Ein Glossar des Game Engineerings

2
2.5D

Eine hybride Darstellung in der Spieleentwicklung, die 2D- und 3D-Elemente kombiniert, indem sie entweder 2D-Mechaniken in 3D-Umgebungen oder 3D-Darstellungen mit 2D-Bewegungslogik verwendet.
A
AAA-Titel

AAA-Titel, häufig auch Triple-A-Titel genannt, sind Spieleproduktionen, die von großen Studios mit hohen Budgets und beträchtlichen Ressourcen entwickelt werden.

Antipattern

Antipattern stellen einen wichtigen Schritt in der systematischen Untersuchung von Softwarequalität dar, indem sie typische Probleme in der Softwareentwicklung und deren Ursachen beleuchten.
B
Benutzerinteraktion

Die Benutzerinteraktion bezeichnet dabei den Prozess der aktiven Kommunikation zwischen einem Benutzer und einem digitalen System, einer Software oder einem Spiel. Sie umfasst alle Eingaben, die der Benutzer tätigt, sowie die Reaktionen, die das System daraufhin zurückgibt.

Benutzererfahrung

Benutzererfahrung auch User Experience (UX) bezeichnet die Gesamtheit der Wahrnehmungen, Emotionen und Reaktionen eines Nutzers während und nach der Interaktion mit einem Produkt, einer Software oder einem System. Sie umfasst sowohl funktionale Aspekte wie Benutzerfreundlichkeit, Effizienz und Reaktionsgeschwindigkeit, als auch subjektive Faktoren wie Freude, Frustration, Immersion und ästhetische Gestaltung.

Bibliothek

Eine einzelne Bibliothek ist die flexibelste, aber auch spezialisierteste Lösung. Sie konzentriert sich darauf, Funktionen oder Module für spezifische Aufgaben bereitzustellen, ohne einen festen Rahmen oder eine Architektur vorzugeben. Eine Bibliothek ist eine Sammlung von Funktionen, Klassen oder APIs, die Entwickler:innen nach Bedarf in ihre Projekte integrieren können.

Bokeh-Verhalten

Das Bokeh-Verhalten beschreibt die Art und Weise, wie unscharfe Lichtquellen oder Reflexionen in einem Bild dargestellt werden, insbesondere deren Form, Intensität und Weichheit, die durch die Blendenöffnung und die optischen Eigenschaften der Kamera oder des Rendering-Systems bestimmt werden.

Buffs

Temporäre oder permanente positive Effekte in Spielen, die die Fähigkeiten oder Attribute eines Charakters, einer Einheit oder eines Objekts verbessern, z. B. durch erhöhten Schaden oder schnellere Bewegung.
C
Capping-Techniken

Capping-Techniken sind eine Reihe von Methoden in der Computergrafik, die dazu dienen, visuelle Artefakte zu verhindern, die durch unvollständige oder abgeschnittene Geometrien entstehen.

Cel-Shading

Cel-Shading, auch bekannt als Toon-Shading, ist eine Rendering-Technik, die eine stilisierte, comicartige Darstellung erzeugt, indem sie Objekte mit flachen Farbflächen und harten Kanten anstelle von weichen Farbverläufen rendert.

Clamping

Clamping bezeichnet in der Computergrafik im Allgemeinen die Begrenzung eines Wertebereichs auf ein definiertes Minimum und Maximum, um sicherzustellen, dass Variablen, Farbwerte oder Helligkeitsstufen innerhalb eines gewünschten Bereichs bleiben und unerwünschte Artefakte oder extreme Werte vermieden werden.

Clipping

Beim Clipping-Effekt entstehen Artefakte wie überbelichtete Flächen, bei denen helle Bildbereiche vollständig weiß erscheinen; oder es entstehen fehlende Details in Schatten, die nur als reine Schwarzflächen dargestellt werden.

Collider

Eine Komponente, die die physikalischen Grenzen eines Game Objects definiert und zur Erkennung von Kollisionen mit anderen Objekten verwendet wird.

