FlyPet 3D — На краю стола

FlyPet 3D — это Windows-приложение с виртуальным питомцем-мухой, поведение которой управляется упрощённой моделью мозга на основе данных коннектома дрозофилы FlyWire. Муха живёт на столе, исследует его, ест, пьёт, спит, чистится, пугается хлопушки и может делить стол с мухой второго игрока по прямому сетевому соединению.

Проект сочетает:

• WinForms-интерфейс и программный 3D-рендерер;
• LIF-симуляцию нейронной сети;
• загрузку CSV-данных коннектома;
• P2P-мультиплеер через TCP + TLS;
• сохранение профиля и состояния питомца.

---

Возможности

• Виртуальная муха-питомец

  • голод, жажда, энергия, чистота;
  • сон и бодрствование;
  • поиск еды и воды;
  • чистка лапок;
  • реакция на угрозу и хлопок.

• Нейросимуляция

  • загрузка данных коннектома FlyWire;
  • LIF-модель нейронов;
  • роли нейронов: зрительные looming-нейроны, giant fiber, DNA, MDN, DNP09, DNG11, ESCW и др.;
  • сигналы мозга влияют на повороты, движение, испуг, груминг и возбуждение.

• 3D-стол

  • программный рендерер без внешних 3D-библиотек;
  • вращение камеры, зум, сброс;
  • переключение 3D/2D.

• Инструменты

  • наблюдение;
  • фрукт;
  • вода;
  • мягкая кисть;
  • хлопушка.

• Мультиплеер на двоих

  • прямой TCP + TLS;
  • приглашение flypet://...;
  • синхронизация положения мухи и действий на столе;
  • у каждого игрока свой профиль и своя муха.

• Профили

  • отдельные сохранения для разных игроков;
  • хранение в %LocalAppData%\FlyPet.

---

Требования

• Windows 10/11 x64;
• .NET Framework 4.8;
• Visual Studio 2022 с workload .NET desktop development;
• .NET Framework 4.8 targeting pack;
• для сборки из командной строки — MSBuild или совместимый .NET SDK.

Проект настроен на:

• TargetFramework: net48
• PlatformTarget: x64
• OutputType: Exe
• UseWindowsForms: true
• точка входа: FlyPet.Entry

---

Сборка и запуск

Visual Studio

1. Откройте FlyPet3D.sln.
2. Выберите конфигурацию Release и платформу x64.
3. Соберите решение.
4. Запустите FlyPet3D.exe.

Командная строка

msbuild FlyPet3D.sln /p:Configuration=Release /p:Platform=x64

или, если установлен .NET SDK и targeting pack:

dotnet build FlyPet3D.sln -c Release

После сборки исполняемый файл появится в bin\x64\Release\ или рядом с проектом в зависимости от конфигурации.

---

Данные коннектома

Для работы нейросимуляции нужны CSV-файлы коннектома, сжатые gzip.

Проект ожидает как минимум:

• classification.csv.gz
• connections_princeton.csv.gz
• consolidated_cell_types.csv.gz

Дополнительно может использоваться:

• neurons.csv.gz
• coordinates.csv.gz — для координат нейронов в консольном бенчмарке.

В FlyPet3D.csproj эти файлы могут быть подключены как встроенные ресурсы:

<EmbeddedResource Include="FlyPet.Data.classification.csv.gz" LogicalName="FlyPet.Data.classification.csv.gz" />
<EmbeddedResource Include="FlyPet.Data.connections_princeton.csv.gz" LogicalName="FlyPet.Data.connections_princeton.csv.gz" />
<EmbeddedResource Include="FlyPet.Data.consolidated_cell_types.csv.gz" LogicalName="FlyPet.Data.consolidated_cell_types.csv.gz" />
<EmbeddedResource Include="FlyPet.Data.neurons.csv.gz" LogicalName="FlyPet.Data.neurons.csv.gz" />

Если файлы не встроены в сборку, положите их рядом с .exe. Приложение также ищет classification.csv.gz вверх по дереву каталогов от папки запуска.

Проверка данных

FlyPet3D.exe --verify-data verify.json

Команда запускает загрузку коннектома и записывает JSON с результатом проверки. Ожидаемые значения включают:

• около 139255 нейронов;
• около 3732460 связей;
• 314 looming-нейронов;
• не менее 64 мс биологического времени симуляции;
• наличие спайков.

---

Управление

Действие	Управление
Выбрать инструмент	1–5
Наблюдение	1 или правая кнопка мыши
Фрукт	2
Вода	3
Кисть	4
Хлопушка	5
Применить инструмент на столе	левая кнопка мыши
Пауза	Space
Лампа / сон	L
Сбросить камеру	R
Переключить 3D/2D	F2
Вращать камеру в 3D	средняя кнопка мыши + перетаскивание
Приблизить/отдалить	колесо мыши

В 3D-режиме на столе можно вращать камеру и приближать её. В 2D-режиме доступны те же инструменты, но без объёмной камеры.

