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网页粒子系统 · 阶段七
阶段定位:Spine 4.2 骨架资源接入、统一场景变换与碰撞体路径跟随定版
完成日期:2026-08-29
工程目录:/Users/tianmokeji/Desktop/SpineParticle
技术栈:Vue 3 + TypeScript + Pinia + PixiJS 7 + Spine Runtime 4.2 + Vite
一、阶段结论
阶段七完成了 Spine 骨架场景对象的第一版完整接入,并补齐了时间轴、场景变换和碰撞体路径跟随能力。Spine 资源现在可以离线加载、显示、选择动画、查看骨骼层级,并与粒子系统共同受统一的 30 FPS 时间轴控制。
本阶段主要完成:
- 接入 Spine 官方 4.2 PixiJS 7 运行时并离线落盘;
- 实现 Spine 骨架场景对象及独立属性面板;
- 支持 JSON、SKEL、Atlas 和多张纹理资源加载;
- 自动读取动画列表、动画时长和骨骼层级;
- Spine 动画关闭自身循环,改由编辑器时间轴统一驱动;
- 时间轴增加紫色 Spine 动画条和逐帧控制按钮;
- 修复动画按浏览器刷新次数推进导致的播放过快问题;
- 统一画布变换工具,使其作用于场景树当前选中的对象;
- 为碰撞体和路径补充缩放变换;
- 实现碰撞体沿路径移动、速度曲线和方向跟随;
- 统一“路径”术语,移除重复的移动轨迹显示开关;
- 完成旧场景字段补齐和热更新兼容处理。
二、Spine 官方运行时接入
2.1 运行时来源
项目使用 Spine 官方仓库中的 4.2 兼容版本:
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 官方仓库 | https://github.com/EsotericSoftware/spine-runtimes |
| 兼容分支 | 4.2 |
| 固定提交 | b81e5a58ed38704aee4f866f0e0ac672623ce914 |
spine-core |
4.2.119 |
spine-pixi-v7 |
4.2.119 |
| 渲染目标 | PixiJS 7 |
运行时代码放置在 vendor/spine/,通过 file: 依赖接入:
@esotericsoftware/spine-core -> vendor/spine/spine-core
@esotericsoftware/spine-pixi-v7 -> vendor/spine/spine-pixi-v7
因此项目构建时不需要从 npm 在线下载 Spine 运行时代码。版本来源、提交号和许可提示记录在 vendor/spine/SOURCE.md,官方许可证保存在同目录中。
2.2 代码拆分
Spine 功能没有继续堆叠到主面板和主画布文件中,而是拆分为:
| 文件 | 职责 |
|---|---|
spineTypes.ts |
Spine 场景对象、动画和骨骼元数据类型 |
spineAssetLoader.ts |
读取骨架、Atlas 和纹理并生成 SkeletonData |
spineAssetRegistry.ts |
管理运行时资源和纹理释放 |
SpineRuntimeLayer.ts |
创建 Spine 显示对象并按编辑器帧同步动画 |
SpineObjectPanel.vue |
资源选择、属性、动画列表和层级树界面 |
这种拆分让主粒子系统逻辑与第三方骨架运行时保持边界,便于后续增加插槽、皮肤、混合和导出功能。
三、Spine 场景对象
3.1 创建与默认状态
点击场景对象模块中的 +骨架 会创建一个 Spine 对象,并自动成为当前选中对象。
| 参数 | 默认值 |
|---|---|
| 名称 | SpineSkeleton1 |
| 启用 | 开启 |
| X / Y | 0 / 0 |
| 旋转 | 0° |
| Scale X / Y | 1 / 1 |
| 开始时间 | 0 秒 |
| 资源状态 | 未加载 |
| 当前动画 | 无 |
Spine 对象与粒子系统、碰撞体和路径统一显示在场景对象树中,支持选择和删除。删除对象时会同步释放已注册的 Spine 资源和纹理引用。
3.2 支持的资源
加载一套 Spine 资源时需要选择:
- 骨架数据:
.json或.skel; - 图集描述:
.atlas; - 纹理图片:
