寿命カーブ

ひとことで

粒子の年齢（生まれてから消えるまでの経過割合 $t = \text{age} / \text{life}$、0〜1）を横軸にしたカーブで、大きさ・色・不透明度などを決める仕組みです。1 つの放出設定から、「白く小さく生まれ、膨らみながら赤く冷え、しぼんで消える炎」のような一生の変化を作れます。Unity の Size/Color over Lifetime、Unreal Niagara の Scale Color / Scale Sprite Size がこれにあたります。

ゲームでの使いどころ

• 炎：白〜黄で生まれ、オレンジ、赤、暗い煙へ。大きさは膨らんでからしぼむ。
• 煙：時間とともに大きく広がり、薄くなって消える。
• 魔法の粒・火の粉：明滅（高周波の不透明度カーブ）しながら色相が変わる。
• ヒット・着弾エフェクト：一瞬で大きくなってすぐ消える、というメリハリを付ける。

しくみ

粒子は生成時に寿命 $L$ を持ち、毎フレーム年齢が増えていきます。$t = \text{age} / L$ を、それぞれのカーブ（関数やグラデーション）に入力します。

• $S, A$ は 0〜1 の横軸を持つ曲線（ベジェカーブや区分線形、イージング関数）
• $G$ は色のグラデーション（色の点を並べ、その間を線形補間）

年齢で正規化しているので、粒子ごとに寿命が違っても（ばらつきを持たせても）、全員が同じ一生の形をたどります。

不透明度カーブは特に重要です。生まれた瞬間に不透明度 1 で現れると「ポン」と出現して見え、寿命で突然消えると「プツッ」と消えて見えます。最初の 5〜10% でフェードイン、最後の 30〜50% でフェードアウトするのが基本形です。

実装のポイント

• カーブをテクスチャに焼く：GPU パーティクルでは、カーブやグラデーションを 1×256 の小さなテクスチャに焼き込み、$t$ で参照すると高速です（複数のカーブをチャンネルに詰めることもできます）。
• 加算合成なら色 = 明るさ：炎のような加算合成では、色を暗くすることがそのまま「消える」ことになるので、不透明度より色のカーブが効きます。
• 速度カーブ：大きさや色だけでなく、速度や回転、ノイズの強さも年齢カーブで制御すると、表現の幅がさらに広がります。

つまずきやすい点

• 加算合成の白飛び：大きな加算粒子が重なると、中心が真っ白に飛びます。粒子の数・大きさ・明るさのバランスを取り、トーンマッピングやブルームを前提に調整します（デモの開発中も、最初は画面全体が白飛びしました）。
• カーブの作りすぎ：各パラメータに凝ったカーブを付けても、実際の見た目の差はわずかなことがあります。まず不透明度と大きさ、次に色の順で効果を確かめます。
• 寿命のばらつきとの関係：寿命が短い粒子ほどカーブの変化が速く進みます。明滅のような周期的なカーブは、年齢ではなく実時間で作るほうが安定します。

デモで試すこと

1. 「寿命カーブを使う」をオフにすると、一定の大きさと色の点が噴き出すだけの平板な噴水になります。オンにしたときとの差がこの手法の価値です。
2. 右下のグラフは、年齢 $t$ に対する大きさ（黄）と不透明度（水色）のカーブ、その下は色のグラデーションです。
3. 「カーブの組み合わせ」を炎・魔法の粒・煙と切り替えると、同じ放出の仕組みでもカーブだけでまったく別のエフェクトになります。