Minecraft Tick-Rechner

In Minecraft denkt man bei Zeit manchmal in Sekunden, während das Spiel im Hintergrund Ticks zählt. Ein Redstone-Tor schließt zwei Schritte zu früh, eine Hopper-Leitung leert sich langsamer als erwartet, Sie geben beim Befehl /time set eine Zahl ein, aber die Sonne steht nicht dort, wo Sie sie haben möchten. Meist liegt das Problem nicht daran, dass das Spiel kaputt ist, sondern daran, dass reale Zeit, Game Ticks und Redstone Ticks für dasselbe gehalten werden. Solche Verwechslungen kommen häufig vor, besonders bei Spielern, die gerade erst mit Redstone anfangen.

Die Spielzeit vergeht nicht wie Sekunden

Der grundlegende Rhythmus von Minecraft läuft über Game Ticks. Im Vanilla-Spiel beträgt die Zielgeschwindigkeit 20 Game Ticks pro Sekunde. Das bedeutet:

$$
1 \text{ Sekunde} = 20 \text{ game tick}
$$

Ein Game Tick entspricht außerdem 0,05 Sekunden.

$$
1 \text{ game tick} = 0{,}05 \text{ Sekunde}
$$

Auf dem Papier ist das ziemlich geradlinig.

60 Sekunden entsprechen 1200 Game Ticks. Ebenso entspricht 1 Minute 1200 Game Ticks. 10 Minuten ergeben 12000 Game Ticks. Dass ein vollständiger Tageszyklus in Minecraft 24000 Ticks dauert, wirkt deshalb vertraut: In einer Welt mit 20 TPS entsprechen 24000 Ticks in der Realität 20 Minuten.

Wenn die TPS sinken, ändert sich die Situation. 1200 Game Ticks dauern bei 20 TPS 60 Sekunden. Fällt der Server auf 10 TPS, verteilen sich dieselben 1200 Ticks in der Realität auf 120 Sekunden. Wenn Sie sich im Spiel fragen: „Warum hat das so lange gedauert?“, liegt es manchmal nicht an der Schaltung, sondern daran, dass der Server überlastet ist.

Die grundlegende Formel für die Zeitberechnung lautet:

$$
\text{Game Tick} = \text{Sekunde} \times \text{TPS}
$$

Umgekehrt lässt sie sich so schreiben:

$$
\text{Sekunde} = \frac{\text{Game Tick}}{\text{TPS}}
$$

Für Vanilla wird normalerweise mit 20 TPS gerechnet. Wenn der Server laggt und Sie die tatsächliche Wartezeit bestimmen möchten, müssen Sie die reale TPS-Zahl einsetzen; andernfalls bleibt die Berechnung rein theoretisch.

Dieser Unterschied ist besonders bei automatischen Farmen und Redstone-Schaltungen ärgerlich. Eine Konstruktion, die im Singleplayer einwandfrei funktioniert, kann sich auf einem stark ausgelasteten Server deutlich träger verhalten. Das Spiel verlangt weiterhin dieselbe Anzahl an Ticks, verarbeitet diese Ticks jedoch langsamer.

Redstone Ticks sprechen eine andere Sprache

Das Wort „Tick“ allein kann in Minecraft etwas tückisch sein. Wenn jemand sagt: „Baue 10 Ticks Verzögerung ein“, müssen Sie zuerst wissen, ob Game Ticks oder Redstone Ticks gemeint sind. Im Redstone-Bereich entspricht 1 Redstone Tick 2 Game Ticks. Bei Vanilla-Geschwindigkeit sind das 0,1 Sekunden.

$$
1 \text{ redstone tick} = 2 \text{ game tick}
$$

$$
1 \text{ redstone tick} = 0{,}1 \text{ Sekunde}
$$

10 Redstone Ticks entsprechen 20 Game Ticks. 10 Game Ticks dagegen sind nur 5 Redstone Ticks.

$$
\text{Game Tick} = \text{Redstone Tick} \times 2
$$

$$
\text{Redstone Tick} = \frac{\text{Game Tick}}{2}
$$

Wenn Sie beide verwechseln, liegt die Schaltungszeit schnell um den Faktor zwei daneben. Bei Kolbentüren, Sperren in Item-Sortierern und Observer-Ketten wird dieser Unterschied sofort sichtbar. Eine Tür bleibt dort hängen, wo sie schließen sollte, ein Kolben erwischt einen Block nicht oder ein Sortierer lässt zu viele Items durch. Dann wird gern die Verkabelung beschuldigt. Manchmal ist sie unschuldig.

