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Game Engine oder Web-Stack? Technologischer Vergleich zweier 3D-Spiel-Prototypen

by Mario Wehr

Überblick

  • Projektteam: Reichhold Franziska, Mario Wehr (Betreuer)
  • Typ: Projekt Bachelor/ Bachelorarbeit
  • Zeitraum: 2025/2026
  • Tools & Technologien:
    HTML, SCSS, CSS, React, React Three FiberUnity Game Engine,

Motivation und Problemstellung

Ziel des Projekts ist es zu untersuchen, inwieweit ein moderner Web-Framework-Ansatz eine klassische Game-Engine-Umsetzung bei browserbasierten Spielen ersetzen oder sinnvoll ergänzen kann. Während etablierte Game-Engines wie Unity seit Jahren professionelle Workflows, integrierte Physiksysteme und ausgereifte Toolchains bieten, haben sich Web-Technologien in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Mit WebGL, Three.js und darauf aufbauenden Frameworks wie React Three Fiber (R3F) ist es möglich geworden, komplexe 3D-Anwendungen direkt im Browser umzusetzen.

Das Projekt verfolgt daher zwei zentrale Fragestellungen:

  • Wie unterscheiden sich Entwicklungsprozess, Komplexität und Flexibilität beider Ansätze?
  • Welche Unterschiede ergeben sich hinsichtlich Performance, Wartbarkeit, Skalierbarkeit und Nutzererlebnis?

Als Vergleichsbasis dient ein identisches physikbasiertes Puzzle-(Artillery)-Spielkonzept („Angry Birds Clone“), das in beiden Technologien möglichst funktionsgleich umgesetzt wurde.

Vorgehensweise & Umsetzung

Um eine faire Vergleichsbasis zu schaffen, wurden beide Prototypen mit identischen Kernfeatures realisiert:

  • Slingshot-Mechanik mit Zug- und Spannlogik
  • Physikalisch korrekte Flugbahn
  • Kollisionserkennung und Objektzerstörung
  • Mehrere einfache Levelstrukturen
  • Reset- und Neustart-Mechanik

Unity WebGL
Der Unity-Prototyp wurde in einer integrierten Entwicklungsumgebung erstellt. Dabei kamen folgende Vorteile zum Tragen:

  • Visueller Editor mit Scene-View und Inspector
  • Eingebautes Physiksystem (Rigidbodies, Collider, Physik-Materialien)
  • Prefab-System zur Wiederverwendbarkeit von Objekten
  • Direkt integrierte Build-Pipeline für WebGL

Die Umsetzung profitierte von Unitys komponentenbasiertem Ansatz sowie von sofortigem visuellem Feedback im Editor. Gameplay-Anpassungen konnten schnell durch Parametervariation vorgenommen werden. Der Export als WebGL-Build ermöglichte die direkte Bereitstellung im Browser.

React Three Fiber
Die Umsetzung mit React Three Fiber stellte gleichzeitig die erste intensive Auseinandersetzung mit webbasierten Game-Development-Ansätzen dar. R3F basiert auf Three.js und integriert 3D-Szenen in das deklarative React-Komponentenmodell.

Zusätzlich wurden folgende Technologien eingesetzt:

  • JavaScript / TypeScript
  • React-State-Management
  • Physik-Engine (z. B. cannon-es oder rapier)
  • Vite oder Next.js als Build-System

Die Entwicklung erforderte ein stärkeres Verständnis für Rendering-Pipelines, Szenegraphen, Re-Render-Logik und State-Management. Im Gegensatz zu Unity existiert kein visueller Editor – Szenen werden vollständig im Code definiert. Dadurch entsteht einerseits mehr Kontrolle und Transparenz, andererseits auch ein höherer initialer Implementierungsaufwand.

Ausblick

Im weiteren Projektverlauf sind geplant:

  • Detaillierte Performance-Messungen (FPS, Speicherverbrauch, Ladezeit)
  • Vergleich der Build-Größen
    Erweiterung um zusätzliche Gameplay-Features (z. B. Spezialfähigkeiten, Partikeleffekte)
  • Analyse der Skalierbarkeit bei steigender Objektanzahl
  • Untersuchung von UX-Aspekten und wahrgenommenem „Game-Feel“
  • Bewertung der Wartbarkeit und Erweiterbarkeit beider Codebasen

Langfristig soll geklärt werden, in welchen Szenarien ein Web-Framework-Ansatz eine vollwertige Alternative zur klassischen Game-Engine darstellt – und wo spezialisierte Engines weiterhin klare Vorteile bieten.

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