物理违规原子约束分类体系

Part 1

完整任务分类

顶层分类由五个物理层次组成：世界状态约束、运动与机械约束、物质本构与连续介质、热与场及光传播约束、事件层约束。每一个原子违规事件只分配一个根类别。

世界状态约束

判断实体是否存在、几何是否一致，以及不同实体之间的空间占据关系是否合法。

ID	类别	唯一判定对象	包含的丰富示例	明确不包含
P1	实体存在、身份与拓扑连续性	世界中“有哪些实体、实体是谁、由哪些部件组成”是否连续	物体凭空出现或消失；一个物体无原因复制成两个；两个实体无过程地合并；人突然多出一只手；自行车少了一个轮子；遮挡后苹果变成橙子；纹理或类别无原因替换	尺寸和透视错误归 P2；合理断裂归 P7；融化或燃烧导致消失归 P10
P2	度量几何与相机投影一致性	物体的三维形状、尺度、位置、深度及其二维投影是否一致	物体无原因变大；远近顺序颠倒；错误遮挡；透视比例错误；换视角后桌腿位置漂移；相机移动时视差错误；镜头切换后房间布局改变	增减部件归 P1；真实形变错误归 P7；穿透归 P3；镜面反射归 P12
P3	占据、接触与不可穿透约束	两个实体在空间中能否同时占据相同体积，以及接触状态是否成立	人穿墙；脚穿进地面；杯子陷入桌面；手穿过躯干；两个刚体重叠；该接触时存在明显间隙；物体在没有接触点的情况下“贴”在墙上	接触存在但受力错误归 P5；碰撞后的速度错误归 P6；碰撞形变错误归 P7

运动与机械约束

从合法轨迹、连续受力和瞬时冲量三个时间尺度拆解运动错误。

ID	类别	唯一判定对象	包含的丰富示例	明确不包含
P4	运动连续性与关节约束	位置、姿态、速度以及关节自由度是否形成合法、连续的运动轨迹	物体瞬移；位置跨帧跳跃；速度无穷突变；手臂超过关节活动范围；膝盖反向弯曲；机器人关节越限；骨骼连接断开；铰链绕错误轴旋转	有连续轨迹但加速度不符合受力归 P5；碰撞瞬间速度变化归 P6；骨骼部件数量错误归 P1
P5	连续力与运动方程	非瞬时力是否产生正确的连续加速度和力平衡	无支撑物体悬空；自由落体加速度错误；桌面支撑不住物体；斜坡上的物体不滑；没有外力却自行加速；摩擦方向错误；空气阻力异常；密度大的物体错误上浮；磁力以外的远程“神秘力”	碰撞瞬间的动量变化归 P6；流体自身如何流动归 P8；磁力和电力归 P11
P6	冲量、碰撞与瞬时动量转移	短时间接触事件中，冲量、动量和恢复行为是否正确	球撞球后动量未传递；墙被撞后物体没有反冲；碰撞后速度方向错误；球每次反弹都更高；轻物体撞重物体后重物体异常飞走；爆炸后总动量异常；枪械无后坐力	是否发生穿透归 P3；碰撞前后的长期加速归 P5；凹陷、断裂和回弹形状归 P7

物质本构与连续介质

区分固体材料响应、连续介质内部动力学，以及物质总量与组分收支。

ID	类别	唯一判定对象	包含的丰富示例	明确不包含
P7	固体材料本构与结构响应	固体在受力后如何形变、回弹、屈服、断裂或保持刚性	金属像橡胶一样弯曲；海绵完全不压缩；弹簧卸力后不恢复；橡皮泥受压后自动复原；玻璃被轻触即粉碎；布料褶皱错误；绳子错误伸长；木板弯曲刚度不合理；软组织像刚体	实体直接多出或减少归 P1；物体之间穿透归 P3；融化、凝固归 P10；液体流动归 P8
P8	流体、气体与颗粒介质动力学	连续介质或大量颗粒的内部流动和集体行为是否正确	水向高处流；蜂蜜像水一样飞溅；烟雾不扩散；水柱错误断裂；浪花传播错误；漩涡方向异常；沙堆坡度不稳定；沙粒像刚体块运动；粉尘沉降错误；液体混合与扩散异常	整体水量凭空增减归 P9；容器中的物体浮沉归 P5；水结冰、沸腾归 P10
P9	物质与组分收支守恒	封闭或给定边界条件下，物质总量是否守恒	倒水后水量变多；切开物体后总质量增加；烟从密闭容器中无来源出现；沙子倾倒后数量减少；两个容器混合后总体积异常；燃烧产物无质量来源；液体流出量大于初始储量	同样物质只是形状改变归 P7/P8；物态改变但质量正确归 P10；物体复制且身份也变化归 P1