Deshalb muss die Verzögerung eines Repeaters separat betrachtet werden. Ein Repeater kann eine Verzögerung von 1, 2, 3 oder 4 Redstone Ticks erzeugen. Wenn Sie eine längere Verzögerung benötigen, schalten Sie mehrere Repeater hintereinander.

Nehmen wir an, es wird eine Verzögerung von 46 Game Ticks benötigt. Zuerst rechnen wir sie in Redstone Ticks um:

$$
46 \text{ game tick} \div 2 = 23 \text{ redstone tick}
$$

Um 23 Redstone Ticks mit Repeatern umzusetzen, benötigen Sie 5 vollständig auf 4 Ticks eingestellte Repeater; anschließend bleiben noch 3 Redstone Ticks übrig.

$$
23 = 5 \times 4 + 3
$$

Die Anordnung liest sich also so:

5 x 4-Tick + 1 x 3-Tick.

Hier kommt auch das Aufrunden ins Spiel. Wenn die Berechnung nicht exakt auf einen ganzen Redstone Tick kommt, ist es normalerweise sicherer, auf den nächsthöheren Wert aufzurunden, statt eine zu kurze Verzögerung zu erzeugen. Schließlich gibt es keine Einstellung für einen halben Repeater-Tick. Es sind entweder 2 Ticks oder 3 Ticks. Dazwischen gibt es nichts.

Für Repeater wird praktisch folgende Formel verwendet:

$$
\text{Repeater Redstone Tick} = \left\lceil \frac{\text{Game Tick}}{2} \right\rceil
$$

Anschließend wird die Anzahl der 4-Tick-Repeater bestimmt:

$$
\text{Anzahl der 4-Tick-Repeater} = \left\lfloor \frac{\text{Redstone Tick}}{4} \right\rfloor
$$

Die verbleibende Verzögerung ergibt sich über den Modulo-Wert:

$$
\text{Verbleibend} = \text{Redstone Tick} \bmod 4
$$

Bei Redstone können solche kleinen Unterschiede erstaunlich große Auswirkungen haben. Besonders bei schnellen Kolbenkonstruktionen kann ein Signal, das „nur einen Tick später“ kommen soll, darüber entscheiden, ob die gesamte Konstruktion funktioniert oder nicht. Das ist eine der unerbittlichen Seiten des Spiels.

Warum wirken die Werte von /time set so merkwürdig?

Ein Minecraft-Tag dauert 24000 Game Ticks. Die Bewegung der Sonne, der Tag-Nacht-Zyklus und der Befehl /time set arbeiten entlang dieser Skala. Wenn Sie beim Befehl 6000 eingeben, ist Mittag. Um 12000 herum ist Sonnenuntergang. 18000 kann ungefähr als Mitternacht betrachtet werden.

Die Uhrzeit beginnt jedoch auf den ersten Blick nicht so, wie man es aus der realen Welt erwarten würde. Tick 0 entspricht im Spiel ungefähr 06:00 Uhr. Deshalb entsprechen 6000 Ticks etwa 12:00 Uhr. 18000 Ticks liegen ungefähr bei 00:00 Uhr.

Für die Tick-Position innerhalb eines Tages wird der Rest des eingegebenen Tick-Werts modulo 24000 verwendet:

$$
\text{Tag Tick} = \text{Game Tick} \bmod 24000
$$

Selbst wenn Sie also 25000 Ticks eingeben, interpretiert das Spiel dies als den 1000. Tick des neuen Tages. Nach 24000 beginnt der Zyklus erneut.

Für die ungefähre Uhrzeit wird folgende Berechnung verwendet:

$$
\text{Stunde} = \left\lfloor \left(\frac{\text{Tag Tick}}{1000} + 6\right) \bmod 24 \right\rfloor
$$

Für die Minuten wird der verbleibende Tick-Wert mit 0,06 multipliziert:

$$
\text{Minute} = \text{round}((\text{Tag Tick} \bmod 1000) \times 0{,}06)
$$

Bei 6000 Ticks ergibt die Berechnung ungefähr 12:00 Uhr.

$$
\left(\frac{6000}{1000} + 6\right) \bmod 24 = 12
$$

Map-Ersteller verwenden das häufig. Auch für Screenshots ist es praktisch. Manchmal verändert schon die Richtung eines Schattens die gesamte Szene; wer im Spiel gern Screenshots macht, weiß, dass Morgenlicht und Mittagslicht völlig unterschiedlich wirken können.

Diese kurze Liste lässt sich leicht merken:

In den meisten Fällen führt die Eingabe von 24000 zum gleichen Ergebnis wie 0. Das Spiel setzt den Zyklus wieder an den Anfang.

