前言：如果你发现一个纸飞机飞的特别远，你也想做一个相同的，那么最简单的方法就是拿一张一样的纸，对着一样的折叠教程折一遍，这样虽然你还是不知道为什么这么折飞得远，但是研究起来就会方便很多。但是当你没有折叠教程的时候，就只能发挥自己的想象力了。最终可能你也不知道你的折法和他的折法是不是一样的，但是至少你的纸飞机飞的也蛮远的。
翻译成人话：我想拿arc的fanmade工具研究一下arc是怎么实现复杂变速组的，但是我arc太菜了进不了DIY群。
闲话到此为止，直接进入正题。
在讲解我们的变速方案之前，我们要先看看常见的变速是如何实现的。市面上最常见的变速，也是最古早的变速，就是bpm变速。具体原理很简单：谱面演出时，note的行进速度是由bpm决定的，bpm越高，note的行进速度就越高。
以一个经典的soft landing变速（指note突然下降到判定线前，然后再很慢的落入判定线）为例，这里我们使用的软件是malody（4K）：
一个经典的通过bpm实现的soft landing
歌曲BPM为180，我们可以看到，谱子先是提升到了585的BPM，随后在下一个note之前一小段距离变为15，然后再下一个note处变为180原速。当谱面实际演出时，玩家就会看到上方的note突然极快的下降，然后在马上就要碰到判定线之前突然停顿。
通过bpm的变换，我们已经可以实现一些观赏性比较高的变速效果了，但是bpm变速存在许多问题：
bpm必须是歌曲bpm的整数倍或简单分数倍，否则note会难以正确的放在节奏线上
一次变速需要设置2到3个甚至更多的bpm变化节点，通常一首变速曲会有长达50条的bpm列表
因为不能存在负bpm与0bpm，所以无法实现“谱面倒流”和“谱面停顿”效果
因为bpm发生改变，note的相对位置间隔也会改变，在编辑谱面时不够直观。同时因为之前的bpm会影响后面的节奏位置，所以无法在制作完谱面以后添加变速效果
所以我们必须要创造出一种更优秀的、更方便的变速方案。
bpm变速的本质，是bpm改变了note的下落速度，这一点在太鼓中更加明显。
图中ka（蓝色）为变速的note
而我们的变速系统则认为：变速产生的原因不是note的下落速度产生了变化，而是谱子的流速发生了变化。
这句话看起来好像是废话，但是却非常重要。在新系统中，我们认为note是“贴”在一张纸条上的，而变速是我们让纸条移动的速度变快了——这有点像是八音盒一样，本质上八音盒乐谱上的凹槽并没有移动，而是乐谱的移动速度增快了。
接下来我们需要解决第二个问题：因为乐谱的移动速度变高了，所以原本需要1秒跑完的路程，现在只需要0.5秒就能跑完（如果速率是2）。换成节奏的单位，就是原先的4分音符变成了8分音符。解决方案是：给予某一段一个新速度时，还会控制这一段的长度。
举例来说，假设我们设定第一小节第一拍到第二小节第一拍的速率为1.5，那么第一小节整体的长度也会变为原先的1.5倍。
一个简单的示例图
这样，我们就将“速度”转化为了“距离”。这样的一个转换是至关重要的，因为它可以实现变速和节奏的解耦。这样，我们改变速率不会导致节奏线和时间发生改变了，编辑变速也会更加容易。
更迷人的是：如果我们赋予某个小节（或者某一段）0速度，根据我们的公式，这一段的长度将会是0。这意味着——谱面演出到此处时，会停滞一个小节的长度，然后再继续。
更进一步的，如果我们赋予某一段负速度，那么这一段将拥有负距离——也就是谱面倒流。
这些都是bpm变速所无法达到的，因为bpm是和时间有关的，因此不存在0bpm和负数bpm。
拥有了这些利器，我们甚至可以再现许多音游中“一个音符反复击打”的特效。
我们在谱面上取两个点，这两个点一前一后。为了方便说明，我们假设第一个点在第一小节第一拍（记为[1:1]），第二个点在第二小节第一拍（记为[2:1]）。
根据用户设置的谱面流速，我们计算出：一个不变速的小节在屏幕上的长度是100个像素。那么点1和点2的屏幕距离应该是100像素。
同时我们也能计算出，[1:1]到[1:3]的屏幕距离是50像素、[1:3]到[2:1]的距离也是50像素。
接下来，我们赋予[1:1]到[1:3]速度-1，然后赋予[1:3]到[2:1]速度1。
很显然，根据公式，[1:1]到[1:3]的距离为50*-1=-50像素，[1:3]到[2:1]不变，仍然是50像素。
那么，此时点1到点2的屏幕距离为：(-50)+50=0像素。我们惊人的发现：点1和点2重合了。如果我们在点1和点2上各放置一个note，那么这两个note就会完全重合。
同时，因为[1:1]到[1:3]的距离是-50，当谱面演出到[1:1]时，整体谱面会向前移动半个小节的长度，然后再向后移动半个谱面的长度。
而又因为两个note完全重合，在玩家看来，就是一个note落下来，我击打了它以后，它又弹了回去，然后再度落了下来。
（当然，为了视觉效果，我们需要在[1:3]处做一个速度平滑，此处的谱面速度导数应该为0。不过这都是无伤大雅的要素）
进一步的优化
当然，我们还有一些问题没法解决，比如：当某个音符被反复击打时，我们只能让这一个音符出现在谱面上，无法实现“下面是正常的4K，上面有一个note在BGM的每个drop都被打一下弹起来”的效果。以及我们无法实现不同轨道不同速度的效果。
所以我们需要在上面的理论基础上加一个小补丁，也就是layer设定（或者叫time group）。
我们可以把某一些note放入到一个新的layer中，而对于这些layer，我们可以对同一个范围的不同layer设置不同的速率因子。但是在演出时，这些layer看起来是不分离的，这有点像是Photoshop的图层的感觉——我可以对每个图层设置不同的图层效果，但是导出图片的时候并没有“图层”的感觉。
比如对于上面的例子，我们可以把这个反复击打的note放在一个单独的layer中，然后将下面的正常4K谱子放入默认的layer中，然后默认的layer速率始终为1，而单独的那个layer中则按照上文的设置方法进行设置。这样就可以实现4K谱子正常下落，一个单note反复弹跳的特效了。
同样的，对于不同轨道不同速度的变速特效，我们可以先制作好一个正常的4K谱，然后将左边两轨的note放在一个layer中，设置一个速度，然后再把右边两轨的note放在另外一个layer中，设置一个新的速度。这样双轨不同速也可以实现了。
讲完了，思路来源于前几天从实验室回寝室的时候路上的胡思乱想，回寝室以后就在B站开了个草稿，结果过了3天才想起这个坑，于是填了。
目前还没代码，可能会用Unity加上malody的图片素材做一个简单的demo，如果效果好的话会做个视频给大伙看看。
另外因为我真的不知道arcaea的变速是怎么做的（因为arc的变速系统是4K下落中相对比较完善的 另外一个特效很优秀的是phigros），如果我的想法和arc的变速系统不谋而合的话我会很开心的。如果有内行的同学可以在评论区说说看。
以上
封面截自ÃцяøS™亞金的FULi AUTO SHOOTER自制谱视频（BV1di4y1s7uP）
