# Voxel Resolution: Wie klein koennen wir gehen? ## Die physikalischen und praktischen Grenzen --- ## Uebersicht: Alle Resolutionen im Vergleich ``` 1.00m ██████████ Minecraft Grob, ikonisch 0.50m █████ Trove LEGO-artig 0.25m ███ Unser alter Plan Erkennbar 0.10m █ Teardown, Plan B Detailliert, MagicaVoxel 0.05m ▌ 5cm -- "HD Voxel" Sehr fein, fast smooth 0.025m ▎ 2.5cm -- "Ultra" Skulptur-Qualitaet 0.01m ▏ 1cm -- "Micro" Physisches Limit im Browser ``` --- ## Die harte Grenze: Speicher Alles haengt von einer Formel ab: ``` Voxel-Count = Weltbreite/Resolution × Welttiefe/Resolution × Welthoehe/Resolution Speicher (roh) = Voxel-Count × 2 Bytes (u16) Speicher (komprimiert) ≈ Speicher (roh) × 5-20% (je nach Inhalt) ``` ### Browser-Limits ``` WASM Memory: Max 4 GB (theoretisch), praktisch 1-2 GB nutzbar GPU Memory (Desktop): 2-12 GB GPU Memory (Mobile): 0.5-2 GB (shared mit System) Netzwerk (Initial): Unter 50 MB fuer schnellen Start Faustregel: Max ~200 Mio. Voxel roh, ~50 Mio. sichtbar gemesht ``` --- ## Resolution × Weltgroesse Matrix ### 5cm Voxel (0.05m) -- "HD Voxel" ``` 20 Voxel pro Meter │ 8.000 Voxel pro m³ ``` | Welt-Groesse | Beschreibung | Chunks (32³) | Voxel | RAM roh | RAM kompr. | Machbar? | | ------------------- | -------------------- | --------------- | ----- | ------- | ---------- | ----------- | | **8m × 8m × 4m** | Ein Raum | 5×5×3 = 75 | 10M | 20 MB | 2-5 MB | Trivial | | **16m × 16m × 8m** | Wohnung/Dungeon-Flur | 10×10×5 = 500 | 82M | 160 MB | 15-40 MB | Gut | | **24m × 24m × 10m** | Grosses Level | 15×15×7 = 1.575 | 230M | 460 MB | 40-100 MB | Grenzwertig | | **32m × 32m × 12m** | Maximum | 20×20×8 = 3.200 | 490M | 980 MB | 80-200 MB | Nur Desktop | **Detail bei 5cm:** - Ein Mensch: 10 × 6 × 36 = **2.160 Voxel** -- Gesichtszuege andeutbar! - Schwert: 6 × 2 × 30 Voxel -- Gravuren auf der Klinge moeglich - Blume: 4 × 4 × 8 Voxel -- einzelne Blumenblaetter - Tuerklinke: 3 × 2 × 1 Voxel -- sichtbar und greifbar - Buch: 8 × 2 × 10 Voxel -- Seiten angedeutet, Titel auf Cover **Sweet Spot: 16m × 16m × 8m** (eine Wohnung, ein Dungeon-Level, eine Arena). ~80 Mio. Voxel, komprimiert ~20 MB. Laeuft im Browser. --- ### 2.5cm Voxel (0.025m) -- "Ultra Detail" ``` 40 Voxel pro Meter │ 64.000 Voxel pro m³ ``` | Welt-Groesse | Beschreibung | Chunks (32³) | Voxel | RAM roh | RAM kompr. | Machbar? | | ------------------ | ----------------- | --------------- | ----- | ------- | ---------- | -------------- | | **4m × 4m × 3m** | Diorama / Vitrine | 5×5×4 = 100 | 31M | 62 MB | 6-15 MB | Gut | | **8m × 8m × 4m** | Ein Zimmer | 10×10×5 = 500 | 164M | 328 MB | 30-80 MB | Machbar | | **12m × 12m × 5m** | Groesserer Raum | 15×15×7 = 1.575 | 460M | 920 MB | 80-200 MB | Nur Desktop | | **16m × 16m × 6m** | Maximum | 20×20×8 = 3.200 | 980M | 1.96 GB | Zu gross | Nein (Browser) | **Detail bei 2.5cm:** - Ein Mensch: 20 × 12 × 72 = **17.280 Voxel** -- richtige Figurine! - Gesicht: Augen (2×1 Voxel), Mund (4×1), Nase (1×2×1) -- erkennbar - Schwert: 12 × 3 × 60 Voxel -- Muster auf der