Engineering Deep-Dives · Echtzeit-Simulation

Die Simulations-Engine hinter STARSHIP.

Die technischen Subsysteme, die das STARSHIP-Erlebnis tragen — keine eigenständigen Projekte, sondern die Engineering-Bausteine, die das Schiff überhaupt fliegen lassen.

Unity · C# · Python · JavaScript · Lua · Blender · Microcontroller · NFC/RFID · Shader · WebSockets · OSC/DMX · TTS

Nahtlos von der Planetenoberfläche bis in die Galaxis — ein zusammenhängender Raum, keine Ladebildschirme.
1–8 Spieler an Web-Stationen — läuft lokal, ohne Cloud.
Eigene Missionen & Level — per Editor und Scripting erweiterbar.

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01 / Engineering Deep-Dives

Engineering Deep-Dives

UNIVERSE SIMULATOR

Universe-Simulator

Hinter den Kulissen: Über große Distanzen bricht Unitys Physik durch ungenaue 32-Bit-Floats. Die stabile Basis dafür liefert ein Floating-Origin-System, das das Universum um das Schiff verschiebt. Darauf aufgebaut habe ich das Eigentliche: Welten aus zwei Quellen — deterministisch-prozedural aus einem Seed (auf jedem vernetzten Client identisch, ohne Weltdaten-Transfer) und frei per Level-Editor platziert (Macro-Scenes, spawnbare Stationen, einzelne Himmelskörper) — inklusive netzwerkweiter Spawn-Prozedur.

UnityC#ProzeduralLevel-EditorNetcode

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PHYSICS TOOLING

Collider-LOD-Manager

Hinter den Kulissen: Kollisionskörper an Asteroiden, Planeten, Schiffen und Stationen brachten über gigantische Distanzen Unitys Physik komplett aus dem Tritt — Kollisionen wurden gar nicht mehr erkannt. Ein Gegner, der an einem weit entfernten Planeten lauerte, konnte den Spieler schlicht nicht treffen. Mein Collider-LOD-Manager aktiviert Kollisionskörper nur noch im Umkreis von rund 100 km um das Schiff und schaltet alles Ferne distanzbasiert ab. Seither ist die Physik wieder verlässlich.

Unity PhysicsCollider-LODDistanz-Culling

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CONTROL BRIDGE

Modulare Steuerungs-Bridge

Hinter den Kulissen: Die Steuerung der Spielerstationen ist bewusst quellenoffen — dieselben Befehle lassen sich per Joystick mappen, über eine serielle Verbindung oder einen TCP-Socket (z.B. von einem ESP oder Raspberry Pi) senden oder einfach im Browser auslösen; übertragen wird als JSON-String, weil das performant genug ist. Die Stärke liegt in der Flexibilität: mitgelieferte, modulare Web-Interfaces in mehreren Optiken (Steel, 80s, Future) — oder man bestückt eine eigene Website im Wunsch-Look mit genau den benötigten Funktionen. Jeder Spieler öffnet das Interface auf seinem eigenen Gerät und lädt die Module seiner Rolle; für verschiedene Crew-Zusammenstellungen lassen sich Presets definieren.

JSON WebSockets Serial / TCP Rewired Modulare UI

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SHADER GRAPHICS

Dynamic Skybox & Sun Flares

Hinter den Kulissen: Starre Hintergrundbilder zerstören die Illusion von Bewegung im All. Dieser reaktive Skybox-Shader zeichnet volumetrische Nebel in Echtzeit. Nähert sich das Schiff einer Sonne, verändern sich Sonnen-Protuberanzen und Hitzeflimmern dynamisch basierend auf der berechneten Distanz im Shader.

Shaders Skybox Projection Unity Material Effects

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ROUTE PARSING

Dynamic FlightRoute-JSON Parsing

Hinter den Kulissen: Um Flugrouten flexibel im Web-Interface zu planen und an Unity zu übergeben, habe ich ein JSON-basiertes Navigations-Protokoll entworfen. Wegpunkte werden clientseitig berechnet, als JSON gestreamt und in Unity nahtlos in exakte Flugtrajektorien übersetzt, um Himmelskörper und Schiffe zu synchronisieren.

JSON Parsing Trajectory Math IWaypoint Sync Unity / Web

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OBSTACLE AVOIDANCE

Celestial Obstacle Avoidance

Hinter den Kulissen: Autopilot-Routen führen zwangsläufig nah an Sonnen, Planeten und Stationen vorbei — genau dort verlieren Unitys 32-Bit-Vektoren an Präzision. Ich habe dafür eine Vector3-Variante in double precision gebaut und sämtliche Vektorrechnungen neu implementiert. Um jedes Hindernis wird eine Ebene berechnet und — je nach Größe des Objekts — Wegpunkte darum herum gelegt, die sich dynamisch an die aktuelle Position des Spielerschiffs anpassen. So weicht das Schiff auch riesigen Objekten wie Sonnen zuverlässig aus.

Double PrecisionVector3 (double)Dynamic WaypointsAutopilot

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NETCODE ILLUSION

ShadowPursuer — Verfolger bei Highspeed

Hinter den Kulissen: Verfolgungsjagden bei extremen Geschwindigkeiten bringen jede Netzwerk-Synchronisation an ihre Grenzen. Flieht das Spielerschiff mit Highspeed, spawnt deshalb lokal ein „ShadowPursuer" — ein rein clientseitiger Verfolger, der ohne Netcode auskommt, Raketen abfeuert und den Druck aufrechterhält. Bremst die Crew ab, wird er nahtlos durch einen echten, vernetzten Fighter ersetzt. Die Jagd fühlt sich durchgehend an — der Wechsel bleibt unsichtbar.