Culling

Culling ist eine Optimierungstechnik in der Computergrafik, bei der unsichtbare oder irrelevante Objekte von der Rendering-Pipeline ausgeschlossen werden, um die Performance zu verbessern.
D
Depth Clamping

Depth Clamping ist eine Technik in der Computergrafik, die verhindert, dass Geometrie außerhalb des sichtbaren Tiefenbereichs abgeschnitten wird, während sie dennoch korrekt in den Z-Puffer geschrieben wird. Statt Objekte, die über die Near- oder Far-Clipping-Plane hinausreichen, vollständig zu entfernen, werden ihre Tiefenwerte so angepasst, dass sie innerhalb des gültigen Tiefenbereichs bleiben.

Depth Testing

Depth Testing, auch Z-Buffering genannt, ist eine Technik in der Rendering-Pipeline, die bestimmt, welche Pixel eines 3D-Objekts sichtbar sind und welche von anderen Objekten verdeckt werden. Dabei wird für jeden Pixel ein Tiefenwert gespeichert, der angibt, wie weit das Objekt von der Kamera entfernt ist. Diesen Wert nennt man Z-Wert. Wenn ein neues Fragment an derselben Position gezeichnet werden soll, wird dessen Z-Wert mit dem gespeicherten Wert verglichen. Ist der neue Wert kleiner, also näher an der Kamera, so wird das Fragment gezeichnet. Andernfalls wird es verworfen. Dieses Verfahren stellt sicher, dass weiter entfernte Objekte nicht fälschlicherweise über nähere Objekte gezeichnet werden, wodurch eine korrekte Tiefendarstellung in der Szene entsteht.

Deadzone

Die Deadzone bezeichnet einen Bereich innerhalb der analogen Eingabesteuerung, in dem kleine Bewegungen eines Eingabegeräts nicht registriert oder ignoriert werden. Sie wird hauptsächlich bei Joysticks, Gamepad-Sticks, Lenkrädern und analogen Triggern verwendet, um ungewollte Eingaben zu vermeiden, die durch minimale Bewegungen oder Hardware-Ungenauigkeiten entstehen.

Dithering

Dithering ist eine Technik zur Reduzierung von sichtbaren Farbbanding-Artefakten, indem fehlende Farbnuancen durch eine optische Mischung von Pixeln unterschiedlicher Farben simuliert werden. Anstatt abrupte Farbwechsel zu zeigen, verteilt Dithering feine Muster aus benachbarten Farbpunkten, sodass das menschliche Auge den Eindruck eines sanften Übergangs erhält.
E
Entwurfsmuster

Bewährte, abstrahierte Lösungen für wiederkehrende Probleme in der Softwareentwicklung, die helfen, Softwarearchitekturen flexibler, wiederverwendbarer und wartbarer zu gestalten.

Das EVA-Prinzip

Das EVA-Prinzip steht für Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe und beschreibt ein grundlegendes Konzept der Informatik und der Datenverarbeitung. Es beschreibt die Reihenfolge, in der ein System Daten verarbeitet: Zunächst werden Daten der Eingabe erfasst, anschließend werden diese Daten verarbeitet und schließlich werden die Ergebnisse in der Ausgabe präsentiert. Dieses Prinzip bildet die Basis nahezu aller computerbasierten Systeme und Programme.
F
Framebuffer

Ein Framebuffer ist ein Speicherbereich in der GPU, der die gerenderten Bilddaten vor der finalen Ausgabe auf den Bildschirm enthält. Er speichert Farbwerte, Tiefeninformationen (Z-Buffer) und möglicherweise Stencil-Daten für jedes Pixel.

Frames per Second

Frames per Second (FPS) bedeutet die Anzahl der dargestellten Bilder pro Sekunde, die auf dem Bildschirm dargestellt werden. Der FPS-Wert ist ein Maß für die Flüssigkeit und Reaktionsfähigkeit eines Spiels oder einer Anwendung und spielt eine entscheidende Rolle für das visuelle und interaktive Erlebnis des Spielers.