热、场与光传播约束

分别刻画热与状态演化、电磁相互作用，以及给定场景条件下的光传播与成像。

ID	类别	唯一判定对象	包含的丰富示例	明确不包含
P10	热力学、相变与化学状态演化	温度、热流和物态或化学状态是否按照合法过程变化	冰在火中不融化；无热源的水自行沸腾；高温物体瞬间结冰；冷表面不凝露；燃烧无燃料或氧化条件；烧焦顺序错误；蒸汽遇冷不液化；不可逆破坏自行倒放恢复	总质量不守恒归 P9；机械断裂归 P7；仅仅事件顺序倒置但热过程本身未定义归 P13
P11	电磁力与电磁状态约束	电荷、磁极和电磁场是否产生正确的力及状态变化	同极磁铁相吸；异极相斥；塑料被普通磁铁强烈吸引；带电体吸斥方向错误；电场力不随距离变化；导体和绝缘体响应颠倒；没有电流却出现电磁驱动	阴影、反射、折射归 P12；无明确电磁来源的远程加速归 P5
P12	光传播与成像约束	给定三维场景、光源和材料后，光如何传播到相机是否正确	阴影方向与光源不符；阴影缺失；镜中人物动作不对应；镜像左右关系错误；水面反射位置错误；折射方向错误；透明物体不透光；遮挡产生错误光照；高光随视角变化错误	多视角下三维结构改变归 P2；相机视差错误归 P2；物体本身颜色或身份突变归 P1；材料形变归 P7

事件层约束

只处理低层局部状态均可能成立、但离散事件前提、顺序或结果关系非法的情况。

ID	类别	唯一判定对象	包含的丰富示例	明确不包含
P13	事件因果与过程先后约束	一个离散事件是否具备必要前提，原因是否先于结果，过程步骤是否合法	玻璃未受力先碎裂；按钮未按下机器先启动；火未接触纸张纸先燃烧；杯子未倾斜水先倒出；多米诺中间块未倒却后面的先倒；门未解锁却自动开启；切割前物体已经分成两半；动作发生但预期状态转换完全缺失	物体沿轨迹瞬移归 P4；碰撞后速度错误归 P6；具体热过程错误归 P10；物体凭空消失归 P1