Klinge, umwickelter Griff - Uhr: 6 × 2 × 6 Voxel -- Zifferblatt mit Zeigern - Schluessel: 2 × 1 × 10 Voxel -- Bart-Muster sichtbar - Muenze: 3 × 3 × 1 Voxel -- rund angedeutet, Praegung moeglich **Sweet Spot: 8m × 8m × 4m** (ein detailliertes Zimmer, ein Diorama). Das ist wie ein **digitaler Setzkasten** oder eine **interaktive Puppenstube**. --- ### 1cm Voxel (0.01m) -- "Micro Sculpting" ``` 100 Voxel pro Meter │ 1.000.000 Voxel pro m³ ``` | Welt-Groesse | Beschreibung | Chunks (32³) | Voxel | RAM roh | RAM kompr. | Machbar? | | ---------------------- | -------------------- | ---------------- | ----- | ------- | ---------- | ----------- | | **1.6m × 1.6m × 1.6m** | Ein einzelnes Objekt | 5×5×5 = 125 | 4M | 8 MB | 1-3 MB | Trivial | | **3.2m × 3.2m × 3.2m** | Schreibtisch-Szene | 10×10×10 = 1.000 | 33M | 66 MB | 6-15 MB | Gut | | **5m × 5m × 3m** | Kleines Diorama | 16×16×10 = 2.560 | 75M | 150 MB | 15-40 MB | Machbar | | **8m × 8m × 4m** | Maximum sinnvoll | 25×25×13 = 8.125 | 256M | 512 MB | 50-120 MB | Grenzwertig | **Detail bei 1cm:** - Ein Mensch: 50 × 30 × 180 = **270.000 Voxel** -- fast eine Statue - Auge: 5 × 3 Voxel -- Iris-Farbe, Pupille, Weisses - Hand: 8 × 5 × 12 Voxel -- einzelne Finger andeutbar - Schwert: 30 × 5 × 150 Voxel -- Gravuren, Juwelen im Griff, Lederbindung - Schachfigur: 3 × 3 × 8 Voxel -- Bauer erkennbar von Koenig - Insekt: 3 × 2 × 5 Voxel -- Beine, Fluegel, Fuehler **Sweet Spot: 3.2m × 3.2m × 3.2m** -- ein Tisch voller Objekte, ein einzelnes kunstvolles Artefakt, ein Architektur-Detail. Das ist ein **Sculpting-Tool**, kein Game-World-Builder mehr. --- ## Alle Resolutionen auf einen Blick ``` Max Welt (Browser) Detail-Beispiel Resolution Voxel/m Groesse Chunks "Schwert" ─────────── ──────── ──────────── ────────── ────────────────────── 1.00m 1 unbegrenzt unbegrenzt 1 × 1 × 2 (Strich) 0.50m 2 512m tausende 1 × 1 × 3 (Stock) 0.25m 4 256m tausende 2 × 1 × 7 (erkennbar) 0.10m 10 64m ~4.000 3 × 1 × 15 (gut!) 0.05m 20 24m ~1.500 6 × 2 × 30 (Gravuren) 0.025m 40 8m ~500 12 × 3 × 60 (Meisterwerk) 0.01m 100 3m ~1.000 30 × 5 × 150 (Kunstobjekt) ``` --- ## Die smarte Loesung: Multi-Resolution Zones ### Statt einer festen Resolution: Verschiedene Zonen in einer Welt ``` ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ WELT (32m × 32m × 16m) │ │ Basis-Resolution: 10cm │ │ │ │ ┌──────────────────────┐ │ │ │ Raum A │ │ │ │ 10cm (Standard) │ │ │ │ │ │ │ │ ┌────────┐ │ │ │ │ │Detail- │ │ │ │ │ │Zone: │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │5cm │ │ │ Raum B │ │ │ │ │(Vitrine│ │ │ 10cm │ │ │ │ │Altar, │ │ │ │ │ │ │ │Werkb.) │ │ │ │ │ │ │ └────────┘ │ └─────────────┘ │ │ └──────────────────────┘ │ │ │ │ Aussenbereich: 20cm (weniger Detail noetig) │ └──────────────────────────────────────────────┘ ``` **So funktioniert es:** 1. Die Welt hat eine **Basis-Resolution** (z.B. 10cm) 2. Creator koennen **Detail-Zonen** definieren (z.B. 5cm oder 2.5cm) 3. Detail-Zonen sind raeumlich begrenzt (z.B. 3m × 3m × 3m) 4. Ausserhalb kann eine **Grob-Zone** gelten (z.B. 