NetcodeClient-side IllusionHighspeed-Handling

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02 / Game & Interaction Design

Erlebnisse und Steuerungen

Spaceship-UX

Schnittstellendesign und Bedienlayouts der Spielerstationen — optimiert für Stresssituationen, Informationsdichte und spezifische Brückenrollen.

UXUIDesign

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WEB STATION

WebGL-Sensor-Station

Radar im Browser: Die Sensor-Station läuft als Unity-WebGL-Build vollwertig im Webbrowser. Die Scan-Historie liegt auf dem Server, neue Kontakte hebt ein Diff-Highlighting hervor, Filter und Fraktions-Icons strukturieren das Lagebild — Scan-Positionen lassen sich direkt an die Steuerstation senden. Im Zusammenspiel von Web-Stationen, WebGL und Simulationssteuerung entsteht, was Science-Fiction sonst nur verspricht: ein Schiffscomputer-Interface, das keine Kulisse ist, sondern wirklich funktioniert.

Unity WebGLBrowser-StationScan-HistorieDiff-Highlighting

STORY ENGINE

Quest-System

Missionen als Content-Pakete: Der Quest-Manager ordnet Quests nach Spielerzahl und Schwierigkeit, zeigt die benötigten Stationen, weist sie Schiffen zu und überwacht den Fortschritt. Quests steuern Mission-Briefings, Captains Choices, Alerts, Schiffslogs, Audiologs auf Datapads und die TTS-Erzählung — mehrsprachig über Content-JSONs. Über dasselbe Webinterface greift der Spielleiter per Lua-Script live in laufende Quests ein.

Quest-ManagerCaptains ChoicesMission BriefingsMehrsprachig

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SCRIPTING

Lua-Scripting-Engine

Das inhaltliche Fundament der Simulation: eine eingebettete Lua-Engine (MoonSharp) mit Coroutinen, LuaAgents und Spawn-Katalogen. Missionen, Events, PIN-gesicherte Nachrichten, Systemausfälle, Zonen-Trigger und Waffen-Upgrades werden gescriptet statt einprogrammiert — neue Inhalte brauchen keinen neuen Build.

LuaMoonSharpLuaAgentsSpawn-Kataloge

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Konzeptzeichnung: Tricorder-Scan einer Energiezelle

Konzept-Visualisierung

HARDWARE INTERACTION

Smart Artifacts

Die Brücke zwischen Code und Materie: Physische Objekte im Raum (z. B. Energiezellen) mit integrierten LEDs, NFC-Chips und Live-Zustandssynchronisation mit der Simulation.

NFC/RFIDLED TelemetryAndroid APIWebSocket Bridge

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HARDWARE INTERACTION

LARP-Scanner

Physische Spielgegenstände mit NFC/RFID-Tags werden per Android-App gescannt — was der Scan verrät, hängt von Rolle und Scan-Tiefe ab. Ein Management-Server verwaltet Objekte, Rollen und Scan-Kontingente; die Simulation verändert die Objektdaten per Lua live, z. B. steigt der Energieoutput eines Artefakts, sobald die Schilde stehen.

NFC/RFIDAndroid-AppManagement-ServerLua-Anbindung

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HARDWARE INTERACTION

Turret-Joystick

Hinter den Kulissen: Ein funktionsfähiger Prototyp aus Styrodur: horizontale und vertikale Bewegungsachse, zwei Potentiometer, zwei Feuerknöpfe. Ein Arduino Micro liest die Achsen aus und meldet sich am PC als USB-HID-Gamecontroller — ganz ohne Treiber. Die qualitativ hochwertige Umsetzung steht noch aus.

PrototypArduinoUSB-HID

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ROOM CONTROL

OSC/DMX — Licht & Sound im Raum

Die Simulation endet nicht am Bildschirm: Über OSC- und DMX-Ausgabe steuert das Spiel echtes Licht und echten Sound im Raum — etwa über QLC+. Cues werden in INI-Dateien definiert; Treffer, Alarme und Story-Momente werden physisch spürbar.

OSCDMXQLC+Cue-Definitionen

VOICE

Kokoro-TTS — Schiffsansagen & Erzähler

Das Schiff spricht: Eine lokale Kokoro-TTS-Pipeline erzeugt Schiffsansagen („Shields at 20 percent") und die Erzählstimme der Missionen zur Laufzeit — mit Warteschlange, Cue-Definitionen und quest-gesteuerten Logs. Keine vorproduzierten Sprachdateien: Neue Texte sind sofort vertont.

Kokoro-TTSSchiffsansagenErzählerRuntime-Audio

ONBOARDING

Tutorial-Modus

Spielerisches Onboarding, das die Rail-Shooter-Mechanik nutzt, um Crews in kleinen, klar strukturierten Häppchen durch Funktionen und Stationen zu führen — unterhaltsam und immersiv statt trockenes Handbuch.

Onboarding UXDidaktikGame Design

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03 / Tech-Specs

Feature-Liste — der aktuelle Stand

Ein Auszug der wichtigsten Fähigkeiten der Engine — längst nicht alles. Sie befindet sich seit Jahren in kontinuierlicher Entwicklung.

Engine-Dossier · Fähigkeiten