KWEngine ist eine auf der Grafikbibliothek OpenGL basierende 3D-Engine für die Programmiersprache C# und ist primär auf den Einsatz in (Berufs-)Schulen ausgerichtet. Die Engine nimmt den Schüler/innen grundlegende Operationen in einer dreidimensionalen Welt ab, lässt ihnen jedoch gleichzeitig genug Freiraum, um eigene Ideen hinzuzufügen (z.B. Multiplayer-Funktionalität oder Datenbankanbindung).
KWEngine ist kostenlos in allen Projekten einsetzbar.
Was ist eine 3D-Engine?
Eine 3D-Engine stellt im Prinzip ein Grundgerüst für das Arbeiten in einer dreidimensionalen Umgebung dar. Aufgaben wie das Berechnen von Winkeln, Vektoren, Entfernungen, das Bestimmen von Lichtintensitäten, der Reaktion von Oberflächen auf Lichtimpulse und das Verwenden von 3D-Modellen und deren Texturen erfordern eine Menge Zeit und ein solides Grundwissen der analytischen Geometrie. Da teilweise keines von beidem in ausreichendem Maße vorhanden ist, ist eine 3D-Engine ein Kompromiss: das mathematische Grundwissen wird ggf. nur leicht erweitert, aber dafür können Grundlagen der objektorientierten Programmierung weiter vertieft und anhand optisch eindrucksvoller Ergebnisse präsentiert werden.
Motivation
In den ihnen zur Verfügung stehenden Unterrichtsstunden haben Informatiklehrer/innen oft nicht genug Zeit, um Schüler/innen die Grundlagen der objektorientierten Anwendungsentwicklung beizubringen und gleichzeitig optisch ansprechende Ergebnisse zu erzeugen. Projekte wie Greenfoot oder BlueJ (beide Java-basiert) schließen diese Lücke, bieten jedoch eine eigene Benutzeroberfläche, die das Erstellen und Platzieren von Objekten per Drag & Drop ermöglicht. Dies kann von Vorteil sein, ist in den Augen des KWEngine-Teams jedoch eher von Nachteil, da die Schüler/innen ggf. dafür ihre bisher gewohnte Entwicklungsumgebung verlassen müssen und die in Greenfoot oder BlueJ erlernten Konzepte somit nicht immer verlustfrei auf die professionellen Entwicklungsumgebungen (Visual Studio, Netbeans oder Eclipse) übertragen können.
Voraussetzungen
KWEngine basiert nahezu vollständig auf C# und benötigt .NET 6. Des Weiteren muss eine OpenGL-fähige Grafikeinheit (ab Version 4.0) vorhanden sein. Visual Studio als Entwicklungsumgebung ist als Community Edition kostenlos verfügbar. KWEngine ist lauffähig unter Windows (64-bit) und MacOS (64-bit Intel/M1/M2).
Schüler/innen sollten über Kenntnisse der Grundlagen prozeduraler und objektorientierter Programmierung verfügen. Begriffe wie „Vererbung“, „Konstruktormethode“, „Ober-/Unterklasse“ und „Instanz“ bzw. „Objekt“ sollten zuvor thematisiert worden sein.