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Kollisionsboxen sind nicht nur ein technisches Detail – sie spielen eine entscheidende Rolle im Schwierigkeitsgrad eines Spiels. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie du den Schwierigkeitsgrad beeinflussen kannst.

Bevor wir ins Detail gehen, sei angemerkt, dass wir hauptsächlich 2D-Beispiele verwenden. Die Prinzipien lassen sich jedoch ebenso auf 3D-Spiele übertragen. Fangen wir mit den Grundlagen an.

Was ist eine Kollisionsbox?

Eine Kollisionsbox, auch als „Hitbox“ oder „Bounding Box“ bekannt, ist ein unsichtbares geometrisches Objekt in einem Spiel, das verwendet wird, um Kollisionen zwischen verschiedenen Objekten zu erkennen und zu handhaben. Sie dient dazu, die physische Interaktion von Spielfiguren, Projektilen oder anderen beweglichen Objekten mit ihrer Umgebung zu bestimmen. Kollisionsboxen können verschiedene Formen haben, darunter Rechtecke, Kreise, komplexere Polygone oder pixelgenau sein.

Kollisionsbox am Beispiel von GameMaker Studio 2.3
Kollisionsbox am Beispiel von GameMaker Studio 2.3

Grundlagen der Kollisionsboxen

Rechteckige Kollisionsboxen sind einfach zu implementieren und berechnen. Sie werden oft für einfache Objekte oder grobe Kollisionserkennung verwendet.

Kreisförmige Kollisionsboxen sind nützlich für runde Objekte oder wenn eine gleichmäßige Erkennung in alle Richtungen erforderlich ist.

Polygone und komplexe Formen ermöglichen präzisere Kollisionserkennung, aber erfordern mehr Rechenleistung. Das schließt pixelgenaue Kollisionsboxen bei Sprites oder gar pixelgenaue Kollisionsboxen pro Frame bei Spriteanimationen mit ein.

Verwendung von Kollisionsboxen

Welche Art der Boxen verwendet wird, hängt von der Art des Spiels und die spezifischen Anforderungen ab. Die Kollisionserkennung selbst dient schlicht dazu, der Spiellogik mitzuteilen, dass sich zwei oder mehrere Objekte an einem bestimmten Punkt berühren. Kollisionsboxen arbeiten oft mit der Physik-Engine des Spiels zusammen, um realistische Reaktionen auf Kollisionen zu erzeugen, wie z. B. Abprallen oder Verformen.

Ein typisches Beispiel ist der Spielercharakter. Durch die Kollisionsbox fällt er nicht durch den Boden und gleitet nicht durch Wände. In Kampfspielen bestimmen Kollisionsboxen zudem, ob ein Angriff einen Gegner trifft. Das impliziert, dass ein Objekt auch mehrere Kollisionsboxen haben kann, die ggf. als Trefferzonen definiert werden.

Neben dem Spieler sollten auch andere Objekte, also Boden, Wände, Gegner und einsammelbare Objekte, eine eigene Kollisionsbox haben.

Einfluss auf den Schwierigkeitsgrad

Wann eine Kollisionserkennung erfolgt, hat großen Einfluss auf den Schwierigkeitsgrad des Spiels. Generell gilt: Je größer die Kollisionsbox von feindlichen Objekten (Gegner, Fallen, Geschosse etc.) ist, umso schwieriger das Spiel. Umgekehrt können zu kleine Kollisionsboxen dazu führen, dass man Gegner schwieriger triff.

Bei einsammelbaren Objekten ist es ähnlich. Je kleiner die Kollisionsboxen sind, umso schwieriger wird es sein, sie einzusammeln.

Durch die richtige Implementierung und Anpassung von Kollisionsboxen kannst du nicht nur die technische Genauigkeit, sondern auch das Spielerlebnis und den Schwierigkeitsgrad deines Spiels steuern. Die optimalen Kollisionsboxen für das Spielerlebnis herauszubekommen, ist allerdings eine knifflige Sache.

Es gibt bspw. Boxen, die sehr exakt sein müssen, damit es technisch keine Probleme gibt. Das betrifft vor allem statische Objekte wie Wände, Böden, aber auch den Spieler selbst. Wenn diese Boxen nicht genau sind, kann es zu massiven Fehlern im Spiel kommen.

Optimierung und Performance

Wir müssen also immer verschiedene Dinge im Auge behalten:

  1. Das Spiel muss technisch funktionieren.
  2. Die Balance muss sich gut anfühlen.
  3. Die Performance muss stimmen.

Zu viele pixelgenaue Kollisionsboxen können dazu führen, dass die Geschwindigkeit des Spiels in die Knie geht. Ähnliches gilt auch für zu viele genaue physikalische Berechnungen.

