threejs-dynamic-surface-effects

状态转换型动态表面效果

自行负责视口锁定的外观历史及其合成。将世界／物体残留效果交由 $threejs-particles-trails-and-effects，将天气累积交由 $threejs-rain-snow-and-wet-surfaces，将边界有限的水体交由 $threejs-water-optics，并将共享的全帧输出决策交由 $threejs-image-pipeline。

当外观受温度、相态、加载、湿度、接触或天气驱动时，请在第 1 步之前完成此处的本地交接：

• 指明物理量及单位、生产者坐标系／原点、变换和原点代次，以及向屏幕 UV 的投影；
• 指明源数据时间区间、采样频率、采样相位、不可变的生产者／版本，以及渲染器使用方；
• 声明作用范围／滤波、有效性、过时数据、误差及信号缺失策略；
• 绑定 GPU 资源代次、生产和使用该资源的渲染通道，以及完成依赖；
• 将物理源保持为只读，并为屏幕历史设置独立的外观版本；时钟、原点、变换、投影或资源代次发生不兼容变化时，重置屏幕历史。

当需要反馈或额外的系统所有者时，调用 $threejs-choose-skills。物理所有者保留决策权；屏幕 UV 历史仍归渲染器所有，属于外观状态。 然后阅读外部外观信号，了解本地投影和重置规则。

流程

1. 定义状态转换和所有权

为以下各项编写一份契约：

• 每个历史通道及其无量纲含义；
• 屏幕空间事件的形状、时间戳、压力／强度和 UV 原点；
• 衰减、沉积、扩散或无变化等演化项；
• 状态时钟、暂停／跳转策略和重置依赖；
• 唯一的历史写入方、合成使用方和最终输出所有者；
• 任何外部物理信号，以及与其分离的装饰性叠加层。

对于触摸／霜冻历史，一种实用的划分是：在 R 中记录可见覆盖率，在 A 中记录更平滑的倾斜／折射响应；G/B 保持未使用或明确用作诊断。每个通道都有且仅有一个方程、写入方、单位域、时钟和使用方时，此步骤即告完成。

2. 选择更新拓扑

根据状态转换而非视觉主题进行选择：

转换	更新拓扑
衰减、扩散或强迫项会改变大多数纹素	全场乒乓计算
沉积稀疏，且未触及的纹素保持不变	事件边界或脏瓦片
状态稀疏且会衰减	带时间戳的瓦片，并在每次可见／滤波采样时进行解析追赶，或物化所有可见瓦片
许多事件相互重叠	将事件分桶到瓦片；限制／压实列表，或栅格化单个聚合沉积场
状态和输入均未变化	空闲：保留历史且不进行任何调度

扩散使用全场或带 Halo 扩展的活动区域。阅读更新拓扑，了解重叠成本和扩散稳定性。未触及的纹素严格按照所选模型演化，且空闲帧不调度状态处理工作时，此步骤即告完成。

3. 确保时间与事件集成不变

从同一时钟上的两个有序采样值推导 dt。将相等的采样值视为经过时间为零。缺少前一个采样值、时间倒退、跳转、映射无效或发生不连续时，应遵循已声明的冻结、重置、解析追赶或有界子步策略。

使用历史纹理的宽高比，将带时间戳的指针移动栅格化为扫掠胶囊体。将衰减与饱和沉积一并积分，使按住指针和扫掠手势的结果不受渲染帧数影响。仅当事件区间内的压力或覆盖率变化超过已声明的误差阈值时，才细分该区间。

实现衰减、沉积或扩散前，请先阅读与 dt 正确配合的历史记录。当相同的定时输入在 30、60 和 120 Hz 下产生等效历史记录，且应用挂起时不会悄然丢弃已流逝时间的演化过程，即表示此步骤完成。

