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Geopro 3.0 桌面客户端 — Windows 开发环境从零搭建指引

适用：Windows 10 22H2 / Windows 11，64 位，MSVC 2022 工具链。目标：从一台干净的机器，搭到能 cmake --build 出可运行的 Qt6 + VTK9 桌面程序。

配套设计文档：docs/superpowers/specs/2026-06-07-geopro-desktop-m1-design.md

0. 总览

⚠️ 构建方案已改定为「方案②-修订」（经双专家评审 + 实机勘验）。本文档大部分步骤按此更新；权威步骤以设计 §11 + docs/superpowers/plans/2026-06-07-m1-phase0-spikes.md 为准。

方案②-修订要点：单一 Qt = 官方 MSVC 预编译 Qt（D:\Qt\6.11.1\msvc2022_64）。凡依赖 Qt 的组件(VTK/ADS/QtKeychain)都不走 vcpkg（vcpkg 的 Qt 依赖端口会再编一份 qtbase = 双份冲突）：VTK 用官方 Qt 源码编到 install 前缀；ADS/QtKeychain 走 FetchContent；仅非 Qt 依赖(GDAL/PROJ/OpenSSL/Eigen/...)走 vcpkg。 关键事实：① 用户原装 D:\Qt\6.11.1 是 MinGW 版(MSVC 不可链)，须在 Qt 维护工具里补装 MSVC 2022 64-bit kit；② VTK 无 MSVC 预编译，三方案都必须源码编；③ 本机 VS18 = MSVC 14.51，链官方 Qt(v143)属"新链旧"，ABI 安全。

四块：① 编译器（VS18 / MSVC 14.51）② Git ③ vcpkg（仅非 Qt 依赖）④ 官方 MSVC Qt + 源码 VTK。

1. Visual Studio 2022（MSVC + CMake + Ninja）

安装 Visual Studio 2022 Community（或更高）。
勾选工作负载 「使用 C++ 的桌面开发」(Desktop development with C++)，确保包含：
- MSVC v143 - VS 2022 C++ x64/x86 生成工具
- Windows 11 SDK（或 Windows 10 SDK）
- C++ CMake tools for Windows（自带 CMake + Ninja）
- C++ AddressSanitizer（用于 Debug Sanitizer，规约 §10.2）
验证：开「x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022」，运行：
```
cl
cmake --version      # 应 ≥ 3.21
ninja --version
```

之后所有 cmake/vcpkg 命令都在 x64 Native Tools 命令行 里跑（已设好 MSVC 环境变量）。

2. Git

安装 Git for Windows。
验证：git --version。
本项目当前尚未初始化 git 仓库——首次提交前需 git init（见 §7）。

3. vcpkg（依赖管理）

# 选一个不含空格/中文的路径，例如 C:\dev
git clone https://github.com/microsoft/vcpkg C:\dev\vcpkg
C:\dev\vcpkg\bootstrap-vcpkg.bat

设环境变量（系统环境变量或当前会话）：

$env:VCPKG_ROOT = "C:\dev\vcpkg"
setx VCPKG_ROOT "C:\dev\vcpkg"     # 永久（新开终端生效）

本项目用 vcpkg manifest 模式（vcpkg.json），不需要手动 vcpkg install；CMake 配置时按清单自动拉取。

4. Qt（官方 MSVC 预编译 kit）

用官方安装器,但必须是 MSVC kit(你原装的 mingw_64 在 MSVC 下不可用):

.\qt-online-installer-windows-x64-4.11.0.exe --mirror https://ftp.jaist.ac.jp/pub/qtproject
打开 D:\Qt\MaintenanceTool.exe → Add or remove components → 登录 Qt 账号。
展开 Qt → Qt 6.11.1,勾选 MSVC 2022 64-bit,安装。
完成后存在 D:\Qt\6.11.1\msvc2022_64\lib\cmake\Qt6(供 find_package(Qt6))。