Du Grundlagen hierfür legt man bereits bei Planung und Design. Bestimme zunächst die Anforderungen deines Spiels. Benötigst du einfache rechteckige Kollisionsboxen oder komplexere Formen – und warum? Erstelle außerdem frühe Prototypen mit grundlegenden Kollisionsboxen, um die Mechanik zu testen.

Implementiere zunächst einfache, rechteckige oder kreisförmige Kollisionsboxen. Füge nach und nach komplexere Formen hinzu, wo nötig, um präzisere Kollisionen zu ermöglichen. Häufig helfen bereits einfache Kollisionsboxen, bei denen situativ die Abfragen verändert werden.

Beispiel: Eine Kollisionsbox hat die Größe von 64×128 Pixel. In bestimmten Situationen wäre es aber gut, wenn sie größer oder kleiner wäre. Dann sollten diese Momente speziell behandelt werden.

Testen

Gerade am Anfang eines Projekts müssen Kollisionsboxen sehr genau getestet werden. Teste die Kollisionen im Spiel selbst, um sicherzustellen, dass sie in verschiedenen Szenarien funktionieren. Wenn technisch alles funktioniert, sollte das Spiel schon im frühen Stadium von anderen getestet werden, um herauszubekommen, wie schwierig es sich für andere Spieler anfühlt.

Das generelle Problem ist – und das gilt für alle Elemente des Gamedesigns – dass man durch die zahlreichen Tests schnell zum Profi seines eigenen Spiels wird. Deshalb sollte man möglichst früh einen kleinen Prototyp bauen, etwa mit zwei bis fünf Level, bevor man am Ende des Projekts hundert Level verändern muss.

Feinabstimmung

Basierend auf dem Feedback, passe die Größe und Form der Kollisionsboxen an, um die Balance zu verbessern. Überprüfe, wie die Kollisionsboxen den Schwierigkeitsgrad beeinflussen – und justiere sie entsprechend. Im Zweifelsfall, sofern das Spiel nicht ausdrücklich für Profigamer sein soll, mach das Spiel lieber ein bisschen zu leicht als zu schwer.

Sobald die Kollisionsboxen verändert werden, musst du alles noch einmal ordentlich testen. Iteriere zwischen Design, Implementierung und Testen, um eine gute Balance zu finden.

Beispiel-Workflow

Zum Abschluss folgt noch ein kleiner, allgemeiner Workflow, wie man Kollisionsboxen und Schwierigkeitsgrad in den Griff bekommen kann.

Prototyping

Implementiere grundlegende rechteckige Kollisionsboxen. Teste grundlegende Kollisionen (z. B. Spieler gegen Wände).

Erweitern und Verfeinern

Füge komplexere Kollisionsboxen für spezielle Objekte hinzu, sofern erforderlich. Beginne mit Performance-Profiling.

Testen und Anpassen

Führe Playtests durch und sammle Feedback. Passe die Kollisionsboxen an, um die Balance zu verbessern.

Optimierung

Implementiere ggf. eine hierarchische Kollisionserkennung. Nutze Spatial Partitioning für bessere Performance. Das ist eine Technik, die verwendet wird, um die Effizienz von Kollisionserkennung und anderen räumlichen Berechnungen zu verbessern. Diese Methode teilt den Raum, in dem das Spiel stattfindet, in kleinere, handhabbare Teile oder Regionen auf. Dadurch können die Anzahl der zu überprüfenden Kollisionen und die Berechnungszeit erheblich reduziert werden, da nur Objekte innerhalb der gleichen oder angrenzenden Regionen berücksichtigt werden müssen. Häufig wird dies bereits von der jeweiligen Engine übernommen.

Außerdem solltest du generell deine Kollisionsabfragen überprüfen und überlegen, ob man sie nicht einfacher – im Sinne der Performance – gestalten kann.

Finalisierung

Feinschliff basierend auf weiteren Tests und Feedback. Endgültige Performance-Optimierung und Bugfixing.

Durch diesen strukturierten Workflow kannst du sicherstellen, dass dein Spiel technisch funktioniert, sich gut anfühlt und performant bleibt.

Weiterführende Links

2D-Leveldesign
Die 22 PIXAR-STORYTELLING-REGELN – und was man als Gamedesigner daraus lernen kann
Spieleentwicklung und die zweiten 90% – Feinschliff und Details
Die Kunst der Geschwindigkeit: Speedruns in Computerspielen
Lernkurven in Spielen

Externe Links

Kollisionserkennung in der Wikipedia
GameDev.net – Forum um Tester zu finden
Gamasutra – Collision Detection Overview

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