--- title: "Частицы и эффекты" description: "Взрывы и следы: срез частиц с временем жизни. Частицы игры на Ebitengine: эффекты с альфой по остатку жизни, пул без аллокаций, гравитация и drag в Update." course: "Ebitengine: 2D-игры на Go" url: "https://golangmaster.ru/courses/ebitengine/lessons/17-chasticy/" published: "2026-09-19" updated: "2026-09-21" minutes: 20 --- # Частицы и эффекты *Курс «Ebitengine: 2D-игры на Go», урок 17 из 25. ~20 минут. Обновлено 21.09.2026. Источник: https://golangmaster.ru/courses/ebitengine/lessons/17-chasticy/* Частицы — это сотни крошечных объектов с короткой жизнью, из которых собираются взрывы, следы и искры. Движок не знает про них ни слова: частицы — обычный срез структур, обновляемый в Update и рисуемый в Draw. Соберём эффекты ebitengine на срезе: struct с временем жизни, эмиссия по событиям, альфа по остатку жизни и пул переиспользования, который не тревожит сборщик мусора. Пуля попала во врага — и за один кадр на экране должен разлететься взрыв, а герой обязан оставлять за собой след. Спрайтами такое не делают: картинок на каждый случай не напасёшься. Частицы решают вопрос математикой: маленький прямоугольник с позицией, скоростью и временем жизни, размноженный два-три десятка раз со случайным разбросом, глаз читает как взрыв. Частицы игры — не библиотека и не подсистема движка, а обычный срез ваших структур: Ebitengine даёт тик и холст, всё остальное — цикл по срезу. Урок собирает полный мини-эмиттер: рождение частиц по событию из урока про [коллизии](/courses/ebitengine/lessons/09-kollizii-aabb/), обновление с гравитацией и сопротивлением, отрисовку с затуханием альфы и пул, после которого эффекты перестают стоить аллокаций. Дешевизна — главный аргумент: частица не тянет ни текстуры, ни коллизий, ни кадров анимации, а мощность эффекта масштабируется числом записей в срезе. ### Частица: struct с временем жизни Каждая частица — запись из шести полей: позиция x и y, скорость vx и vy, остаток жизни life и полный запас ttl. Числа берутся float32: ровно такие ждут функции пакета vector, и конвертации в горячем цикле не нужны. Цвет — color.NRGBA со всеми четырьмя каналами: альфа понадобится для затухания. Позиции и скорости — дробные: целые пиксели дали бы дёрганый рой, а float32 хранит доли без лишней памяти. Пара life и ttl — сердце модели: при рождении они равны, каждый тик логики уменьшает life, а отношение life к ttl даёт долю оставшейся жизни — из неё считаются и прозрачность, и размер. Формулы движения — те же, что в уроке про [движение и дельту](/courses/ebitengine/lessons/05-geometriya-dvizheniya/), только скорость здесь меняется ещё и сама: множитель-сопротивление тормозит частицу, гравитация тянет вниз. Отдельных типов «частица-взрыв» и «частица-дым» заводить не нужно: различие живёт в стартовых параметрах — скорости, цвете, ttl. Одна структура, разные константы рождения: так таблица параметров в конце урока описывает пять эффектов без единого нового типа. ttl — константа рождения, и хранить его рядом с life выгодно: не нужен параллельный массив с параметрами, а формула альфы остаётся локальной парой полей. ### Структура частицы и взрыв ```go type Particle struct { x, y float32 vx, vy float32 life float32 // остаток жизни, тиков ttl float32 // полный запас жизни clr color.NRGBA } func (g *Game) spawnExplosion(x, y float32) { for i := 0; i < 24; i++ { angle := rand.Float64() * 2 * math.Pi speed := rand.Float64()*3 + 1 // от 1 до 4 g.parts = append(g.parts, Particle{ x: x, y: y, vx: float32(math.Cos(angle) * speed), vy: float32(math.Sin(angle) * speed), life: 45, ttl: 45, clr: color.NRGBA{R: 255, G: 160, B: 40, A: 255}, }) } } ``` Частица — маленькая структура из шести полей: позиция, скорость, остаток жизни, полный запас и цвет. ttl равен life при рождении, дальше life тает, и отношение life к ttl — доля оставшейся жизни для альфы. Круговой разлёт считается