CMake 经 CMAKE_PREFIX_PATH=D:/Qt/6.11.1/msvc2022_64 找到它(见 §6 预设)。全链路只此一份 Qt。

5. 依赖来源（方案②-修订）

类别	组件	来源
Qt	qtbase/widgets/network/sql/concurrent/opengl + tools	官方 MSVC kit(§4)
VTK	vtk 9.3[qt,opengl]（+gdal/proj 可选）	源码编 → install 前缀(§5.2)
Qt 依赖小件	ADS、QtKeychain	FetchContent 对接官方 Qt(§6.2)
非 Qt 依赖	gdal/proj/openssl/eigen3/spdlog/fmt/nlohmann-json/gtest	vcpkg(下方 vcpkg.json)

5.1 `vcpkg.json`（仅非 Qt 依赖）

{
  "name": "geopro-desktop",
  "version": "0.1.0",
  "dependencies": ["gdal","proj","eigen3","spdlog","fmt","nlohmann-json","openssl","gtest"]
}

凡依赖 Qt 的(vtk[qt]/qtkeychain/qt-advanced-docking-system)绝不放进 vcpkg——否则 vcpkg 会再编一份 qtbase = 双份 Qt 冲突(已核 ports/vtk/vcpkg.json)。
vcpkg x-update-baseline --add-initial-baseline 锁版本(规约 §5.4)。
先配 VCPKG_BINARY_SOURCES 二进制缓存(实测当前为空),省 GDAL/PROJ 重编。

5.2 VTK 源码编到 install 前缀（用官方 Qt）

实机用 VTK 9.6.2(最新稳定,对 Qt 6.11 兼容最好),源码/构建全放 D:(C: 仅剩 ~1GB)。脚本见 external/build_vtk.bat(已 .gitignore),要点:

call "<VS>\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat"
git clone --depth 1 --branch v9.6.2 https://gitlab.kitware.com/vtk/vtk.git D:\dev\vtk-src
cmake -S D:\dev\vtk-src -B D:\dev\vtk-build -G Ninja ^
  -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D BUILD_SHARED_LIBS=ON ^
  -D VTK_GROUP_ENABLE_Qt=YES -D VTK_MODULE_ENABLE_VTK_GUISupportQt=YES ^
  -D Qt6_DIR=D:/Qt/6.11.1/msvc2022_64/lib/cmake/Qt6 ^
  -D CMAKE_PREFIX_PATH=D:/Qt/6.11.1/msvc2022_64 ^
  -D VTK_BUILD_TESTING=OFF -D VTK_BUILD_EXAMPLES=OFF ^
  -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=D:/Git/lanbingtech/geopro/external/vtk-install
cmake --build D:\dev\vtk-build --target install

完成后 external/vtk-install/lib/cmake/vtk-9.6 供 find_package(VTK)(已在 CMakePresets.json 设 VTK_DIR)。

注:VTK 用 Release 编。因此冒烟程序也用 msvc-release 预设构建,以匹配 Release VTK + Release Qt(避免 /MD vs /MDd 混链)。需要 Debug 调试 VTK 时再出一份 Debug VTK。

6. CMake 接线

6.1 `CMakePresets.json`（项目根）

{
  "version": 3,
  "configurePresets": [
    {
      "name": "msvc-debug",
      "generator": "Ninja",
      "binaryDir": "${sourceDir}/build/debug",
      "cacheVariables": {
        "CMAKE_BUILD_TYPE": "Debug",
        "CMAKE_TOOLCHAIN_FILE": "$env{VCPKG_ROOT}/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake",
        "CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS": "ON"
      }
    },
    {
      "name": "msvc-release",
      "inherits": "msvc-debug",
      "binaryDir": "${sourceDir}/build/release",
      "cacheVariables": { "CMAKE_BUILD_TYPE": "Release" }
    }
  ]
}

