threejs-particles-trails-and-effects

表征优先的粒子、轨迹与特效

管理驻留于 GPU 的对象空间与世界空间特效：生成、运动、生命周期、压缩、绘制表征、深度／混合行为以及场景线性 HDR 发射。视口历史交由 $threejs-dynamic-surface-effects 处理，天气累积交由 $threejs-rain-snow-and-wet-surfaces 处理，创作的事件运动交由 $threejs-procedural-motion-systems 处理，共享后期处理则交由 $threejs-image-pipeline 或 $threejs-bloom 处理。

当特效使用由其他系统负责的碰撞、强制或交换数据时，请在步骤 1 之前完成此处的本地交接：

• 指明数量及单位、生产者帧／原点、变换版本和原点代次；
• 指明半开源区间、采样频率、采样相位、不可变的生产者版本以及获准的池消费者；
• 声明支持范围／滤波器、有效性、过时策略、错误策略以及缺失／溢出策略；
• 标记单向读取，或指明双向数据的源／反作用所有者、应用顺序以及已应用的状态版本；
• 绑定 GPU 资源代次、生产与消费通道、完成依赖项，并在不连续、重定位或代次变化时重置，同时确保稳定帧无需回读。

源所有者保留权威；池仅消费不可变的发布数据。若路由需要其他系统所有者，请调用 $threejs-choose-skills。然后阅读耦合输入，了解特效专属的所有权与降级规则。

流程

1. 定义可观测内容及其所有者

编写一份特效契约，其中包含：

• 事件区间、确定性种子、特效类别、变换以及流动／冲击方向；
• 坐标系、距离／时间单位、生命周期时钟以及跳转／重置行为；
• 可见作用：轮廓、运动、照明、残留或遮挡；
• 深度测试、深度写入、混合／排序、HDR 信号以及最终输出的所有者；
• 所有外部生产者，以及该池仅用于呈现还是由独立所有的物理实体提供支持。

每项可见或物理声明都归属一个所有者，且每项输入都有帧、时间、有效性策略和消费者时，此步骤即告完成。

2. 选择运动与邻域表征

选择能够表征该机制的最精简可写状态：

机制	表征
姿态和外观完全由生成数据与时间决定	不可变的生成记录；在顶点 TSL 中进行解析求值
状态按粒子独立递归	结构数组热状态；一个明确命名的计算积分阶段
碰撞或场反馈会改变状态	递归状态，以及同帧、同采样时间的所属 GPU 场／代理
邻居交互很重要	在有界局部交互前构建空间网格／哈希，或进行排序与扫描

独立选择分配方式：

占用行为	分配／压缩
空槽的成本低于扫描／散射流量	稳定槽位、携带代次的标识、存活标记以及有界可见范围
密集输出能显著减少后续工作	执行 mark -> exclusive scan -> scatter -> publish indirect count，写入第二组状态
移除操作与唯一的源／目标所有权串行化	可使用密集尾部交换；以原子方式移动所有状态和标识通道

对于递归或压缩池，请在实现前阅读状态与压缩。对于邻居交互，请阅读邻域交互。每个可写通道以及每个选定的压缩或邻域阶段，都有下游消费者或经测量确认的节省作为依据时，此步骤即告完成。

3. 明确状态转换和身份生命周期

明确规定顺序：

ordered event packets
  -> deterministic spawn/range allocation
  -> optional neighborhood build from committed source state
  -> analytic evaluation or one recurrent next-state update, including interaction
  -> optional ordered compaction
  -> optional trail sample and publication
  -> draw from the committed state/count
  -> post consumers

仅生成一次冷参数，并且只更新循环通道。实体在槽位移动期间保持身份稳定。在呈现前，出生、死亡、槽位重用、瞬移、表示形式变化以及先前状态不可用，都会使运动矢量、轨迹、插值和时间历史失效。解析式粒子会同时计算先前和当前呈现时间；循环池会保留其模拟状态对，并在渲染器进行插值或跳过 tick 时，单独保留带时间戳的先前呈现状态。