Bei der Hopper-Geschwindigkeit ist Warten ein eigenes Problem

Der Hopper ist eines der unauffälligsten Bauteile in Minecraft, verursacht aber erstaunlich oft Engpässe. Für die Übertragung eines Items in ein anderes Inventar benötigt er 8 Game Ticks. Bei 20 TPS entspricht das 0,4 Sekunden.

$$
1 \text{ Hopper-Transfer} = 8 \text{ game tick}
$$

$$
1 \text{ Hopper-Transfer} = 0{,}4 \text{ Sekunde}
$$

Die Übertragungsrate eines einzelnen Hoppers pro Minute wird so berechnet:

$$
\text{Item / Minute} = \frac{\text{TPS} \times 60}{8}
$$

Bei 20 TPS gilt:

$$
\frac{20 \times 60}{8} = 150
$$

Ein einzelner Hopper transportiert also ungefähr 150 Items pro Minute.

Nehmen wir eine Menge von 400 Items. Zuerst bestimmen wir die entsprechende Anzahl an Ticks:

$$
400 \times 8 = 3200 \text{ game tick}
$$

Dann rechnen wir in Sekunden um:

$$
\frac{3200}{20} = 160 \text{ Sekunde}
$$

160 Sekunden entsprechen 2 Minuten und 40 Sekunden.

Diese Zahl klingt vielleicht klein, fühlt sich aber deutlich länger an, wenn Sie bei laufender Farm vor einer Kiste stehen und warten. Wenn das System beispielsweise 300 Items pro Minute produziert und Sie versuchen, alles über einen einzelnen Hopper abzutransportieren, ist ein Engpass unvermeidlich. Die Items stauen sich, dann entsteht eine Warteschlange an der Hopper-Leitung und schließlich sehen Sie Items auf dem Boden liegen.

Items auf dem Boden sind die Art des Speichersystems zu sagen: „Ich komme nicht hinterher.“

Bei Hopper-Berechnungen darf man einen Punkt nicht übersehen: Diese Geschwindigkeit gilt für einen einzelnen Hopper. Wenn mehrere Leitungen parallel arbeiten, steigt der Durchsatz. Ist eine Hopper-Kette sehr lang, bringt jede einzelne Übertragung ihre eigene Verzögerung mit sich. Bei Wasserkanälen, Dropper-Leitungen, Chest Minecarts oder modifizierten Transportsystemen gelten andere Bedingungen. Diese Berechnung ist vor allem dafür gedacht, das Verhalten von Vanilla-Hoppern schnell einschätzen zu können.

Auch hier beeinflussen die TPS die reale Dauer. Während 400 Items bei 20 TPS in 160 Sekunden übertragen werden, dauert derselbe Vorgang bei 10 TPS 320 Sekunden.

$$
\frac{3200}{10} = 320 \text{ Sekunde}
$$

Die Anzahl der Ingame-Ticks bleibt gleich, aber die reale Wartezeit verdoppelt sich. Deshalb wird auf Servern manchmal gefragt: „Ist der Hopper kaputt?“ Nein, normalerweise nicht. Die Welt läuft einfach langsamer.

Welcher Modus sollte wann verwendet werden?

Wenn Ihre Frage lautet „Wie viele Sekunden?“, reicht eine direkte Umrechnung. Wenn beispielsweise eine Tür nach 5 Sekunden schließen soll, entsprechen 5 Sekunden 100 Game Ticks.

$$
5 \times 20 = 100 \text{ game tick}
$$

Für Command-Blöcke oder einfache Verzögerungen reicht dieses Wissen bereits aus.

Wenn Sie dagegen eine Redstone-Schaltung bauen, sollten Sie auf die Repeater-Verzögerung achten. Denn im Spiel platzieren Sie keine Sekunden, sondern stellen Repeater ein. Eine Verzögerung von 2 Sekunden entspricht 40 Game Ticks und damit 20 Redstone Ticks.

$$
2 \times 20 = 40 \text{ game tick}
$$

$$
40 \div 2 = 20 \text{ redstone tick}
$$

20 Redstone Ticks lassen sich mit 5 Repeatern umsetzen, die jeweils auf 4 Ticks eingestellt sind.

Für die Minecraft-Tageszeit benötigen Sie dagegen einen Wert für /time set. Wenn es Mittag sein soll, verwenden Sie 6000; wenn Sie Mitternacht möchten, ungefähr 18000. Hier geht es nicht um Sekunden, sondern um die Tick-Position innerhalb des Tages.

Beim Hopper ist die Frage wieder eine ganz andere: „Wie lange dauert es, bis so viele Items durchgelaufen sind?“ Hier ist es sinnvoller, die Anzahl der Items einzugeben und sich die benötigte Zeit anzeigen zu lassen. Besonders bei den Ausgängen automatischer Farmen hilft das zu beurteilen, ob ein einzelner Hopper ausreicht.