Benchmark Matrix

高评级 Benchmark × 原子任务覆盖矩阵

共 74 个 S / A / B 评级条目；绿色单元格表示原表对应任务列有内容，悬停可查看原始文本。

Benchmark	P1 实体身份	P2 几何投影	P3 接触占据	P4 运动关节	P5 连续受力	P6 碰撞冲量	P7 材料响应	P8 流体介质	P9 物质守恒	P10 热与相变	P11 电磁	P12 光学成像	P13 因果时序
PhyGenBenchS	外观一致				重力抛体、浮力沉浮、摩擦阻力		弹性回弹、刚度硬度	混合扩散、表面张力		熔化、凝固、汽化沸腾、液化冷凝		反射成像、折射透射、光传播
Physics-IQS	出现消失	遮挡关系			重力抛体	碰撞响应	材料响应	混合扩散、流体流动		热与状态演化	磁相互作用	阴影一致、反射成像、光照一致	链式事件
Physics-IQ VerifiedS				运动轨迹连续	受力加速度	碰撞冲量响应	固体材料响应	流体流动		热与状态演化	磁相互作用	光传播成像
VideoPhyS	外观一致	几何投影一致	物体穿透		支撑平衡、受力加速度、速度响应	碰撞响应、动量传递	弹性回弹、材料形变、刚度硬度	颗粒运动、黏性流动、混合扩散	液量守恒、液面收支
VideoPhy-2S				关节姿态	重力抛体、浮力沉浮、支撑平衡	碰撞响应、动量传递、反弹反冲	材料形变
EvalCrafterS	身份一致
T2V-CompBenchS
VBenchS	身份一致			运动连续
VBench++S	身份一致			运动连续
BrokenVideosS	出现消失、外观一致			运动连续			材料形变						因果前提
DeepTrace Evaluation SetS	出现消失、部件拓扑、异常合并				惯性运动、受力加速度		材料形变	流体流动				阴影一致
DeepTraceRewardS	出现消失、部件拓扑、异常合并				惯性运动、受力加速度		材料形变	流体流动				阴影一致
DeepTraceRewardS
LikePhys / PPEA					重力抛体、摩擦阻力、支撑平衡	碰撞响应、动量传递、反弹反冲	布料响应、材料形变	液滴飞溅	物质守恒、总量守恒			阴影一致、光照一致
MorpheusA					重力抛体、摩擦阻力、速度响应	碰撞响应、动量传递、反弹反冲	弹性回弹、材料形变
NewtonBench-60KA					重力抛体、摩擦阻力、惯性运动
NewtonRewardsA	外观一致				受力加速度、速度响应
NewtonRewardsA	外观一致				受力加速度、速度响应
PhyCoBenchA				运动连续、旋转运动	重力抛体、摩擦阻力	碰撞响应、反弹反冲		混合扩散、流体流动
PhyGroundA	出现消失、身份一致	几何形状	物体穿透		重力抛体、浮力沉浮、惯性运动	碰撞响应、动量传递	材料响应	液滴飞溅	液面收支			阴影一致、反射成像、光照一致	事件顺序
PhyWorldBenchA	分裂复制	遮挡关系、深度关系	物体穿透	关节姿态、轨迹连续、旋转运动	重力抛体、浮力沉浮、摩擦阻力	碰撞响应、动量传递、瞬时能量	弹性回弹、材料形变、塑性形变	颗粒运动、气体扩散、黏性流动		热状态、物态变化	磁相互作用、电磁作用	阴影一致、反射成像、折射透射	事件顺序、过程逆转
T2VPhysBenchA					重力抛体、支撑平衡、速度响应	碰撞响应、动量传递、反弹反冲	弹性回弹、材料形变	流体流动	物质守恒			反射成像、折射透射、光照一致
WorldBenchA	出现消失、身份一致、分裂复制	透视投影、尺度一致			重力抛体、摩擦阻力、支撑平衡	碰撞响应、反弹反冲		黏性流动
DEVILA
T2VEval-BenchA	部件拓扑	几何形状		运动连续	摩擦阻力、受力加速度			液滴飞溅
VBench-2.0A	出现消失、身份一致、部件拓扑	几何形状			重力抛体、浮力沉浮		材料形变、刚度硬度	混合扩散		凝固、汽化沸腾、液化冷凝			事件因果顺序
Video-BenchA	身份一致	几何形状		运动连续			材料形变
VMBenchA	出现消失						材料形变					运动模糊
WorldModelBenchA	出现消失		物体穿透、空间重叠	运动连续	重力抛体、支撑平衡		材料形变	流体流动
WorldSimBenchA	实体身份连续	透视投影、深度关系	物体穿透	轨迹连续	速度响应	碰撞响应	固体材料响应					阴影一致、光照一致
DAVID-XA	异常合并、外观一致	视差一致、尺度一致		关节姿态、轨迹连续	受力加速度		材料形变					阴影一致、光照一致、高光材质
DAVID-XR1A	异常合并、外观一致	视差一致、尺度一致		关节姿态、轨迹连续	受力加速度		材料形变					阴影一致、光照一致、高光材质
REACT-BenchA	出现消失、部件拓扑		物体穿透				材料形变					运动模糊
SkyraA	出现消失、身份一致、部件拓扑	遮挡关系、透视投影、尺度一致	物体穿透、空间重叠、接触占据	关节姿态、运动连续	受力加速度、速度响应	碰撞响应	材料形变、刚度硬度					光照一致	结果响应
VANE-BenchA	出现消失、部件拓扑		物体穿透				材料形变
ViF-BenchA	出现消失、身份一致、部件拓扑	遮挡关系、透视投影、尺度一致	物体穿透、空间重叠、接触占据	关节姿态、运动连续	受力加速度、速度响应	碰撞响应	材料形变、刚度硬度					光照一致	结果响应
