De thermodynamica van Angry Birds

Voor veel mensen vormen de computerspelletjes met de Angry Birds een aangename tijdverdrijving. Ik zie de diverse levels in bijvoorbeeld Angry Birds Friends (een toernooi op Facebook) als een metafoor voor chemische reacties. De speler is de chemicus en elk level is een rondbodemkolf vol chemische bestanddelen.

Bij het beginnen met een nieuw level ziet het reactiemengsel er geordend uit. Er zit wat verontreiniging in (de groene varkentjes ofwel Bad Piggies) maar verder bevat het vooral blokken ijs, hout en steen die netjes op elkaar zijn gestapeld. Zo’n ordelijke situatie kunnen we als een toestand met een lage entropie zien, weinig wanorde. Nu stelt de tweede hoofdwet van de thermodynamica dat in een geïsoleerd systeem de zo genoemde entropie alleen maar kan toenemen. Dat is wat er tijdens het spelen gaat gebeuren: de entropie neemt toe. In het ideale geval bereikt die de maximale waarde, een zo hoge score dat alle andere spelers het nakijken hebben.

Het doel van het spel is het verwijderen van alle groene varkentjes, omdat die snoodaards de eieren van de vogels hebben gestolen. Die zijn niet voor niets angry. Daartoe vuurt de speler een aantal van de boze vogeltjes af op de stellages. Sommige kunnen ontploffen, andere lijken meer op een raket of blazen zich op als een enorme ballon. Een hoge score ontstaat als naast de varkentjes veel ander materiaal (glas, hout, steen en speelse attributen zoals ballonnen en meloenen) tijdens ‘de reacties’ is verdwenen.

bomvogel

De Angry Bird genaamd Bomb.

In het spel spelen mechanica en zwaartekracht een grote rol. Voor de programmeurs bij het bedrijf Rovio moet Sir Isaac Newton wel een grote held zijn. De zwaartekracht zorgt ervoor dat alles graag valt, zodat potentiële energie kan worden omgezet in kinetische energie. Daarnaast komen er elastische en minder elastische botsingen voor, en dragen voorwerpen hun energie bij die botsingen over. Als een voorwerp voldoende energie heeft geabsorbeerd, gaat dat geheel in rook op en dat levert punten op.

 

Een vlucht Angry Birds

Hoeveel punten een level oplevert, hangt natuurlijk af van hoeveel materiaal zich daarin bevindt (of hoezeer onze rondbodemkolf gevuld is). Daarnaast verschillen de levels in stabiliteit. Zo zijn er levels waarbij een beetje schudden al tot een volledig instorten van de bouwwerken leidt. Dat kan de luie speler bereiken met een van de zo genoemde specials, in dit geval een trillend varkentje ofwel de Birdquake. Volgens de echte purist is dat natuurlijk smokkelen, die gebruikt enkel de standaard vogeltjes die in een level beschikbaar zijn.

Sommige ‘reacties’ verlopen moeizaam, bijvoorbeeld doordat er veel rotsblokken op elkaar zijn gestapeld. Schudden heeft dan geen enkel effect. In dat geval zijn er vaak zwarte Angry Birds beschikbaar, die niet voor niets sterk lijken op een klassieke bom, compleet met lont. Dat karakter heet dan ook Bomb. De ontploffende vogels hebben een verwoestende uitwerking en indien goed gericht zal de reactie al snel succesvol zijn verlopen. Ze zijn vooral effectief bij gestapelde stenen.

Voor sommige gekoelde oplossingen (met veel glas erin) heeft de speler beschikking over kleine blauwe vogels, die zich op zijn teken in drieën splitsen (Jay, Jake en Jim) en als een salvo het glas verbrokkelen. Dat is een precisiereactie: steen laten ze ongemoeid, en hout is pas gevoelig voor hun inslag als het al beschadigd is.

Angry Birds in TNT-model

Een 3D-model van TNT, met in de hoofdrollen Bomb als koolstofatoom, Matilda als waterstofatoom, Terrence als zuurstofatoom en Jay, Jake of Jim als stikstofatoom.

Bij de meer organische levels (met veel houten stellages) is de gele vogel (Chuck) ideaal. Na het afvuren kun je hem nog extra energie meegeven, waardoor hij versnelt. Als hij daarna op de juiste plank inslaat, kunnen stellages volledig ineenstorten. Dat is alsof er een kettingreactie optreedt.

De grote rode vogel Terence, de Big Brother Bird, is een uit de kluiten gewassen Angry Bird, ideaal voor het opruimen van de laatste restjes, die hij dankzij zijn grote massa eenvoudigweg verplet.

Er zijn ook reacties (levels) die de nodige behendigheid vereisen om ze in gang te zetten. Dan moet je via een omweg de reactie starten, met inzet van Hal, een toekan die als een boemerang beweegt. Dat vereist een goede timing: als Hal maar iets te vroeg of te laat aan zijn boemerangbeweging begint, treedt er geen reactie op.

Sommige reacties verlopen het beste als ze diep binnenin de ‘oplossing’ worden gestart. Geen oppervlaktechemie dus. Dat gaat prima met Bubbles, een oranje vogeltje dat zich gemakkelijk een weg door een houten stellage boort en, nadat hij tot stilstand is gekomen, zich opblaast als een enorme ballon, zeg maar een bel koolstofdioxide of lucht. Dat zorgt voor een flinke explosie in het reactiemengsel, en de brokstukken vliegen alle kanten op.

Ten slotte hebben we nog de witte vogel, Matilda. Die laat tijdens haar vlucht op commando een enorm ei vallen, dat flink wat schade kan aanbrengen als het een zwakke plek in de constructie vernielt. Matilda zelf zal, verlost van haar zware last, met toegenomen snelheid omhoog snellen en botst dan als het meezit ook nog ergens tegenaan.

 

Katalysatoren

Chemici kunnen reacties die van zichzelf maar moeizaam en traag verlopen een handje helpen met katalysatoren. Dat zijn verbindingen die de voor de reactie benodigde hoeveelheid energie verminderen, maar uiteindelijk zelf onveranderd achterblijven. Ik heb in Angry Birds geen katalysatorachtige voorwerpen kunnen vinden, zodat ik vermoed dat het begrip katalysator aan de destructieve aandacht van de Rovio-programmeurs is ontsnapt – afgezien van het speelveld kan vrijwel alles kapot.

Gelukkig zijn er enkele vreemde voorwerpen die garant staan voor vlotte vernietiging en de gewenste entropietoename. Zo zijn er de kisten met TNT (trinitrotolueen), die als ze beschadigd raken een prachtige explosie opleveren. Sommige bouwwerken hangen aan ballonnetjes, die wel helium moeten bevatten omdat ze gewichten kunnen heffen en als ze geraakt worden enkel knappen en niet exploderen. Wat subtieler zijn stapels van stenen kogels of blokjes die na een inslag kinetische energie door het reactiemengsel kunnen verspreiden.

Je moet goed opletten wanneer de groene varkentjes verdwenen zijn. Dan rest er nog maar weinig reactietijd. Weliswaar krijg je voor niet gebruikte reactiemiddelen (vogels) een flinke bonus, maar soms levert snel afvuren van een volgende Angry Bird meer op, ofwel een nog hogere entropie.

Dit bericht is geplaatst in Uncategorized met de tags , , . Bookmark de permalink.