Die Wahl der Einheit ist entscheidend. Game Ticks, Redstone Ticks, Sekunden, Minuten, Hopper-Transfers und Minecraft-Tage wirken zwar wie verschiedene Darstellungen derselben Sache, werden im Spiel aber für unterschiedliche Entscheidungen verwendet. Man kann es sich ungefähr so vorstellen: Sekunden sind die Zeit des Menschen, Game Ticks die Zeit des Spiels und Redstone Ticks die Zeit der Schaltung.

Etwas grob formuliert, aber praktisch.

Warum verhält sich das Spiel anders, obwohl die Berechnung stimmt?

Selbst wenn die Tick-Berechnung korrekt ist, muss das Ergebnis im Spiel nicht immer exakt so ausfallen. Dafür gibt es mehrere Gründe.

Der erste ist TPS. Wenn der Server nicht mit 20 TPS läuft, verlängert sich die reale Dauer. Bis das Spiel sagen kann, dass „1200 Ticks vergangen sind“, können in der realen Welt deutlich mehr als 60 Sekunden vergangen sein. Die Berechnung für Befehle, Redstone oder Hopper ist dadurch nicht falsch; sie wird lediglich später abgeschlossen.

Der zweite Punkt ist das Laden von Chunks. Wenn ein Chunk nicht geladen ist, funktionieren manche Systeme darin nicht so, wie Sie es erwarten. Hopper-Leitungen, Farmen und Redstone-Clocks hängen davon ab, dass der betreffende Bereich der Welt aktiv bleibt. Eine Konstruktion, die Sie weit entfernt zurücklassen, arbeitet deshalb nicht zwangsläufig so weiter, wie Sie es sich vorgestellt haben.

Der dritte Punkt ist die Reihenfolge der Redstone-Updates. Redstone besteht nicht nur aus Zeitberechnungen. Es spielt auch eine Rolle, woher das Signal kommt, welcher Block zuerst aktualisiert wird, in welche Richtung ein Repeater zeigt, wie sich ein Comparator verhält und wann ein Kolben welchen Zustand erkennt. Manchmal sind 4 Ticks genau richtig, aber die Anordnung der Schaltung ist falsch.

Hinzu kommen Unterschiede zwischen Java und Bedrock. Viele grundlegende Zeitverhältnisse sind zwar identisch, doch Unterschiede im Redstone-Verhalten zwischen den Editionen können schnell für Kopfschmerzen sorgen. Deshalb ist es nicht überraschend, wenn eine Java-Schaltung aus einem YouTube-Video in Bedrock nicht eins zu eins funktioniert.

Ein Rechner kann an dieser Stelle keine Magie vollbringen. Er liefert Ihnen die zeitliche Seite sauber und eindeutig. Den Rest bestimmt die tatsächliche Konstruktion im Spiel.

Ein paar kleine, aber nützliche Gewohnheiten

Klären Sie zuerst, welche Art von „Tick“ gemeint ist. Game Tick oder Redstone Tick? Eine Schaltung zu berechnen, ohne das vorher zu wissen, ist ein wenig so, als würde man Blöcke platzieren, ohne vorher zu messen.

Verlassen Sie sich bei langen Hopper-Leitungen nicht ausschließlich auf die Geschwindigkeit eines einzelnen Hoppers. Produziert eine Farm mehr als 150 Items pro Minute, wird eine einzelne Leitung irgendwann zum Engpass. Ob Sie zwei Leitungen benötigen, ein Wassersystem besser geeignet ist oder eine Dropper-Clock eingesetzt werden sollte, hängt vom jeweiligen Design ab.

Statt bei /time set alle Zahlen auswendig zu lernen, reichen ein paar wichtige Orientierungspunkte: 0 ist Morgen, 6000 Mittag, 12000 Abend und 18000 Mitternacht. Den Rest kann man nach Augenmaß einstellen. Minecraft ist schließlich auch ein Spiel, bei dem vieles nach Gefühl entschieden wird.

Bei Repeater-Verzögerungen hilft es, in 4-Tick-Blöcken zu denken. Rechnen Sie die gewünschte Verzögerung zuerst in Redstone Ticks um und teilen Sie sie dann in Gruppen zu je 4. Bleibt 1, 2 oder 3 übrig, setzen Sie am Ende einfach einen weiteren Repeater mit der entsprechenden Einstellung.

Vergessen Sie außerdem die TPS nicht vollständig. In einer Singleplayer-Welt reicht die Annahme von 20 TPS meistens aus. Wenn sich auf einem Server etwas merkwürdig verhält, ist es sinnvoller, zuerst die TPS zu prüfen. Also bevor Sie anfangen, die komplette Redstone-Leitung auseinanderzunehmen.