4. 分配乒乓图

使用来自 three/webgpu 的 WebGPURenderer，调用 await renderer.init()，并在此规范路径中要求 renderer.backend.isWebGPUBackend === true。将明确说明 WebGPU 不可用时的教学内容路由至 $threejs-compatibility-fallbacks。分配两个由渲染器拥有的 StorageTexture 历史纹理，采用通过重建和量化测试的最低实测尺寸与格式。将历史记录、场景颜色、模糊中间结果和静态结构场分开作为不同资源。

按以下顺序构建图：

immutable external appearance signals + timestamped UI events
  -> write next history from previous history
  -> publish/swap the completed history generation
single scene pass
  -> optional separable blur at its owned reduced extent
  -> static structure + current history composite
  -> optional history-gated normal refraction
  -> one RenderPipeline output transform

使用 Fn().compute(...)、storageTexture() 和 textureStore() 更新历史记录。使用 renderer.compute(...) 入队；r185 的 computeAsync() 不是 GPU 完成栅栏。稳态路径中不要进行回读。输出节点、诊断路由、资源尺寸／格式或质量分支发生变化时，应标记或重建渲染图。

分配或交换纹理前，请先阅读资源与 r185 执行。当每个通道都读取已提交的代次、没有通道采样其正在写入的纹理，且场景只渲染一次时，即表示此步骤完成。

5. 合成模糊、结构与折射

在启动时，或在尺寸或质量发生变化时，生成一次静态晶体／噪声场。将其作为数据并使用 NoColorSpace。在由通道管理的缩小分辨率下执行可分离模糊；当 alpha 通道参与运算时，采用 alpha 感知归一化。将合成与折射构建为馈入 RenderPipeline.outputNode 的 TSL 节点。

在单次输出转换前，始终以线性／HDR 格式保留场景与工作缓冲区。将屏幕周期 uniform 作为周期使用；根据实际资源推导纹素尺寸。仅在结构覆盖率和当前历史记录满足条件时启用折射，明确规定法线环绕与源边缘行为，并在线性光照下应用菲涅耳效应。

任一分支启用时，请阅读合成与折射。当模糊尺寸、纹理域、UV 约定、折射边界和输出转换都分别有明确归属并可在诊断中查看时，即表示此步骤完成。

6. 完成生命周期管理

选择一种调整大小策略：清除两份历史记录、重新映射，或根据深度／相机进行重投影。时钟、原点、变换、投影、资源代次、表示方式或质量不兼容时，重置或重新投影。普通的连续源版本递增应通过采样处理，而不是重置。

空闲时，保留持久状态并停止更新工作。恢复时，在接受新输入前应用已声明的时间策略。释放资源或设备丢失时，使历史代次失效，并释放两份历史记录、模糊／静态资源、计算／管线节点以及输入／调整大小监听器；下次绘制前创建新代次。

请阅读调整大小、重置与释放。当调整大小、跳转、质量变化、空闲／恢复、释放和设备丢失都具有明确的状态转换与资源处理结果时，即表示此步骤完成。

7. 验证状态与呈现

显示上一帧历史、沉积量、下一帧历史、脏瓦片/活跃纹素、场景颜色、模糊轴、静态场、历史前/后的遮罩、折射偏移、无折射结果以及最终结果。添加暂停和单步控制。

测量事件数、瓦片列表占用率、调度的纹素数、历史和中间数据的字节数、流量下限、调度/绘制耗时以及整帧 p50/p95。先通过停止空闲工作、选择有效的稀疏路径来扩展规模，再通过状态等价测试后减少历史/模糊范围或降低精度。

阅读资源核算和诊断与故障特征。 完成此技能的标准是：定时输入在 30/60/120 Hz 下结果一致；全量、稀疏和空闲状态转换均按所选模式运行；乒乓代次绝不别名；调整大小/重置/释放控制均通过；物理输入保持只读；帧循环不执行任何历史数据回读；场景仅渲染一次；输出转换只有一个所有者；完整场景满足指定的内存、流量和耗时预算。