Framework

Ein einzelnes Framework konzentriert sich auf die Bereitstellung einer strukturierten Architektur für die Entwicklung. Frameworks bieten vordefinierte Schnittstellen, Klassen und Methoden, die die Entwicklung erleichtern, ohne alle Aspekte eines Spiels abzudecken.

Frustum Culling

Das Frustum Culling ist eine Optimierungstechnik, die sicherstellt, dass nur die Objekte gerendert werden, die sich innerhalb des sichtbaren Bereichs der Kamera befinden. Dies reduziert die Anzahl der Zeichenoperationen erheblich und verbessert die Performance, da die GPU nur tatsächlich sichtbare Geometrie verarbeitet.
G
Game Engine

Eine Game Engine ist eine Softwareplattform, die die grundlegenden Werkzeuge und Funktionen bereitstellt, die zur Entwicklung und Ausführung von Videospielen benötigt werden. Sie dient als technisches Fundament für Spieleentwickler und abstrahiert komplexe Programmieraufgaben wie Rendering, Physik, Audio und Input-Handling, um die Entwicklung effizienter und zugänglicher zu gestalten.

Game Loop

Der Game Loop ist eine kontinuierlich laufende Schleife, die dafür sorgt, dass das Spiel zu jedem Zeitpunkt auf Eingaben reagieren, die Spielwelt aktualisieren und den aktuellen Zustand der Szene auf dem Bildschirm darstellen kann.

Game Object

Die grundlegende Einheit einer Spielszene, die als Container für Komponenten dient und alle physischen oder logischen Entitäten eines Spiels wie Spieler, Gegner oder Hindernisse repräsentiert.

Ghosting

Ghosting bezeichnet das unerwünschte Nachziehen oder Überlagern von Bildinformationen aus vorherigen Frames, das entsteht, wenn die Bewegungsvektoren nicht exakt übereinstimmen und dadurch halbtransparente Silhouetten oder verwischte Kanten an sich bewegenden Objekten sichtbar bleiben.

Glow

Glow ist ein grafischer Effekt in der Computergrafik, der dazu dient, Objekte oder Lichtquellen so darzustellen, dass sie eine leuchtende Aura oder ein weiches Strahlen um sich herum erzeugen.

Gott-Klasse

Eine Gott-Klasse ist ein Begriff aus der Softwareentwicklung und beschreibt eine Klasse, die in einem Programm zu viele Verantwortlichkeiten übernimmt und eine übermäßige Anzahl an Methoden, Eigenschaften oder Abhängigkeiten aufweist. Sie ist eine Antipattern-Klasse, da sie entgegen den Prinzipien eines guten Designs steht und den Code unübersichtlich, schwer wartbar und fehleranfällig macht.

GPU

Eine GPU (Graphics Processing Unit, Grafikprozessor) ist eine spezialisierte Prozessor-Einheit, die für die schnelle Berechnung und Verarbeitung von Grafikinhalten optimiert ist.
H
I
Indie-Entwickler

Ein Indie-Entwickler, kurz für Independent Developer, ist eine Einzelpersonen oder ein kleines Team, das unabhängig von großen Spielepublishern oder -studios Spiele entwickelt.

intuitive Steuerung

Eine Steuerung gilt als intuitiv, wenn der Spieler ohne lange Einarbeitungszeit versteht, wie er das Spiel steuern kann, und wenn sich die Interaktionen natürlich und vorhersehbar anfühlen.
J
K
Komponente

Eine modulare Einheit in einem Game Object, die spezifische Funktionen wie Position, Kollisionserkennung oder Steuerungslogik bereitstellt und zur Erweiterung von Game Objects dient.
L
Lag-Kompensation

Lag-Kompensation ist eine Technik in Multiplayer-Spielen, die Verzögerungen durch Netzwerkverbindungen ausgleicht, um eine faire und gleichzeitige Spielerfahrung zu gewährleisten.

Latenzzeit

Die Latenzzeit ist die Verzögerung zwischen einer Eingabe und der entsprechenden Reaktion im Spiel.

