Kurz erklärt · Spielmechanik
Kollisionserkennung ist der Teil eines Spiels, der prüft, ob sich zwei Objekte berühren oder überlappen – etwa Ball und Wand, Figur und Gegner oder Geschoss und Ziel. Sie läuft in jedem Rechenschritt und ist die Grundlage für Abprallen, Treffer und Einsammeln.
Auch: Collision Detection, Kollisionsabfrage, Kollisionsprüfung, Kollisionstest, Zusammenstoßerkennung
Was ist Kollisionserkennung?
Für dich ist sofort klar, wann ein Ball eine Wand trifft. Der Rechner sieht das nicht – er kennt nur Zahlen: Positionen, Größen, Formen. Kollisionserkennung (englisch Collision Detection) ist der Programmteil, der aus diesen Zahlen ausrechnet, ob sich zwei Dinge berühren. Ohne sie würden Figuren durch Böden fallen, Bälle durch Schläger fliegen und Münzen nie eingesammelt.
Dabei geht es um zwei Fragen, die man auseinanderhalten sollte:
- Erkennen: Überlappen sich zwei Formen – ja oder nein? Und wenn ja: wo und wie tief?
- Reagieren: Was passiert dann? Der Ball prallt ab, die Figur verliert ein Leben, die Münze verschwindet. Bei realistischen Bewegungen übernimmt das oft eine Physik-Engine.
Wie funktioniert Kollisionserkennung?
Spiele vergleichen nicht die detaillierte Grafik, sondern einfache Ersatzformen, die Hitboxen. Die häufigsten Tests:
| Formen | Prüfung | Typisch für |
|---|---|---|
| Zwei Rechtecke | überlappen sich waagerecht und senkrecht | Plattformen, Kacheln, Figuren |
| Zwei Kreise | Abstand der Mittelpunkte kleiner als beide Radien zusammen | Bälle, Kugeln, Explosionen |
| Kreis und Rechteck | der nächste Punkt des Rechtecks liegt im Kreis | Ball gegen Ziegel oder Schläger |
| Strahl | schneidet eine Linie eine Form? | Schüsse, Sichtlinien |
Weil ein Spiel viele Objekte hat, prüft es meist in zwei Stufen. Eine schnelle Grobprüfung (englisch Broad Phase) sortiert alles aus, was weit auseinanderliegt, etwa mit einem groben Raster. Nur die übrigen Paare bekommen den genauen Test (Narrow Phase). Bei 100 Objekten wären es sonst 4.950 Paare – in jedem einzelnen Bild.
Warum tunneln schnelle Objekte durch Wände?
Die Prüfung läuft nicht ununterbrochen, sondern einmal pro Durchlauf der Spielschleife, oft 60-mal pro Sekunde. Dazwischen springt jedes Objekt ein Stück weiter. Ist es sehr schnell oder die Wand sehr dünn, liegt es im einen Bild noch vor der Wand und im nächsten schon dahinter. In keinem Bild überlappen sich die Formen, der Zusammenstoß wird nie bemerkt. Dieses Durchrutschen heißt Tunneling – die untere Reihe der Animation zeigt es.
Dagegen helfen mehrere Tricks:
- Zwischenschritte: Schnelle Objekte werden in mehreren kleinen Teilschritten bewegt und jedes Mal geprüft.
- Fortlaufende Prüfung (englisch Continuous Collision Detection): Das Spiel prüft die ganze Strecke zwischen zwei Positionen, nicht nur die Endpunkte.
- Level-Design: Keine hauchdünnen Hindernisse, eine sinnvolle Höchstgeschwindigkeit.
Tipp: Fällt die Bildrate stark ab, werden die Sprünge zwischen zwei Bildern größer. Spiele mit festem Rechentakt sind deshalb robuster gegen Tunneling als solche, die einfach pro Bild weiterrechnen.
Kollisionserkennung, Hitbox und Physik-Engine: der Unterschied
- Die Hitbox ist die vereinfachte Form eines Objekts – das Was.
- Die Kollisionserkennung vergleicht diese Formen und meldet Berührungen – das Ob.
- Die Physik-Engine berechnet, wie die Objekte danach reagieren – das Wie, etwa Abprall, Reibung und Drehung.
Nicht jede Kollision löst Physik aus. Viele Berührungen sind reine Auslöser: Eine Figur erreicht einen Checkpoint, sammelt ein Extra ein oder läuft in eine Falle. Für den Rechner ist das dieselbe Frage – überlappt sich das? –, nur die Reaktion ist eine andere. In Physikspielen ist die Kollisionserkennung dagegen der Motor des ganzen Spiels.
Kollisionserkennung in Spielen auf Player 0o5
Ziegelbrecher
In Ziegelbrecher entscheidet der Berührungspunkt über den Abprall: Trifft der Ball die Schlägermitte, fliegt er steil nach oben, am Rand flach zur Seite. An unzerstörbaren Stahlziegeln prallt er nur ab.
Blasenknaller
In Blasenknaller bleibt jede abgeschossene Blase dort hängen, wo sie das Sechseck-Raster berührt. Eine Hilfslinie zeigt die Flugbahn vorab, auch wenn die Blase an der Bande abprallt.
Bumpy Buggy
Bumpy Buggy achtet ständig darauf, ob der Fahrer mit dem Kopf aufschlägt. Passiert das, überschlägt sich das Auto oder stürzt es ab, beginnt das Level sofort von vorn.
Puttmeister
In Puttmeister prallt der Ball von Banden, Fliegenpilzen, Pollern und Felsen ab. Ins Loch fällt er nur, wenn er nicht zu schnell ist – sonst rollt er über den Rand hinweg.
Häufige Fragen zu Kollisionserkennung
Was ist Kollisionserkennung in Spielen?
Kollisionserkennung prüft, ob sich zwei Objekte berühren oder überlappen. Das Spiel macht das in jedem Rechenschritt und löst danach eine Reaktion aus, etwa Abprallen, Schaden oder Einsammeln.
Was bedeutet Tunneling im Spiel?
Tunneling heißt, dass ein schnelles Objekt durch eine dünne Wand rutscht, weil es in einem Bild davor und im nächsten schon dahinter ist. Zwischenschritte oder eine Prüfung der ganzen Strecke verhindern das.
Was ist der Unterschied zwischen Hitbox und Kollisionserkennung?
Die Hitbox ist die vereinfachte Form eines Objekts. Die Kollisionserkennung ist das Verfahren, das zwei solche Formen vergleicht und meldet, ob sie sich überlappen.
Warum fällt meine Figur manchmal durch den Boden?
Meist hat die Kollisionserkennung eine Berührung verpasst, etwa weil das Spiel stark ruckelt und die Figur zwischen zwei Bildern zu weit fällt. Auch Lücken in den unsichtbaren Kollisionsformen eines Levels können schuld sein.
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