度；core/ 作为目录组织，未来再拆包 |