Layer

Layer bieten eine zusätzliche Möglichkeit, Game Objects nach bestimmten Kriterien zu gruppieren. Jeder Layer repräsentiert eine logische Schicht, die beispielsweise für unterschiedliche Zwecke genutzt werden kann.

Lifecycle-Management

Das Lifecycle-Management eines Game Objects steuert die Phasen von dessen Existenz: von der Initialisierung über die Laufzeit bis hin zur Zerstörung.

Low-Poly-Modell

Ein Low-Poly-Modell ist ein 3D-Modell mit einer geringen Anzahl an Polygonen, das speziell für leistungsoptimierte Echtzeit-Anwendungen wie Videospiele, Virtual Reality und mobile Anwendungen entwickelt wurde. Der Begriff „Low-Poly“ bezieht sich auf die geringe Polygonanzahl eines Modells, was bedeutet, dass es weniger Eckpunkte, Kanten und Flächen besitzt als ein High-Poly-Modell.
M
Mach-Banding

Mach-Banding ist ein visueller Artefakt-Effekt in der Computergrafik, bei dem harte, sichtbare Kanten zwischen Farbverläufen auftreten, anstatt eines weichen Übergangs.

Mana

Eine Ressource in Spielen, die typischerweise für das Wirken von Zaubern oder die Nutzung magischer Fähigkeiten benötigt wird und oft durch eine blaue Leiste dargestellt wird.

Mesh

Ein Mesh ist eine polygonale Netzstruktur, die zur Darstellung von 3D-Modellen in der Computergrafik verwendet wird. Es besteht aus einer Menge von Vertices, Kanten und Polygonen, die zusammen die Oberfläche eines Objekts definieren. In den meisten Anwendungen werden Dreiecke oder Vierecke als Grundelemente eines Meshes verwendet, da diese effizient von der GPU verarbeitet werden können.

Mods

Von Spielern oder Drittentwicklern erstellte Änderungen oder Erweiterungen eines bestehenden Videospiels, die von kosmetischen Anpassungen bis hin zu vollständigen Umgestaltungen reichen können.

Multi-Plattform-Engines

Software-Frameworks, die es Entwicklern ermöglichen, Spiele oder Anwendungen mit einer einzigen Codebasis für mehrere Plattformen wie PC, Konsolen, Mobilgeräte und Webbrowser zu erstellen.
N
O
Observer-Entwurfsmuster

Das Observer-Entwurfsmuster ist ein Verhaltensmuster, das eine Eins-zu-Viele-Abhängigkeit zwischen Objekten definiert. Es ermöglicht, dass mehrere abhängige Objekte automatisch benachrichtigt werden, wenn ein bestimmtes Objekt ein Ereignis auslöst. Dieses Muster wird häufig in Szenarien verwendet, in denen ein Objekt als zentrale Quelle von Ereignissen fungiert. Dieses besondere Objekt als Quelle von Ereignissen nennt man Subjekt. Diejenigen Objekte, die an den Ereignissen interessiert sind, nennt man Observer bzw. Beobachter.
P
Partikelsystem

Ein Partikelsystem ist eine Rendering- und Simulationstechnik, die verwendet wird, um dynamische, visuelle Effekte wie Rauch, Feuer, Explosionen, Regen, Schnee, Funken oder magische Effekte zu erzeugen. Es basiert auf einer großen Anzahl kleiner, individueller Partikel, die als Punkte, Sprites oder einfache geometrische Formen dargestellt werden und sich nach bestimmten physikalischen Regeln verhalten.

Phong-Shading

Phong-Shading ist eine Beleuchtungs- und Interpolationsmethode in der Computergrafik, die für weiche Lichtübergänge und realistischere Reflexionen als frühere Verfahren wie Gouraud-Shading sorgt.

PlayerController

Eine spezifische Komponente in einem Game Object, die die Eingabe des Spielers verarbeitet und die Bewegung oder das Verhalten des Objekts steuert.