из случайного угла: косинус и синус переводят его в vx и vy, скорость берётся в диапазоне. append растит срез по мере надобности — на прототипе нормально, пул появится ниже. **Вопрос:** Что происходит с частицей, когда life доходит до нуля? - Навсегда остаётся в срезе с нулевой альфой - ✅ Убирается из среза при обновлении и перестаёт существовать - Движок сам удаляет её из памяти по таймеру - Телепортируется в начало среза для переиспользования Жизнь частицы ведёт ваш код: движку о частицах известно ровно столько, сколько вы нарисовали. Мёртвые записи отсеиваются в updateParticles — иначе срез растёт бесконечно, а Draw тратит время на невидимые пиксели. Нулевая альфа не бесплатна: прямоугольник всё равно уходит в отрисовку, и в итоге на кадр приходится сотни пустых вызовов. ### Эмиссия: взрыв и след героя Рождение частиц — событие, а не процесс: столкновение снаряда с врагом зовёт spawnExplosion, и за один вызов срез пополняют двадцать-тридцать записей. Круговой разлёт получается из случайного угла: rand.Float64 умножается на два пи, скорость выбирается в диапазоне от минимума до максимума, косинус и синус переводят угол в vx и vy. Для следа героя всё скромнее: одна-две частицы за тик в точке кормы, малая скорость, короткая жизнь. Источник случайности — math/rand/v2: rand.Float64 даёт дробь от нуля до единицы, rand.IntN — целое в диапазоне, и сидировать генератор не нужно. Правило эмиссии то же, что у всего состояния прошлого урока: спавнит только Update. Диапазоны скоростей задавайте базой и шириной разброса, а не парой магических чисел: поменять ширину — то же самое, что поменять характер эффекта. При роях на много врагов держите бюджет: двадцать частиц на эффект и не больше сотни рождений за тик. Draw, встретив пустой срез, честно ничего не рисует; если взрыв случился — он случился в тике логики, и никакая отрисовка не порождает объекты задним числом. ### Обновление: drag, гравитация, жизнь ```go func (g *Game) updateParticles() { alive := g.parts[:0] for i := range g.parts { p := &g.parts[i] p.vx *= 0.95 // drag: сопротивление воздуха p.vy += 0.15 // гравитация тянет вниз p.x += p.vx p.y += p.vy p.life-- if p.life > 0 { alive = append(alive, *p) } } g.parts = alive } ``` Обновление живёт в Update и только там: скорость тормозится множителем, гравитация подтягивает по вертикали, позиция растёт на скорость — геометрия движения пятого урока, применённая к рою. Мёртвые частицы отсеиваются компоновкой на месте: срез parts переиспользуется как буфер, и аллокаций нет. Мёртвая частица исчезает целиком — рисовать её с нулевой жизнью не нужно. ### Траектория искры ```go // При рождении: vx = 0.5, vy = -3 (вверх) // Update каждый тик: p.vx *= 0.95 // drag p.vy += 0.15 // гравитация p.x += p.vx p.y += p.vy ``` **Что выведет программа?** - Прямую вверх: drag и гравитация не меняют направление - ✅ Параболу: подъём, замирание на вершине и падение с разгоном - Вечное кружение на месте вокруг точки рождения - Мгновенную остановку: скорость обнуляется в первый тик Гравитация каждый тик добавляет 0.15 к vy: отрицательная скорость тает, обнуляется и становится положительной — частица замирает на вершине и падает с разгоном. Drag параллельно гасит горизонталь, поэтому след изгибается в дугу. Это формулы движения из пятого урока, применённые к рою: одна частица ведёт себя как обычное тело. ### Рендер: альфа по остатку жизни Рисование частиц — самый дешёвый код урока: цикл по срезу, счёт альфы, один вызов vector. Доля жизни frac := p.life / p.ttl умножается на 255 и обрезается до uint8 — цвет частицы тает вместе с ней: свежий взрыв плотный оранжевый, умирающий прозрачный. Цвет копируется из записи перед изменением альфы: color.NRGBA — значение, и исходная частица среза не портится. Форма — прямоугольник vector.DrawFilledRect три на три пикселя или круг vector.DrawFilledCircle: для десятков частиц сглаживание