.png、.jpg、.jpeg、.webp,允许多选; - 兼容文件选择器中的
.wepb拼写。
加载器按 Atlas 页面的文件名匹配所选纹理。如果 Atlas 引用了未选择的纹理,会给出明确错误,不会创建不完整的骨架对象。
3.3 测试资源
项目 public/spine/ 中的 Spine 4.2 测试资源用于本阶段验证:
bingo.json;bingo.atlas;bingo.png;bingo_2.png。
测试覆盖了 JSON 骨架、多纹理 Atlas、动画列表读取、画布渲染和骨骼层级展示。
四、动画与骨骼层级
4.1 动画列表
资源加载成功后,面板会从 SkeletonData 中读取全部动画:
- 显示动画名称;
- 显示真实动画时长,单位为秒;
- 支持选择“无”或任意动画;
- 默认选择资源中的第一个动画;
- 切换动画后重新计算时间轴总长度并回到第 0 帧。
Spine 动画自身不循环播放。动画到达末尾后停留在末帧,是否重新从头播放由编辑器总时间轴的循环按钮决定。
4.2 骨骼层级树
加载成功后同时读取骨骼名称、父级关系和深度,按层级显示为树结构。
层级树支持:
- 点击父骨骼前的箭头折叠或展开子级;
- “全部折叠”和“全部展开”;
- 折叠父级后隐藏其全部后代;
- 长层级树在固定高度区域内滚动。
该树当前用于查看资源结构,尚未提供骨骼选择、单骨骼变换或插槽编辑。
4.3 Spine 资源显示设置
原属性面板中容易误解的“启用骨架显示”已改为系统设置中的“启用 Spine 资源显示”。
- 已加载包含动画的 Spine 资源时,可以全局显示或隐藏 Spine 资源;
- 没有可用 Spine 动画时,该设置置灰;
- 该开关只控制画布中的 Spine 资源,不影响编辑器自身的粒子拖尾骨骼、骨骼连线或蒙皮网格调试显示;
- 对象自身的
enabled状态仍会独立参与最终可见性判断。
五、统一时间轴
5.1 真实时间驱动
时间轴继续使用统一的 30 FPS 基准:
1 秒 = 30 帧
当前动画时间 = 当前帧 / 30 - Spine 开始时间
修复前,Spine 动画会在浏览器每次刷新画面时前进一帧。高刷新率屏幕上动画会明显快于 Spine 编辑器中的同一动画。
现在使用实际经过时间累积,并按 1/30 秒的固定步长推进显示帧。浏览器刷新率只影响画面刷新平滑度,不再改变动画播放速度。
5.2 Spine 紫色动画条
选择有效 Spine 动画后,时间轴新增紫色动画条:
- 条带长度来自 Spine 动画的真实时长;
- 长度不可拖动修改;
- 整条可以左右拖动;
- 左侧空白表示延迟播放时间;
- 拖动以 1 帧为单位吸附;
- 没有动画数据或当前动画为“无”时不显示。
Spine 动画、粒子系统和碰撞体路径移动共同参与总时间轴长度计算:
总时长 = max(
粒子系统最晚消失时间,
Spine 开始时间 + Spine 动画时长,
碰撞体路径移动时长
)
5.3 播放控制
时间轴控制区现在包括:
| 控制 | 行为 |
|---|---|
| 播放 / 暂停 | 切换整体时间轴播放状态 |
| 回到第一帧 | 跳转到第 0 帧 |
| 前一帧 | 自动暂停并后退 1 帧 |
| 后一帧 | 自动暂停并前进 1 帧 |
| 移动到最后一帧 | 自动暂停并跳转到最后帧 |
| 循环 | 控制整体时间轴到达末尾后的行为 |
这些操作统一影响粒子模拟、Spine 动画和碰撞体路径移动。
六、场景对象变换统一
6.1 当前选中对象
画布左上角的位移、旋转和缩放工具不再固定操作粒子系统,而是读取场景树中的当前选中对象。
支持的对象包括:
- 粒子系统;
- 碰撞体;
- 路径;
- Spine 骨架。
选择 Spine 对象后,变换工具只修改该 Spine 对象;选择碰撞体或路径后,同样只影响选中对象。
6.2 缩放补齐
碰撞体新增 scaleX、scaleY,路径继续使用独立的 scaleX、scaleY。两类对象均可通过属性面板或画布缩放工具修改。
路径的位移、旋转和缩放会同时作用于:
- 路径曲线显示;
- 锚点和贝塞尔手柄;
- 发射器路径采样;
- 碰撞体路径跟随。
碰撞体缩放同时影响画布轮廓和实际粒子碰撞计算。
七、碰撞体路径跟随
阶段六预留的“跟随路径移动”在本阶段完成运行时实现。
7.1 默认参数
| 参数 | 默认值 |
|---|---|
| 跟随路径移动 | 关闭 |
| 目标路径 | 未选择 |
| 移动时长 | 2 秒 |
| 曲线模式 | 跟随导出 |
