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esengine/packages/particle/src/Particle.ts
YHH 32d35ef2ee feat(particle): 添加完整粒子系统和粒子编辑器 (#284)
* feat(editor-core): 添加用户系统自动注册功能

- IUserCodeService 新增 registerSystems/unregisterSystems/getRegisteredSystems 方法
- UserCodeService 实现系统检测、实例化和场景注册逻辑
- ServiceRegistry 在预览开始时注册用户系统,停止时移除
- 热更新时自动重新加载用户系统
- 更新 System 脚本模板添加 @ECSSystem 装饰器

* feat(editor-core): 添加编辑器脚本支持(Inspector/Gizmo)

- registerEditorExtensions 实际注册用户 Inspector 和 Gizmo
- 添加 unregisterEditorExtensions 方法
- ServiceRegistry 在项目加载时编译并加载编辑器脚本
- 项目关闭时自动清理编辑器扩展
- 添加 Inspector 和 Gizmo 脚本创建模板

* feat(particle): 添加粒子系统和粒子编辑器

新增两个包:
- @esengine/particle: 粒子系统核心库
- @esengine/particle-editor: 粒子编辑器 UI

粒子系统功能:
- ECS 组件架构,支持播放/暂停/重置控制
- 7种发射形状:点、圆、环、矩形、边缘、线、锥形
- 5个动画模块:颜色渐变、缩放曲线、速度控制、旋转、噪声
- 纹理动画模块支持精灵表动画
- 3种混合模式:Normal、Additive、Multiply
- 11个内置预设:火焰、烟雾、爆炸、雨、雪等
- 对象池优化,支持粒子复用

编辑器功能:
- 实时 Canvas 预览,支持全屏和鼠标跟随
- 点击触发爆发效果(用于测试爆炸类特效)
- 渐变编辑器:可视化颜色关键帧编辑
- 曲线编辑器:支持缩放曲线和缓动函数
- 预设浏览器:快速应用内置预设
- 模块开关:独立启用/禁用各个模块
- Vector2 样式输入(重力 X/Y)

* feat(particle): 完善粒子系统核心功能

1. Burst 定时爆发系统
   - BurstConfig 接口支持时间、数量、循环次数、间隔
   - 运行时自动处理定时爆发
   - 支持无限循环爆发

2. 速度曲线模块 (VelocityOverLifetimeModule)
   - 6种曲线类型:Constant、Linear、EaseIn、EaseOut、EaseInOut、Custom
   - 自定义关键帧曲线支持
   - 附加速度 X/Y
   - 轨道速度和径向速度

3. 碰撞边界模块 (CollisionModule)
   - 矩形和圆形边界类型
   - 3种碰撞行为:Kill、Bounce、Wrap
   - 反弹系数和最小速度阈值
   - 反弹时生命损失

* feat(particle): 添加力场模块、碰撞模块和世界/本地空间支持

- 新增 ForceFieldModule 支持风力、吸引点、漩涡、湍流四种力场类型
- 新增 SimulationSpace 枚举支持世界空间和本地空间切换
- ParticleSystemComponent 集成力场模块和空间模式
- 粒子编辑器添加 Collision 和 ForceField 模块的 UI 编辑支持
- 新增 Vortex、Leaves、Bouncing 三个预设展示新功能
- 编辑器预览实现完整的碰撞和力场效果