Polling

Polling bezeichnet eine Methode, bei der ein System oder Prozess wiederholt den Status oder die Verfügbarkeit von Daten oder Ereignissen abfragt, anstatt auf eine Benachrichtigung oder ein Signal zu warten. Es handelt sich dabei um eine aktive Abfrage durch eine Schleife oder einen festgelegten Zeitintervall, um Informationen von einer Ressource, einem Gerät oder einer Schnittstelle zu erhalten.

Prefab

Ein Prefab (prefabricated object) ist eine Vorlage oder Blaupause in der Spieleentwicklung, die es ermöglicht, vorab konfigurierte Game Objects und ihre Komponenten zu speichern und wiederzuverwenden.

Push-Nachrichten

Push-Nachrichten sind Benachrichtigungen, die von einem Server (hier: das Subjekt) aktiv an ein Client-Gerät (hier: ein Beobachter) gesendet werden, ohne dass das Gerät aktiv nach diesen Informationen fragt. Sie ermöglichen eine direkte und zeitnahe Kommunikation, bei der neue Informationen oder Ereignisse sofort auf dem Client angezeigt werden, sobald sie verfügbar sind.
Q
R
Raycasting

Raycasting ist eine Technik der Computergrafik, bei der Strahlen (Rays) von einem Ursprungspunkt in eine Szene ausgesendet werden, um zu bestimmen, welche Objekte getroffen werden. Es wird häufig für Sichtbarkeitsprüfungen, Kollisionsdetektion, Schattensimulation und einfache 3D-Rendering-Techniken verwendet.

Raytracing

Raytracing ist eine Rendering-Technik, die die physikalische Ausbreitung von Lichtstrahlen simuliert, um realistische Beleuchtung, Reflexionen und Schatten in einer Szene zu erzeugen. Dabei wird für jeden Pixel eines Bildes ein Lichtstrahl von der Kamera aus in die Szene ausgesendet, um zu berechnen, welche Objekte getroffen werden und wie Licht, Materialien und Schatten miteinander interagieren.

Rigidbody

Ein Rigidbody ist eine Komponente in Game Engines, die verwendet wird, um ein Objekt physikalisch korrekt in der Spielwelt zu simulieren. Sie macht ein Objekt zu einem „starren Körper“, der auf physikalische Kräfte wie Schwerkraft, Impulse und Kollisionen reagiert. Rigidbody-Komponenten sind essenziell, um realistische Bewegungen und Interaktionen zwischen Objekten in einer physikalischen Simulation zu ermöglichen.
S
Shader

Ein Shader ist ein kleines, spezialisiertes Programm, das auf einer GPU ausgeführt wird, um grafische Berechnungen in Echtzeit durchzuführen. Shader steuern das Rendering von Geometrie, Farben, Beleuchtung, Schatten, Texturen und Spezialeffekten, indem sie festlegen, wie einzelne Pixel oder Vertex-Daten verarbeitet werden.

Skinning

Skinning ist eine Technik in der Computergrafik und Animation, die es ermöglicht, ein 3D-Skelett mit einem Polygonnetz zu verbinden, sodass sich das Modell realistisch bewegen kann.

Skybox

Eine Skybox stellt weit entfernte Hintergründe wie Himmel, Berge oder Städte dar.

Softwaretechnik

Ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit der systematischen, methodischen und disziplinierten Entwicklung von Software beschäftigt, um qualitativ hochwertige, wartbare und wirtschaftliche Lösungen zu schaffen.

Spawnen

Spawnen bezeichnet in der Spieleentwicklung das Erzeugen oder Platzieren eines Objekts, Charakters oder einer Entität in der Spielwelt, entweder zu Beginn oder dynamisch während des Spiels. Der Begriff wird universell verwendet, um die dynamische Instanziierung von Objekten zu beschreiben, sei es für Gegner, Spieler, Items oder andere Spielinhalte.

Sprite

Ein Sprite ist ein zweidimensionales Bild oder eine Grafik, die in der Computergrafik und Spieleentwicklung verwendet wird, um Objekte wie Charaktere, Hintergründe, Projektile oder UI-Elemente darzustellen. Sprites sind meist rechteckige Texturen, die auf den Bildschirm gezeichnet und unabhängig von anderen grafischen Elementen bewegt, animiert oder skaliert werden können.