выключают, antialias false, потому что каждая истина стоит лишнего прохода. Размер — второй параметр эффекта: искры три на три, дым восемь на восемь с низкой альфой, и варьируется он константой рядом с ttl, без новых полей. Координаты частиц — мировые: если мир скроллится, применяйте камеру из урока про [камеру](/courses/ebitengine/lessons/13-kamera/) так же, как для спрайтов, — иначе взрыв останется висеть в углу экрана, пока мир уезжает. Частица не знает про камеру ничего: это свойство отрисовки, а не данных. Здесь работает тот же закон прошлого урока: Draw читает срез, но не пишет ни в одно поле — частицы в кадре не рождаются и не умирают. Затухание тут не зависит от частоты кадров: доля жизни считается из тиков логики, поэтому эффект тает одинаково на 60 и на 144 герцах. ### drawParticles: прямоугольники, тающие с жизнью ```go func (g *Game) drawParticles(screen *ebiten.Image) { for i := range g.parts { p := &g.parts[i] frac := p.life / p.ttl clr := p.clr clr.A = uint8(255 * frac) vector.DrawFilledRect(screen, p.x, p.y, 3, 3, clr, false) } } ``` Draw только читает срез: одна итерация, никаких изменений. Альфа считается из доли жизни, uint8 принимает 0..255, поэтому 255 умножается на дробь и обрезается. Цвет копируется, чтобы не портить исходную запись среза: color.NRGBA — значение. Прямоугольники три на три без сглаживания — частиц много, и каждая обязана быть дешёвой; для круглых искр есть DrawFilledCircle. ### Эффект и его параметры рождения | Эффект | Частиц | Скорость | ttl, тиков | Гравитация | | --- | --- | --- | --- | --- | | Взрыв врага | 20-30 | 1-4, круговой | 30-60 | 0.1-0.2, оранжевый | | След героя | 1-2 за тик | 0.1-0.3 | 15-25 | 0, цвет героя | | Искры удара | 5-8 | 2-6, веером | 10-20 | 0.3, жёлтый | | Дым двигателя | 1 за тик | 0.2 против движения | 40-80 | минус 0.05, вверх | | Попадание в героя | 15 | 2-5 | 25 | 0.15, красный | **Вопрос:** Где правильно порождать новые частицы взрыва? - В Draw героя, чтобы взрыв появился в том же кадре - ✅ В Update, при обнаружении столкновения снаряда с врагом - В main, в отдельной горутине по таймеру - В Layout, пока окно пересчитывает размеры Столкновение обнаружено в Update — там же и рождаются частицы: эмиссия подчиняется общему правилу состояния, один автор изменений. Взрыв из Draw зависел бы от частоты кадров и исчезал бы в свёрнутом окне; горутина вне цикла напрашивается на гонку со срезом частиц, а Layout знает только размеры окна. ### Пул частиц: фиксированный срез без аллокаций append на прототипе честен, но у него есть цена: рост среза аллоцирует новый массив, старый уходит сборщику мусора, и на сотнях частиц за тик GC напоминает о себе паузами. Решение — пул: фиксированный срез на максимум частиц, например тысячу, и индекс живого диапазона. Мёртвые записи не удаляются, а переиспользуются: спавн берёт следующую ячейку и перезаписывает её поля, компоновка живых делается обменом с последним элементом диапазона. Аллокаций ноль после старта — срез создан один раз, и сборщику мусора нечего забирать. Реализация пула начинается с make на максимум частиц при старте игры: ёмкость выделена один раз, и дальше ни один спавн не трогает аллокатор; спавн пишет в следующую ячейку живого диапазона, а отсеивание обменивает мёртвую ячейку с последней живой и укорачивает диапазон — обе операции это присваивание пары полей. Компромисс пула — потолок: частиц больше максимума не бывает, и spawnExplosion при переполнении либо пропускает рождение, либо перезаписывает самую старую запись. Для аркады потолок в тысячу — не ограничение, а защита: даже залипшая на коллизии пара не съест память. Подробный разбор стоимости аллокаций и пауз ждёт в уроке про [производительность](/courses/ebitengine/lessons/20-proizvoditelnost/) — там же профилировщик покажет, сколько выигрывает пул. Пока запомните правило: горячий цикл без аллокаций — это фиксированный срез, а не append. > **Живое место: append в горячем цикле.