20cm fuer Landschaft) **Technisch:** - Jeder Chunk speichert seine Resolution als Metadatum - Chunks an Zone-Grenzen werden doppelt gehalten (fein + grob) - Das Greedy-Meshing passt sich pro Chunk an - Die Engine wechselt transparent zwischen Resolutionen ### Vorteile von Multi-Resolution ``` Dungeon-Beispiel (32m × 32m × 16m): Gaenge und grosse Raeume: 10cm → 90% der Chunks, moderate Detail-Dichte Schatzkammer (Detail-Zone): 5cm → 5% der Chunks, doppeltes Detail → Hier stehen kunstvolle Artefakte auf Sockeln Bosskampf-Arena: 10cm → Normale Resolution reicht fuer Kampf Geheimraum mit Raetsel (Detail-Zone): 2.5cm → 2% der Chunks, vierfaches Detail → Kleine Mechanismen, Inschriften, Schluesselform erkennen Ergebnis: 95% der Welt bei 10cm (performant) 5% der Welt bei 5cm oder feiner (beeindruckend) → Kaum mehr Speicher als reine 10cm-Welt ``` ### Detail-Zone als Creator-Tool ``` Creator-Workflow: 1. Welt in 10cm bauen (Raeume, Gaenge, Terrain) 2. "Detail-Zone erstellen" Tool waehlen 3. Box aufziehen wo mehr Detail noetig ist (z.B. 3m × 3m × 3m) 4. Resolution waehlen: [5cm ▼] oder [2.5cm ▼] 5. In der Zone bauen: Feinere Voxel fuer Skulpturen, Mechanismen, Schrift Regeln: ├── Max 5 Detail-Zonen pro Welt (Performance-Budget) ├── Max Volumen pro Zone: 4m × 4m × 4m ├── Verfuegbare Resolutionen: 5cm, 2.5cm └── 1cm nur fuer "Item-Sculpting-Modus" (isoliert, nicht in Welt) ``` --- ## Item Sculpting: 1cm fuer Einzelobjekte Auch wenn 1cm fuer ganze Welten zu teuer ist, kann man es fuer **einzelne Items** nutzen: ``` Item-Sculpting-Modus: ┌──────────────────────────────────────┐ │ SCULPTING-WERKSTATT │ │ │ │ Canvas: 64 × 64 × 64 bei 1cm │ │ = 0.64m × 0.64m × 0.64m │ │ = 262.144 Voxel │ │ = ~500 KB (trivial!) │ │ │ │ Hier baut der Spieler: │ │ - Detaillierte Waffen │ │ - Schmuck mit Mustern │ │ - Runen-Steine mit Inschriften │ │ - Miniatur-Figuren │ │ - Schluesse mit Bart-Detail │ │ │ │ Fertig → In Welt platzieren │ │ (gerendert als einzelnes Mesh-Objekt)│ └──────────────────────────────────────┘ ``` Das kostet fast nichts: 262K Voxel × 2 Bytes = 512 KB. Ein Item. In der Welt wird das Item als **vorgerendertes Mesh** platziert -- es belastet das Chunk-System nicht. Wie ein 3D-Modell das man in die Szene stellt. **Das ist de facto der separate Item-Editor zurueck** -- aber jetzt als optionaler "Sculpting-Modus" fuer Power-Creator, nicht als Pflicht fuer alle. --- ## Empfehlung: Dreistufiges System ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ STUFE 1: Welt-Voxel (10cm) │ │ ├── Standard fuer alles │ │ ├── 32m × 32m × 16m max │ │ ├── Bauen, Inneneinrichtung, Terrain │ │ └── Items direkt in der Welt formen │ │ │ │ STUFE 2: Detail-Zonen (5cm oder 2.5cm) │ │ ├── Vom Creator platzierte Bereiche │ │ ├── Max 5 Zonen, je max 4m × 4m × 4m │ │ ├── Fuer: Altaere, Vitrinen, Raetsel, Mechanismen │ │ └── Nahtloser Uebergang zur 10cm-Welt │ │ │ │ STUFE 3: Sculpting-Modus (1cm, isoliert) │ │ ├── Separater Modus fuer Einzelobjekte │ │ ├── 64³ Grid (0.64m × 0.64m × 0.64m) │ │ ├── Fuer: Kunstvolle