Szene

Ein definierter Abschnitt eines Spiels, der alle relevanten Objekte, Mechaniken und Ressourcen enthält und eine spielbare Umgebung darstellt.

Szenengraph

Eine hierarchische Datenstruktur, die die logische und räumliche Organisation von Objekten in einer Szene verwaltet und deren Transformationen und Beziehungen effizient handhabbar macht.
T
Tags

Tags sind beschreibende Labels, die einem Game Object zugewiesen werden können, um dessen Zweck oder Eigenschaften zu kennzeichnen.

Transform

Eine Komponente in einem Game Object, die die Position, Rotation und Skalierung eines Objekts in der Spielwelt definiert und verwaltet.

TransformComponent

Eine spezifische Implementierung der Transform-Komponente, die die Bewegung und räumliche Anpassung eines Game Objects in einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Szene ermöglicht.

Tessellation

Tessellation ist ein Verfahren in der Computergrafik, das ein 3D-Modell in kleinere Polygone unterteilt, um die Detailgenauigkeit und geometrische Komplexität dynamisch zu erhöhen. Diese Technik wird häufig genutzt, um glatte Oberflächen, detaillierte Landschaften oder realistische Charaktermodelle zu erzeugen, ohne dass extrem hochauflösende Meshes im Speicher gehalten werden müssen.
U
Unified Modeling Language

Die Unified Modeling Language (UML) ist eine standardisierte grafische Notation, die verwendet wird, um Systeme in der Softwareentwicklung zu visualisieren, zu spezifizieren, zu konstruieren und zu dokumentieren. Sie dient dazu, komplexe Softwarearchitekturen und -prozesse übersichtlich darzustellen und die Kommunikation zwischen Entwicklern, Designern und anderen Beteiligten zu erleichtern.

Unwrapping

Unwrapping ist der Prozess des Abbildens einer 3D-Oberfläche auf eine 2D-Textur durch das Erstellen einer UV-Koordinatenkarte. Dabei wird die 3D-Geometrie eines Modells entfaltet, sodass eine flache 2D-Darstellung entsteht, auf die eine Textur aufgetragen werden kann. Dieser Schritt ist essenziell für das UV-Mapping, da er bestimmt, wie eine Textur auf die Oberfläche eines 3D-Objekts projiziert wird.
V
Vertex

Ein Vertex (Plural: Vertices) ist ein grundlegender Punkt in der Computergrafik und 3D-Modellierung, der die Eckpunkte einer geometrischen Form definiert. In Polygonnetzen, die zur Darstellung von 3D-Objekten verwendet werden, bestehen Flächen wie Dreiecke oder Vierecke aus mehreren Vertices, die miteinander verbunden sind. Jeder Vertex enthält typischerweise x/y/z-Koordinateninformationen und kann zusätzliche Attribute wie Normalenvektoren, Texturkoordinaten oder Farbwerte enthalten, um Lichtberechnungen und Materialien zu unterstützen.
W
X
Y
Z
Z-Buffering

Depth Testing, auch Z-Buffering genannt, ist eine Technik in der Rendering-Pipeline, die bestimmt, welche Pixel eines 3D-Objekts sichtbar sind und welche von anderen Objekten verdeckt werden. Dabei wird für jeden Pixel ein Tiefenwert gespeichert, der angibt, wie weit das Objekt von der Kamera entfernt ist. Diesen Wert nennt man Z-Wert. Wenn ein neues Fragment an derselben Position gezeichnet werden soll, wird dessen Z-Wert mit dem gespeicherten Wert verglichen. Ist der neue Wert kleiner, also näher an der Kamera, so wird das Fragment gezeichnet. Andernfalls wird es verworfen. Dieses Verfahren stellt sicher, dass weiter entfernte Objekte nicht fälschlicherweise über nähere Objekte gezeichnet werden, wodurch eine korrekte Tiefendarstellung in der Szene entsteht.

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