粒子场 · 原理与代码
Points 粒子场与鼠标交互。
运行逻辑
访问 `/threejs/particles` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'particles'` 懒加载 `demos/particles.js`,调用 `mountParticles(host, { variant: 'particles' })`。 `createThreeStage` 创建 WebGLRenderer、Scene、PerspectiveCamera 与 OrbitControls,并接上信息面板。 模块用 `S.onFrame` 注册每帧回调。 每个 `requestAnimationFrame`:读取控件值,按速度缩放模拟时钟(dt 上限 50 ms),执行帧回调绘制;返回的读数写入信息面板。 改变参数:颜色/速度/大小等即时生效,需要重建的参数触发重新挂载;离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。
运行环境
Canvas 2D: 2D 画布绘图; WebGL (three.js): three.js 通过 WebGLRenderer 使用 WebGL; requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染(上限 2×) · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21, three 0.170.0
引入的组件与依赖
three 0.170.0, three/addons/controls/OrbitControls.js 0.170.0, react 18.3.1
引入的组件函数
createThreeStage — 共享 Three.js 舞台:WebGLRenderer、场景、透视相机、OrbitControls、自适应取景与渲染循环; THREE — three.js 命名空间; fmt — 数字格式化(固定小数位); F — 公式块 HTML; S.get — 读取当前控件参数; S.onFrame — 注册每帧回调,返回值进入信息面板读数; THREE.BufferGeometry — 自定义顶点几何体; THREE.BufferAttribute — 顶点属性数组(位置/颜色); THREE.PointsMaterial — 点材质; THREE.AdditiveBlending — 加色混合(发光叠加); THREE.Points — 点云; THREE.LineSegments — 线段集合; THREE.EdgesGeometry — 提取棱线; THREE.BoxGeometry — 立方体几何体; THREE.LineBasicMaterial — 线条材质
本 demo 代码
frontend/src/demos/particles.js: particles.js (L1-L69)
代码解释
L4-11: `PARAMS_SPEC`(常量/表)。 L12-12: `BX`(常量/表)。 L13-28: `DOC`(常量/表)。 L30-69: `mountParticles`(函数);创建 three.js 对象 `BufferGeometry`, `BufferAttribute`, `PointsMaterial`, `AdditiveBlending`, `Points`, `LineSegments` …;数学计算用到 `Math.max`, `Math.min`, `Math.round`, `Math.random`, `Math.hypot`, `Math.abs`;返回读数 `n`, `vAvg`, `g`, `mx`, `my`, `bounce` 给信息面板。
原理
p(t+Δt) = p(t) + (v + g·m)·k·Δt 碰到边界:p = ±边界,v → −v(弹性反弹) 屏幕上的每个亮点都是一个 粒子 ,它们共用一个 BufferGeometry,坐标存在一个大数组里,GPU 一次就能画完成千上万个点(THREE.Points)。 每帧给每个粒子加上“速度 × 时间”,碰到看不见的盒子边界就把速度反向,所以粒子永远不会飞出画面。鼠标位置 m 会给所有粒子加一个同方向的小偏置 g,看起来像被“吹”过去。 粒子用 加法混合 ,重叠的地方会更亮。