** Симптом легко пропустить: на машине разработчика всё летает, а на слабом ноутбуке раз в несколько секунд кадр дёргается — сборщик мусора собирает тысячу умерших массивов. Причина — append к срезу частиц каждый тик без ёмкости: рост, копирование, мусор. Второй симптом — вечная частица: мёртвые записи забыли отсеять, срез растёт до бесконечности, Draw честно рисует невидимое. Лечится оба раза одинаково: фиксированный пул, компоновка на месте, длина среза равна числу живых. Третий симптом тише всех: память в диспетчере задач растёт между двумя взрывами — срез не вернулся к прежней длине, значит, где-то пережили мёртвые записи. ### Правила частиц одним списком - Частица — struct из позиции, скорости, life, ttl и цвета color.NRGBA - life рождается равным ttl и тает на тик; доля life к ttl даёт альфу - Спавн — событие в Update: столкновение, выстрел, след за движением - Случайный разлёт — угол rand.Float64 на два пи и скорость в диапазоне - Update двигает: drag множителем, гравитация слагаемым, позиция плюс скорость - Draw только читает: альфа по остатку жизни, без изменений среза - Пул — фиксированный срез с переиспользованием ячеек: ноль аллокаций в тике - Параметры эффекта — константы рождения: скорость, ttl, гравитация, цвет ### Соберите отрисовку частиц Восстановите формулу альфы и имя векторной функции. ```go func (g *Game) drawParticles(screen *ebiten.Image) { for i := range g.parts { p := &g.parts[i] frac := p.life / p.ttl clr := p.clr clr.A = uint8(255 * ___) vector.___(screen, p.x, p.y, 3, 3, clr, false) } } ``` Подсказка: Альфа — доля оставшейся жизни; заполненный прямоугольник рисует пакет vector. Правильные ответы в пропусках: `frac`, `DrawFilledRect` > **Про песочницу: частицы без окна.** Рисование в окно и пакет vector доступны только в локальном Go — в песочнице сайта окна нет. Зато логика частиц — чистая математика над срезом: тематическая программа урока крутит updateParticles в песочнице и печатает по тикам позиции и остатки жизни — видно, как drag тормозит рой и гравитация тянет дугу. Перенос на экран — пара вызовов из этого урока в вашем проекте. ### Тик обновления частиц Соберите updateParticles: физика и жизнь. Правильный порядок строк: 1. `func (g *Game) updateParticles() {` 2. `for i := range g.parts {` 3. `p := &g.parts[i]` 4. `p.vx *= 0.95 // drag: горизонтальная скорость тает` 5. `p.vy += 0.15 // гравитация добавляется к вертикальной` 6. `p.x += p.vx` 7. `p.y += p.vy` 8. `p.life-- // каждый тик съедает часть жизни` 9. `} // конец цикла по срезу` 10. `} // конец updateParticles` ### Баланс и отладка эффектов Числа из таблицы — стартовые, а финальные подбираются игрой: у взрыва должно быть время дочитаться, у следа — не замылить экран. Два ползунка дают девяносто результата: ttl и число частиц. Много короткоживущих частиц читаются как искра, мало долгоживущих — как дым; сбалансированный взрыв — среднее между ними с большим разбросом скорости. Отладке помогает счётчик живых частиц в углу HUD: если после десяти взрывов число не вернулось к нулю, где-то живёт вечная частица — ищите пропуск уменьшения life или отказ от отсеивания. Эффекты подчиняются геймплею, а не наоборот: взрыв, закрывающий врага на полсекунды, стоит игроку жизни. Частицы — украшение поверх честного состояния из прошлого урока: очки начислены в Update, частицы только празднуют событие. Случайность не обязана быть воспроизводимой: если захочется повторных взрывов один в один — сидируйте генератор на эффект, но для аркады чистый rand честнее и проще. Полезна и отладочная клавиша, рожающая взрыв под курсором: баланс превращается из правок кода в игру, а замороженный ttl делает траектории видимыми линиями, по которым читаются и drag, и гравитация. Эмиттер урока — двадцать строк на рождение, десять на обновление, десять на отрисовку, и этого хватает всем взрывам