Gravity AdapterB					重力抛体、摩擦阻力、速度响应
HumanScoreB	出现消失、分裂复制	几何投影一致	物体穿透	关节姿态、运动连续、自由度约束
HumanScoreB	出现消失、部件拓扑	几何投影一致	物体穿透	关节姿态、自由度约束
LikePhysB	出现消失	尺度一致、几何形状	物体穿透	轨迹连续	重力抛体、摩擦阻力、支撑平衡	碰撞响应、反弹反冲	布料响应、断裂破坏、刚度硬度	黏性流动、液滴飞溅	物质守恒	热与状态演化		阴影一致、光照一致	事件顺序
PhyEduVideoB	出现消失、身份一致	尺度一致、几何形状	空间重叠	轨迹连续	重力抛体、摩擦阻力、惯性运动	反弹反冲		流体流动	液量守恒、液面收支	熔化、热状态	磁相互作用、电荷电场、电磁作用	折射透射	事件顺序
PhyMotionB			物体穿透	关节姿态	重力抛体、支撑平衡、力矩转动
PhyMotionB			物体穿透	关节姿态、自由度约束	支撑平衡、受力加速度、力矩转动
PhysCorr / PhysicsRMB		几何形状		轨迹连续		碰撞响应	材料响应
PhysCorr / PhysicsRMB		几何形状		轨迹连续		碰撞响应	材料响应
PhysVidBenchB		遮挡关系、几何形状	空间重叠、接触占据		支撑平衡、受力加速度	碰撞冲量响应	断裂破坏、刚度硬度、材料响应			熔化、凝固、化学反应			因果前提、事件顺序、过程步骤
PhyWorld Physical-Faithfulness EvaluationB	实体身份连续				重力抛体、摩擦阻力	碰撞响应、反弹反冲	材料形变	流体流动				阴影一致、反射成像	因果前提、事件顺序、链式事件
Sub-Earth Gravity EvaluationB					重力抛体、速度响应
TAG MetricB		几何形状		关节姿态、轨迹连续
TAG-BenchB		几何形状		关节姿态、轨迹连续
AIGCBenchB
Artifact-Aware DVARB	出现消失	相机缩放		运动连续、相机运动	惯性运动			流体流动				光照一致、相机对焦
Artifact-Aware DVARB	出现消失	相机缩放		运动连续、相机运动	惯性运动			流体流动				光照一致、相机对焦
Artifact-BenchB	出现消失、身份一致、部件拓扑	遮挡关系、透视投影、深度关系	接触占据	关节姿态、轨迹连续	受力加速度		材料形变、刚度硬度					阴影一致、反射成像、折射透射	因果前提、过程逆转
ChronoMagic-BenchB					风力驱动	爆炸冲量	断裂破坏	颗粒运动、气体扩散、混合扩散		熔化、凝固、燃烧演化、化学反应	电磁放电	阴影一致、反射成像、光照一致	事件顺序、过程步骤
DynamicEvalB	身份一致	几何形状
GenVIDB	出现消失	相机缩放		运动连续、相机运动	惯性运动			流体流动				光照一致、相机对焦
GenVideoLensB		遮挡关系、透视投影、视差一致	接触占据	运动连续	连续受力运动							阴影一致、反射成像、折射透射	事件顺序
GenVideoLensB		遮挡关系、透视投影、视差一致	接触占据	运动连续	连续受力运动							阴影一致、反射成像、折射透射	事件顺序
HFVB	身份一致	尺度一致、几何形状	物体穿透	运动连续、旋转运动								光照一致
HumanSAMB	身份一致	尺度一致、几何形状	物体穿透	运动连续、旋转运动
HuM-BenchB				关节姿态、运动连续
MSVBenchB	身份一致	透视投影、尺度一致	物体穿透		支撑平衡	碰撞响应、动量传递	材料形变						因果前提
OSCBenchB	出现消失、部件拓扑						材料形变	介质流动行为		热与状态演化			事件顺序
SoraDetectorB	出现消失、部件拓扑、异常合并	透视投影、尺度一致、几何形状	物体穿透、空间重叠	运动连续	支撑平衡、受力加速度		材料形变			热与状态演化		阴影一致、反射成像、折射透射	事件顺序
StEvo-BenchB	出现消失、身份一致	尺度一致	物体穿透	运动连续			材料响应	流体流动	液量守恒	熔化、燃烧演化、热状态			链式事件
T2VCountBenchB
T2VHaluBenchB	出现消失、部件拓扑、异常合并	透视投影、尺度一致、几何形状	物体穿透、空间重叠	运动连续	支撑平衡、受力加速度		材料形变			热与状态演化		阴影一致、反射成像、折射透射	事件顺序
T2VWorldBenchB	外观一致	透视投影、尺度一致、几何形状	接触占据	运动连续、自由度约束	重力抛体		材料形变	介质流动行为		凝固		阴影一致、光照一致	结果响应
ViBeB	出现消失、部件拓扑、分裂复制	尺度一致、几何形状		关节姿态、运动连续、旋转运动
VideoGen-EvalB	身份一致			运动轨迹连续
World Consistency ScoreB	出现消失、部件拓扑	空间布局	接触占据、接触间隙	运动连续	支撑平衡、受力加速度、速度响应	碰撞响应、动量传递							结果响应
WorldOlympiadB	身份一致、场景恒存	几何形状		运动连续	重力抛体、浮力沉浮、摩擦阻力	碰撞响应、动量传递、反弹反冲	材料形变、刚度硬度	混合扩散、流体流动		熔化、凝固、汽化沸腾、燃烧演化
PVIR BenchmarkB		遮挡关系、几何形状		运动连续				流体流动				阴影一致、反射成像、高光材质