Items, Artefakte, Trophäen │ │ └── In Welt als Mesh platziert (kein Chunk-Overhead) │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ ``` ### Performance-Budget ``` Voxel RAM Mesh-Dreiecke Welt (10cm, 500 Chunks) 50M ~30 MB ~1.5M Detail-Zonen (5×, 5cm) 5M ~10 MB ~200K Sculpted Items (20×) 5M ~10 MB ~100K (als Meshes) ──────────────────────────────────────────────────────── Total 60M ~50 MB ~1.8M → Locker im Browser machbar → 60fps auf Mid-Range Desktop → 30fps auf Mid-Range Mobile (mit LOD fuer ferne 10cm-Chunks) ``` ### Was der Spieler erlebt ``` Spieler betritt Dungeon (10cm): → Detaillierte Gaenge mit Fackeln, Rissen in Waenden, Moos Spieler findet Schatzkammer (Detail-Zone, 5cm): → Goldmuenzen mit erkennbarer Praegung → Juwelen in Kronen mit einzelnen Facetten → Inschriften auf einem Altar lesbar Spieler findet legendaeres Schwert (Sculpted Item, 1cm): → Klinge mit eingravierten Runen → Griff mit Leder-Wicklung und Edelstein-Pommel → Parierstange mit Drachenkopf-Motiv Drei Resolutionen, ein nahtloses Erlebnis. ``` --- ## Was sich im MVP aendert ### MVP (Monat 1-7): Nur Stufe 1 ``` ✅ 10cm Welt-Voxel, einheitlich ✅ Max 32m × 32m × 16m ✅ Items = Voxel-Gruppen in der Welt ✅ Kein separater Editor noetig ``` ### Post-MVP Phase A: Stufe 3 (Sculpting) ``` ✅ 1cm Sculpting-Modus (isoliert, 64³) ✅ Items als vorgerenderte Meshes in der Welt ✅ Relativ einfach zu implementieren (separates kleines Voxel-System) ``` ### Post-MVP Phase B: Stufe 2 (Detail-Zonen) ``` ✅ Detail-Zonen in der Welt (5cm, 2.5cm) ✅ Multi-Resolution Chunk-System ✅ Technisch anspruchsvoll (Chunk-Grenzen, LOD-Uebergaenge) ✅ Aber gewaltiger visueller Impact ``` --- ## Extrembeispiel: Was waere bei 1mm moeglich? Nur der Vollstaendigkeit halber -- **nicht fuer die Plattform geplant**, aber faszinierend: ``` 0.001m (1mm): 1.000 Voxel pro Meter, 1 Milliarde pro m³ 64³ bei 1mm = 6.4cm × 6.4cm × 6.4cm = ~500 KB → Ein Ring mit Edelstein-Fassung → Ein Uhrwerk mit einzelnen Zahnraedern → Ein Insekt mit Gliederbeinen Machbar als isoliertes Sculpting-Tool? → 128³ = 4 Mio. Voxel = 8 MB → Ja, trivial! → Aber: Editor-UX wird schwierig (Voxel zu klein zum Klicken) → Braeuchte: Schicht-Editing, 2D-Schnittansicht, Auto-Smooth Fazit: Als "Juwelier-Modus" denkbar, aber kein MVP-Feature. ``` --- ## Zusammenfassung ``` Resolution Welt-Groesse (Browser) Bestes fuer MVP? ──────────── ──────────────────────── ──────────────────────── ───── 0.10m 32-64m (Dungeon/Dorf) Hauptwelt, Bauen ✅ JA 0.05m 16-24m (Haus/Arena) Detail-Zonen in der Welt Nach MVP 0.025m 4-8m (Raum/Diorama) Kleine Detail-Zonen Nach MVP 0.01m 0.6-3m (Einzelobjekte) Item-Sculpting Nach MVP ``` **10cm bleibt die richtige Basis-Resolution fuer die Welt.** Kleinere Resolutionen (5cm, 2.5cm, 1cm) kommen als **optionale Detail-Stufen** dazu -- entweder als markierte Zonen in der Welt oder als isolierter Sculpting-Modus fuer Einzelobjekte. Das dreistufige System gibt Creatorn die Werkzeuge fuer jede Detailstufe, ohne die Basis-Performance zu gefaehrden. --- _Erstellt: 28. Maerz 2026_