курса. Дальше эффекты обрастут деталями: звук взрыва придёт в уроке про звук, а принцип не изменится — событие, рой, затухание. Домашнее задание вешает взрывы на коллизии вашего проекта и след — на движение героя. Частицы — лучший первый ответ на вопрос, как сделать игру живой: сотня дешёвых прямоугольников, честно умирающих по таймеру, выглядит дороже анимации, потому что каждый кадр чуть-чуть другая. Константы эффекта правятся на глаз — это нормально: эффекты меняют числа, а не архитектуру. ### Термины урока - **Частица** — Маленькая запись с позицией, скоростью, life, ttl и цветом; из роя таких собираются взрывы, следы и искры. - **ttl и life** — Полный запас жизни и её остаток: при рождении равны, тик уменьшает life; доля life к ttl даёт альфу. - **Эмиссия** — Рождение частиц по событию в Update: взрыв — десятки за вызов, след — одна-две за тик. - **Drag** — Сопротивление среды: скорость умножается на коэффициент меньше единицы каждый тик и постепенно тает. - **Альфа по жизни** — clr.A = uint8(255 умножить на life к ttl): свежая частица плотная, умирающая прозрачная. - **Пул частиц** — Фиксированный срез с переиспользованием ячеек: ноль аллокаций в тике и нет пауз сборщика мусора. ## Коротко: что запомнить - Частица — struct с позицией, скоростью, life, ttl и цветом; различие эффектов — параметры рождения. - Спавн — событие в Update: взрыв за один вызов, след — пара частиц за тик. - Update двигает частицы: drag тормозит множителем, гравитация тянет слагаемым, life тает на тик. - Альфа считается из доли life к ttl: цвет тает вместе с частицей. - Draw только читает срез: частицы не рождаются и не умирают в отрисовке. - Пул — фиксированный срез с переиспользованием ячеек: ноль аллокаций, сборщик мусора молчит. - Таблица параметров описывает взрыв, след, искры и дым одной структурой без новых типов. ## Домашнее задание Добавьте в проект срез частиц и структуру Particle из урока. Повесьте spawnExplosion на попадание снаряда во врага из урока про коллизии: двадцать частиц, скорость от единицы до четырёх, ttl от тридцати до шестидесяти. Сделайте след героя: одна частица за тик позади кормы при движении, ttl пятнадцать, гравитация ноль. В Draw рисуйте прямоугольники с альфой по доле жизни и следите за счётчиком живых — после серии взрывов он обязан возвращаться к нулю. Затем замените append фиксированным пулом на тысячу ячеек с компоновкой живых на месте и сравните поведение на серии из сотни взрывов. В конце подберите параметры под таблицу урока: каждый эффект должен отличаться от соседнего на глаз, без подписей. ## Вопросы и ответы по уроку ### Почему float32, а не float64? Пакет vector принимает координаты float32: DrawFilledRect и DrawFilledCircle ждут именно его, и конвертации в каждом кадре не нужны. Точности float32 для частиц хватает с запасом: значения порядка сотен пикселей с долями дают погрешность в копейки за всю короткую жизнь частицы. float64 оставьте большим мирам и камере, где накопление ошибки заметнее. ### Как сделать взрыв объёмным? Два слоя частиц с разными параметрами: быстрое яркое ядро с коротким ttl и медленный тёмный дым с длинным. Второй приём — размер вместо альфы: частица растёт и бледнеет одновременно, глаз читает это как остывающий газ. Оба варианта не добавляют новых типов — только вторую горсть констант рождения в тот же spawnExplosion. Третий слой — composite-режимы смешивания из урока про примитивы: аддитивное свечение красиво, но это опция, а не необходимость первого эмиттера. ### Нужны ли частицам тесты? Логике — да: спавн и обновление — чистые функции над срезом, и тест без окна проверяет, что взрыв рождает заявленное число частиц, а после ttl тиков срез пуст. Рендер тестировать бессмысленно: это цикл по срезу и один вызов vector. Пул заслуживает отдельного теста на переполнение: породите больше максимума и убедитесь, что игра не падает, а старые ячейки переиспользуются.