相机切换或其他仅影响呈现的不连续情况，只会重置受影响的屏幕空间运动和时间累积，不会重启粒子模拟、生命周期、身份或有效的世界空间轨迹历史。

如果效果会影响 TAA、运动矢量、轨迹或多帧后期处理，请阅读时间身份。每个状态版本只有一个写入方、绘制使用已提交的版本，并且重用的槽位无法继承先前实体历史时，此步骤即告完成。

对于带状轨迹或历史轨迹，请阅读轨迹历史与带状轨迹。

4. 构建 r185 GPU 路径

使用 three/webgpu 中的 WebGPURenderer，调用 await renderer.init()，并要求此规范路径满足 renderer.backend.isWebGPUBackend === true。将关于 WebGPU 不可用情况的教学引导至 $threejs-compatibility-fallbacks。对于循环状态，使用 Fn().compute(...)、renderer.compute(...)、存储节点和 StorageInstancedBufferAttribute。使用 SpriteNodeMaterial 绘制精灵粒子；使用 InstancedMesh 和 NodeMaterial 系列材质绘制有形状的粒子。密集压缩通过 IndirectStorageBufferAttribute 发布间接命令，并调用 geometry.setIndirect()。

r185 中的 computeAsync() 等待的是渲染器初始化，而不是 GPU 完成。将全局阶段依赖表达为有序分派，并让帧关键计数和状态驻留在 GPU 上。

实现计算、间接绘制、边界或完成逻辑时，请阅读 r185 执行事实。当每个获准的生成、更新、邻域、压缩、轨迹发布和绘制阶段都有明确的 GPU 顺序，空状态和溢出状态会发布有效的计数和映射，并且稳态帧路径不执行回读或逐粒子对象更新时，此步骤即告完成。

5. 绑定表示形式、深度和输出

面向摄像机的火花使用精灵或实例化四边形，有形状的碎片使用实例化光照网格，贴合表面的等离子体使用基于外壳生成的几何体，尾流使用生成的胶囊体／轮廓几何体。对于贴合流场的效果，请阅读外壳与尾流。对于火花或碎片效果，请阅读解析式火花与溶解碎片。

为每种绘制类别明确深度和透明度约定。对于由存储驱动的运动，使用分块解析式边界或 GPU 归约。让场景线性 HDR 中的美术效果只经过一个色调映射／输出转换处理方。全场景泛光读取 HDR 美术效果；只有在美术设计明确要求包含／排除效果，且透明混合有效、附件开销经过测量时，才分配选择性自发光 MRT。

接受透明或自发光效果之前，请阅读深度、HDR 与输出。当遮挡、排序、边界、HDR 贡献和最终转换各自都有一个经过测试的处理方时，此步骤即告完成。

6. 验证机制并控制预算

捕获有种子的固定时间状态，并仅展示适用的证据：事件和生成范围；对于池化状态，展示实时数量／槽位数量、溢出、身份以及年龄／速度；对于压缩状态，展示压缩次数和映射；对于轨迹，展示头部／数量、按时间顺序排列的样本和断点；对于局部交互，展示邻域占用情况和溢出；对于选定的绘制和后期处理类别，展示边界、深度模式、原始 HDR、可选的选择性信号、泛光贡献、过绘制和 GPU 时间。仅在可见工作负载相同的情况下比较已纳入的替代方案。

纳入泛光时，应通过禁用泛光来验证画面路径，并确保轮廓、层级职责、深度和运动清晰可辨，无须依赖光晕。扩展规模时，先停止空闲工作、移除不必要的可写状态或压缩，然后减少活动数量、场带宽、透明层数和后期处理范围，同时保留选定的运动类别和所有者。

阅读资源核算和诊断与故障特征，了解适用的分支。完成此技能的标准是：有种子的结果可重复；每个纳入的事件、更新、邻域、压缩、轨迹、绘制和后期处理阶段都有顺序证据；稳定身份和重置控制均通过验证；帧路径不需要任何回读；深度和输出所有权唯一；纳入泛光时，关闭泛光后的图像仍清晰易读；并且完整场景符合指定的资源和时间预算。