* fix(particle): 移除未使用的 transform 循环变量
2025-12-05 23:03:31 +08:00

234 lines
5.2 KiB
TypeScript

/**
* 粒子数据结构
* Particle data structure
*
* Represents a single particle with all its runtime state.
* 表示单个粒子及其所有运行时状态。
*/
export interface Particle {
/** 是否存活 | Whether particle is alive */
alive: boolean;
/** 位置X | Position X */
x: number;
/** 位置Y | Position Y */
y: number;
/** 速度X | Velocity X */
vx: number;
/** 速度Y | Velocity Y */
vy: number;
/** 加速度X | Acceleration X */
ax: number;
/** 加速度Y | Acceleration Y */
ay: number;
/** 旋转角度(弧度)| Rotation (radians) */
rotation: number;
/** 角速度 | Angular velocity */
angularVelocity: number;
/** 缩放X | Scale X */
scaleX: number;
/** 缩放Y | Scale Y */
scaleY: number;
/** 颜色R (0-1) | Color R (0-1) */
r: number;
/** 颜色G (0-1) | Color G (0-1) */
g: number;
/** 颜色B (0-1) | Color B (0-1) */
b: number;
/** 透明度 (0-1) | Alpha (0-1) */
alpha: number;
/** 当前生命时间(秒)| Current lifetime (seconds) */
age: number;
/** 总生命时间(秒)| Total lifetime (seconds) */
lifetime: number;
/** 初始缩放X | Initial scale X */
startScaleX: number;
/** 初始缩放Y | Initial scale Y */
startScaleY: number;
/** 初始颜色R | Initial color R */
startR: number;
/** 初始颜色G | Initial color G */
startG: number;
/** 初始颜色B | Initial color B */
startB: number;
/** 初始透明度 | Initial alpha */
startAlpha: number;
/** 自定义数据槽 | Custom data slot */
userData?: any;
}
/**
* 创建新粒子
* Create a new particle
*/
export function createParticle(): Particle {
return {
alive: false,
x: 0,
y: 0,
vx: 0,
vy: 0,
ax: 0,
ay: 0,
rotation: 0,
angularVelocity: 0,
scaleX: 1,
scaleY: 1,
r: 1,
g: 1,
b: 1,
alpha: 1,
age: 0,
lifetime: 1,
startScaleX: 1,
startScaleY: 1,
startR: 1,
startG: 1,
startB: 1,
startAlpha: 1
};
}
/**
* 重置粒子状态
* Reset particle state
*/
export function resetParticle(p: Particle): void {
p.alive = false;
p.x = 0;
p.y = 0;
p.vx = 0;
p.vy = 0;
p.ax = 0;
p.ay = 0;
p.rotation = 0;
p.angularVelocity = 0;
p.scaleX = 1;
p.scaleY = 1;
p.r = 1;
p.g = 1;
p.b = 1;
p.alpha = 1;
p.age = 0;
p.lifetime = 1;
p.startScaleX = 1;
p.startScaleY = 1;
p.startR = 1;
p.startG = 1;
p.startB = 1;
p.startAlpha = 1;
p.userData = undefined;
}
/**
* 粒子池
* Particle pool for efficient memory management
*/
export class ParticlePool {
private _particles: Particle[] = [];
private _capacity: number;
private _activeCount: number = 0;
constructor(capacity: number) {
this._capacity = capacity;
for (let i = 0; i < capacity; i++) {
this._particles.push(createParticle());
}
}
/** 池容量 | Pool capacity */
get capacity(): number {
return this._capacity;
}
/** 活跃粒子数 | Active particle count */
get activeCount(): number {
return this._activeCount;
}
/** 所有粒子(包括不活跃的)| All particles (including inactive) */
get particles(): readonly Particle[] {
return this._particles;
}
/**
* 获取一个空闲粒子
* Get an inactive particle
*/
spawn(): Particle | null {
for (const p of this._particles) {
if (!p.alive) {
p.alive = true;
this._activeCount++;
return p;
}
}
return null;
}
/**
* 回收粒子
* Recycle a particle
*/
recycle(p: Particle): void {
if (p.alive) {
p.alive = false;
this._activeCount--;
}
}
/**
* 回收所有粒子
* Recycle all particles
*/
recycleAll(): void {
for (const p of this._particles) {
p.alive = false;
}
this._activeCount = 0;
}
/**
* 遍历活跃粒子
* Iterate over active particles
*/
forEachActive(callback: (p: Particle, index: number) => void): void {
let index = 0;
for (const p of this._particles) {
if (p.alive) {
callback(p, index++);
}
}
}
/**
* 调整池大小
* Resize the pool
*/
resize(newCapacity: number): void {
if (newCapacity > this._capacity) {
for (let i = this._capacity; i < newCapacity; i++) {
this._particles.push(createParticle());
}
} else if (newCapacity < this._capacity) {
// 回收超出容量的活跃粒子 | Recycle active particles beyond capacity
for (let i = newCapacity; i < this._capacity; i++) {
if (this._particles[i].alive) {
this._activeCount--;
}
}
this._particles.length = newCapacity;
}
this._capacity = newCapacity;
}
}