Part 2

分类逻辑：如何保证任务之间没有重叠

这套体系不按“某段视频涉及哪些物理现象”进行多标签罗列，而是把复杂视频拆成若干原子违规事件，并为每个原子事件指定唯一的根约束。

2.1 唯一归因原则

每个违规只按最先被违反、且能够直接证伪的最低层物理约束归类；不根据它同时影响了多少后续现象重复标注。

按判定对象分层

实体集合、几何、占据、轨迹、受力、冲量、材料、介质、物质收支、热状态、电磁、光传播和事件图分别对应不同判定对象。

按时间尺度分解

运动问题拆成轨迹合法性 P4、连续时间受力 P5 和瞬时冲量 P6，避免“运动、动量、能量”混成一个类别。

按根因而非后果

碰撞后速度异常归 P6，不再同时标成能量错误、因果错误和运动错误；这些只是同一根违规的不同描述。

2.2 原子违规是互斥分类的基本单位

violation_event = {
    entities,
    start_frame,
    end_frame,
    spatial_mask,
    root_constraint,
    subtype
}

一段视频可以包含多个原子违规，但每一个原子违规只能有一个 root_constraint。例如球穿过玻璃后速度异常、玻璃又以不合理方式变形，应拆成三个独立事件：

P3 · 空间占据违规

球与玻璃在同一时刻发生非法体积重叠。

P6 · 冲量违规

碰撞之后的速度或动量转移不符合瞬时接触过程。

P7 · 材料响应违规

玻璃的凹陷、断裂或恢复方式不符合其材料本构。

这不是三个类别对同一错误的重复描述，而是三个可被独立定位、拥有不同时间范围和空间 mask 的原子错误。

2.3 容易混淆的边界

P1 / P2 / P3

P1：实体集合、身份或部件结构错了。
P2：实体仍然存在，但几何、深度、尺度或投影错了。
P3：实体和几何可各自正确，但相互占据或接触关系不允许。

P4 / P5 / P6

P4：轨迹本身不连续，或违反关节自由度。
P5：轨迹连续，但连续力与加速度不匹配。
P6：错误集中在碰撞、爆炸等短时冲量事件。

P2 / P12

P2：相机改变后，三维结构、深度或视差不一致。
P12：三维结构正确，但阴影、反射、折射或成像错误。

低层约束 / P13

能由局部实体、几何、动力学或材料规律直接证伪时，优先使用 P1–P12。
只有低层状态均可能成立，而事件前提、顺序或结果链非法时，才使用 P13。

2.4 从根类别中正交拆出的属性

下列属性不再作为顶层任务，而是在同一个根任务内部枚举不同场景、对象和表现形式。这样既保持根任务互斥，又能保留足够细的覆盖和分析维度。

对象域 Object Domain

humananimalrobotvehiclerigid objectsoft bodyfluidgranular

人体关节反向弯曲仍归 P4；“人体”只是对象属性。

材料与介质 Material / Medium

rigidelasticplasticbrittleclothropeliquidgasparticles

用于枚举 P7、P8 等任务中的不同材料机制。

作用来源 Force / Driver

gravitysupportfrictiondragbuoyancyactuationelectromagnetic

“重力错误”是 P5 下的一种作用来源，不再单独成为顶层类。

时间尺度 Temporal Scale

single-frameshort transienttrajectory segmentlong-horizon

区分瞬时穿模、短时碰撞与长时动力学漂移。

空间范围 Spatial Extent

pointpartobjectinteraction regionscene-wide

描述 mask 应覆盖局部部件、整个物体还是全局场景。

违规表现 Failure Mode

missing responseexcessive responsewrong directionwrong magnitudewrong timingspurious response

同一个根任务可通过统一表现模式进行更细粒度分析。

2.5 推荐标注结构

root_class:       P1–P13，严格单选
subtype:          类内细分类，层级单选
object_domain:    human / animal / robot / rigid object / fluid / ...
material_medium:  rigid / elastic / brittle / cloth / liquid / gas / ...
force_driver:     gravity / support / friction / buoyancy / actuation / ...
failure_mode:     missing / excessive / wrong direction / wrong timing / ...
mask:             时空区域
time_range:       start_frame / end_frame