| 移动进度曲线 | 0→1 线性 |
| 方向沿路径 | 关闭 |
只有开启跟随并选择一条已启用且包含锚点的路径后,碰撞体才会开始移动。无效或已删除的目标路径不会改变碰撞体原始位置。
7.2 移动计算
归一化时间 = clamp(当前时间 / 移动时长, 0, 1)
路径进度 = 移动进度曲线(归一化时间)
碰撞体位置 = 路径按长度采样(路径进度)
路径采样会考虑路径对象自身的位移、旋转和缩放。每段三次贝塞尔曲线先离散采样并累计实际距离,再按总长度查找位置,减少不同曲线段参数长度不一致造成的明显速度变化。
面板提供三种曲线模式:
- 跟随导出;
- 线性;
- 贝塞尔。
曲线编辑器横轴表示实时除以移动时长,纵轴表示路径进度。到达移动时长后,碰撞体停留在路径终点;编辑器时间轴循环时再从起点开始。
7.3 方向沿路径
“方向沿路径”默认关闭:
- 关闭时,碰撞体移动过程中保持自己的旋转值;
- 开启时,根据路径当前位置前后采样点计算切线方向;
- 碰撞体属性中的旋转值作为附加角度叠加,可继续微调朝向。
圆形碰撞体视觉上不容易观察旋转变化,矩形、椭圆和多边形更适合检查该功能。
7.4 碰撞运行时
路径跟随不仅改变画布上的碰撞体预览位置,也会把同一份动态位置和旋转传给粒子碰撞检测。因此粒子会与移动中的碰撞体发生真实交互,物理、暂停和销毁三种响应保持有效。
运行时使用预览副本计算动态位置,不会持续覆盖碰撞体存储的基础 X、Y 和旋转值。关闭跟随后,碰撞体会恢复到属性面板中设置的基础变换。
路径对象本身始终在画布显示,因此移除了重复的“显示移动轨迹线”开关和额外轨迹覆盖层。
八、术语与兼容性
8.1 路径术语统一
用于贝塞尔对象和跟随功能的界面术语统一为“路径”:
- 跟随路径移动;
- 目标路径;
- 路径进度;
- 路径名称;
- 闭合路径;
- 路径颜色;
- 发射器跟随路径。
发射器形状中的“轨道”仍表示粒子发射形状 orbit,不是场景路径对象,因此保留原名称。
8.2 旧数据补齐
旧场景或热更新状态中的碰撞体可能缺少路径跟随字段。面板会即时补齐:
- 目标路径;
- 移动时长;
- 曲线模式;
- 移动进度曲线;
- 方向沿路径。
曲线组件同时提供空值回退,避免旧数据加载或热更新瞬间因曲线为空导致界面渲染失败。
九、验证结果
本阶段完成以下验证:
- Spine 官方 4.2.119 本地运行时依赖和生产构建;
- JSON、Atlas 和两张 PNG 测试资源加载;
- 动画名称、真实时长和骨骼层级读取;
- Spine 动画非循环播放及末帧保持;
- 30 FPS 真实时间推进,不受浏览器刷新率影响;
- 紫色 Spine 时间轴条长度和开始时间拖动;
- 前一帧、后一帧和最后一帧自动暂停;
- 骨骼层级单节点折叠和全部折叠;
- Spine 资源全局显示开关和无动画时置灰;
- 当前选中粒子、碰撞体、路径和 Spine 对象的画布变换;
- 碰撞体和路径缩放与运行时表现同步;
- 碰撞体目标路径、移动时长、进度曲线和方向开关;
- 移动碰撞体参与实际粒子碰撞;
- 路径术语统一及重复轨迹开关移除;
- 旧碰撞体字段和曲线空值兼容;
- 页面面板交互检查;
npm run build生产构建通过;git diff --check通过。
构建仍有 Vite 对主产物体积超过 500 kB 的提示,不影响当前功能和构建结果,后续可通过按模块动态加载进一步优化。
十、当前限制
- Spine 资源通过本地文件选择器加载,刷新页面后需要重新选择,尚未纳入工程保存格式;
- Spine 层级树当前只读,不能编辑骨骼、插槽、皮肤或约束;
- Spine 动画尚未支持混合、播放速度、反向和多轨道叠加;
.skel已接入官方二进制解析器,但本阶段主要使用 JSON 测试资源验证;- 碰撞体路径跟随当前为单次起点到终点,尚未提供往返或独立循环模式;
- 自定义碰撞体仍使用规则多边形轮廓,尚未接入自由顶点编辑;
- 场景对象和资源尚未形成完整的保存、导入和导出格式。
十一、阶段八建议
- 建立场景工程保存格式,持久化粒子、路径、碰撞体和 Spine 对象配置;
- 将 Spine 资源复制到工程资源目录,支持刷新后自动恢复;
- 增加 Spine 皮肤、插槽、混合时长和播放速度控制;
- 为碰撞体路径跟随增加循环、往返、反向和结束行为;
- 实现碰撞标签过滤和碰撞事件输出;
- 实现自定义碰撞体自由顶点编辑;
- 对 Spine 和曲线编辑器进行动态加载,降低主包体积;
- 建立可复现的场景回归测试,覆盖统一时间轴和多对象组合。