---

Мультиплеер

Мультиплеер рассчитан на двух игроков.

Хост

1. Нажмите кнопку приглашения в главном окне.
2. Укажите внешний IPv4-адрес или адрес VPN.
3. Выберите TCP-порт, по умолчанию 47831.
4. Нажмите Открыть стол.
5. Скопируйте приглашение вида:

flypet://<host>:<port>/<key>#<fingerprint>

Присоединение

1. Вставьте полное приглашение flypet://....
2. Нажмите Присоединиться.

Важно

• Для игры через интернет порт должен быть открыт в брандмауэре и на роутере.
• Автоматического обхода NAT нет.
• Альтернатива — общий VPN.
• Соединение защищено TLS с самоподписанным сертификатом; отпечаток передаётся в приглашении.
• Если запускаете два окна на одной машине, используйте разные профили:

FlyPet3D.exe --profile Alice
FlyPet3D.exe --profile Bob

---

Профили и сохранения

По умолчанию данные хранятся в:

%LocalAppData%\FlyPet\

Для профиля:

%LocalAppData%\FlyPet\profiles\<profile>\profile.json

Сохраняются:

• Id игрока;
• имя мухи;
• состояние питомца: сытость, вода, энергия, чистота, возраст, количество приёмов пищи.

Сохранение выполняется периодически и при закрытии окна.

---

Командная строка

FlyPet3D.exe
FlyPet3D.exe --profile Alice
FlyPet3D.exe --preview
FlyPet3D.exe --render shot.png --scene table
FlyPet3D.exe --render shot.png --scene swatter
FlyPet3D.exe --render shot.png --scene peer
FlyPet3D.exe --render shot.png --scene orbit
FlyPet3D.exe --render shot.png --scene 2d
FlyPet3D.exe --verify-data verify.json

Параметры:

Параметр	Значение
--profile <name>	имя профиля
--preview	режим предпросмотра
--render <file>	сохранить кадр в PNG
--scene <name>	сцена для --render: table, swatter, peer, orbit, 2d
--verify-data <file>	проверить загрузку данных и записать JSON

---

Структура проекта

FlyPet3D.sln
FlyPet3D.csproj
app.config
app.ico
FlyPet/
  Art.cs                 — 2D-графика и иконки
  Brain.cs               — фоновый поток нейросимуляции
  Entry.cs               — точка входа, разбор аргументов
  FlyFrame.cs            — сетевой кадр состояния мухи
  Habitat.cs             — главное окно
  PeerSession.cs         — P2P TCP/TLS-сессия
  Pet.cs                 — состояние питомца
  PlayerProfile.cs       — профиль игрока
  RoomDialog.cs          — диалог мультиплеера
  SceneEffect.cs         — эффекты сцены
  TableAction.cs         — сетевое действие
  TableCamera.cs         — камера 3D
  TableItem.cs           — предмет на столе
  TableScene.cs          — программный 3D-рендерер
  TableTool.cs           — инструменты
  World.cs               — логика мира и поведения
NeuroFlyEngine/
  BrainSignals.cs        — выходные сигналы мозга
  Edge.cs                — синапс
  FlyBrainEngine.cs      — обёртка над симуляцией
  LIFSim.cs              — LIF-симуляция
  Neuron.cs              — нейрон
  Program.cs             — консольный бенчмарк
  RawConnectomeLoader.cs — загрузка CSV.GZ
  SignalBuilder.cs       — преобразование активности в сигналы
System*/                 — совместимость с .NET Framework 4.8

---

Как это работает

1. RawConnectomeLoader читает classification.csv.gz, connections_princeton.csv.gz и consolidated_cell_types.csv.gz.
2. LIFSim строит разреженную матрицу связей и моделирует leaky integrate-and-fire нейроны.
3. SignalBuilder превращает частоты спайков в BrainSignals.
4. World использует сигналы мозга для движения, поворотов, испуга, груминга и поиска еды.
5. Habitat отображает мир и отправляет состояние мухи второму игроку через PeerSession.
6. TableScene рисует 3D-стол программным растеризатором.

---

Ограничения

• Только Windows и .NET Framework 4.8.
• Только x64.
• Мультиплеер рассчитан на двух игроков.
• Нет автоматического NAT traversal.
• 3D-рендерер программный, поэтому производительность зависит от CPU.
• Данные коннектома не являются частью исходного кода, если не встроены в сборку.
• Проект не является медицинской или биологически точной моделью; это игровой питомец на упрощённой нейросимуляции.

---

Лицензия

Проект лицензрован под GPLv3.