全 vcpkg 方案下不设 CMAKE_PREFIX_PATH 指向官方 Qt——vcpkg 工具链接管 Qt 查找（避免双 Qt）。

6.2 顶层 `CMakeLists.txt`（骨架）

cmake_minimum_required(VERSION 3.21)
project(geopro_desktop LANGUAGES CXX)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)

find_package(Qt6 REQUIRED COMPONENTS Core Gui Widgets Network Sql Concurrent)
find_package(VTK REQUIRED)            # 含 GUISupportQt（vtk[qt]）→ QVTKOpenGLStereoWidget
find_package(GDAL CONFIG REQUIRED)
find_package(PROJ CONFIG REQUIRED)
find_package(Eigen3 CONFIG REQUIRED)
find_package(spdlog CONFIG REQUIRED)
find_package(nlohmann_json CONFIG REQUIRED)
find_package(OpenSSL REQUIRED)
# find_package(Qt6Keychain CONFIG REQUIRED)   # qtkeychain
# ADS：vcpkg 端口验证通过后 find_package；否则用下方 FetchContent

add_subdirectory(src)
enable_testing()
add_subdirectory(tests)

VTK 链接用 vtk_module_autoinit；视图层用 QVTKOpenGLStereoWidget（QOpenGLWidget 系，ADS reparent 友好，见设计 §K-9），不用 native 版。

ADS 备选引入（若 vcpkg 端口不可用，spike 阶段确定）：

include(FetchContent)
FetchContent_Declare(ads GIT_REPOSITORY https://github.com/githubuser0xFFFF/Qt-Advanced-Docking-System.git GIT_TAG <tag>)
FetchContent_MakeAvailable(ads)

7. 首次配置、编译、运行

# 在 x64 Native Tools 命令行、项目根目录
git init                                   # 首次：初始化仓库
vcpkg x-update-baseline --add-initial-baseline

cmake --preset msvc-debug                  # 首次会编译 VTK 等，耗时较长
cmake --build build/debug

# 运行（VTK/Qt 的 dll 需在 PATH 或同目录）
.\build\debug\src\app\geopro_desktop.exe

运行期 DLL 部署（单一 vcpkg 链路）：

全部 dll（含 Qt）来自 vcpkg：build/vcpkg_installed/x64-windows/(debug/)bin。
用 CMake TARGET_RUNTIME_DLLS + add_custom_command(POST_BUILD) 自动拷贝到 exe 目录（实现阶段加）。
不混用官方 Qt 的 windeployqt——本方案 Qt 来自 vcpkg，混用会拷错版本造成双 Qt 冲突。
Qt plugins（platforms/imageformats/sqldrivers 等）由 vcpkg 部署脚本处理；如缺再用 vcpkg 安装树里的 windeployqt 对齐同一份 Qt。

8. AI 编码上下文基础设施（规约 §10.1，强烈建议先建）

项目根放：

.clang-format：统一风格（基于 LLVM/Google + 团队微调）。
.clangd：
```
CompileFlags:
  CompilationDatabase: build/debug
```
使 clangd 读取 compile_commands.json，给 AI/IDE 精确类型上下文。
VS Code 装 clangd 扩展（禁用微软 C++ IntelliSense 避免冲突），或 CLion 直接用 CMake。

9. 验证清单

cl / cmake / ninja / git 命令可用
VCPKG_ROOT 已设
vcpkg.json 含 qtbase + vtk[qt]（共用一份 Qt），preset 未指向官方 Qt
cmake --preset msvc-debug 成功（Qt+VTK 已拉取编译，首次较久）
cmake --build 出 exe
exe 能起一个空 Qt 窗 + 一个 QVTKOpenGLStereoWidget 渲染窗（冒烟测试）
部署后 exe 目录只有一份 Qt6*.dll（无双 Qt）
compile_commands.json 生成，clangd 正常索引

10. 与设计文档对应的 spike 门槛

本指引服务于设计 §15 的第一周 spike：① 全 vcpkg 构建/部署打通（本文）；② ADS + QVTKOpenGLStereoWidget 浮动/重停靠不黑屏；③ 真实样本跑通 banded contour。三者通过再进入完整实现计划。

遇到具体报错（VTK/Qt/GDAL 链接、ADS 端口、双 Qt）按规约 §10.4 由工程师复核；AI 协助按 build-error-resolver 流程逐条解决。

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