Merge branch 'main' into games

src/main/java/schule/ngb/zm/BasicDrawable.java

@@ -0,0 +1,194 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.MultipleGradientPaint;
+import java.awt.Paint;
+import java.awt.Stroke;
+
+/**
+ * Basisimplementierung der {@link Strokeable} und {@link Fillable} APIs.
+ *
+ * Die Klasse bietet eine Grundlage zur Implementierung eigener Zeichenobjekte,
+ * die eine Füllung und eine Konturlinie haben können.
+ */
+public abstract class BasicDrawable extends Constants implements Strokeable, Fillable {
+
+	/**
+	 * Ob das Objekt gezeichnet werden soll.
+	 */
+	protected boolean visible = true;
+
+	/**
+	 * Aktuelle Farbe der Konturlinie oder {@code null}, wenn das Objekt ohne
+	 * Kontur dargestellt werden soll.
+	 */
+	protected schule.ngb.zm.Color strokeColor = DEFAULT_STROKECOLOR;
+
+	/**
+	 * Die Dicke der Konturlinie. Wird nicht kleiner als 0.
+	 */
+	protected double strokeWeight = DEFAULT_STROKEWEIGHT;
+
+	/**
+	 * Die Art der Konturlinie.
+	 */
+	protected Options.StrokeType strokeType = SOLID;
+
+	/**
+	 * Cache für den aktuellen {@code Stroke} der Kontur. Wird nach Änderung
+	 * einer der Kontureigenschaften auf {@code null} gesetzt und beim nächsten
+	 * Zeichnen neu erstellt.
+	 */
+	protected Stroke stroke = null;
+
+	/**
+	 * Die aktuelle Füllfarbe der Form oder {@code null}, wenn das Objekt nicht
+	 * gefüllt werden soll.
+	 */
+	protected Color fillColor = DEFAULT_FILLCOLOR;
+
+	/**
+	 * Der aktuelle Farbverlauf des Objektes oder {@code null}, wenn es keinen
+	 * Farbverlauf besitzt.
+	 */
+	protected MultipleGradientPaint fill = null;
+
+
+	// Implementierung Drawable Interface
+
+	/**
+	 * Ob das Objekt angezeigt bzw. gezeichnet werden soll.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Objekt angezeigt werden soll,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
+	public boolean isVisible() {
+		return visible;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt das Objekt.
+	 */
+	public void hide() {
+		visible = false;
+	}
+
+	/**
+	 * Zeigt das Objekt an.
+	 */
+	public void show() {
+		visible = true;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt da Objekt, wenn es derzeit angezeigt wird und zeigt es
+	 * andernfalls an.
+	 */
+	public void toggle() {
+		visible = !visible;
+	}
+
+	public abstract void draw( Graphics2D graphics );
+
+
+	// Implementierung Fillable Interface
+
+	@Override
+	public void setFill( Paint fill ) {
+		if( fill == null ) {
+			this.fill = null;
+		} else if( fill instanceof Color ) {
+			this.fillColor = ((Color) fill);
+			this.fill = null;
+		} else if( fill instanceof MultipleGradientPaint ) {
+			this.fillColor = null;
+			this.fill = (MultipleGradientPaint) fill;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public Paint getFill() {
+		if( fill != null ) {
+			return fill;
+		} else if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
+			return fillColor;
+		} else {
+			return null;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasFillColor() {
+		return fillColor != null;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasGradient() {
+		return fill != null;
+	}
+
+	@Override
+	public Color getFillColor() {
+		return fillColor;
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( Color color ) {
+		fillColor = color;
+		fill = null;
+	}
+
+	@Override
+	public MultipleGradientPaint getGradient() {
+		return fill;
+	}
+
+
+	// Implementierung Strokeable Interface
+
+	@Override
+	public void setStroke( Stroke stroke ) {
+		this.stroke = stroke;
+	}
+
+	@Override
+	public Stroke getStroke() {
+		if( stroke == null ) {
+			stroke = Strokeable.createStroke(strokeType, strokeWeight);
+		}
+		return stroke;
+	}
+
+	@Override
+	public Color getStrokeColor() {
+		return strokeColor;
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( Color color ) {
+		strokeColor = color;
+	}
+
+	@Override
+	public double getStrokeWeight() {
+		return strokeWeight;
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeWeight( double weight ) {
+		strokeWeight = weight;
+		this.stroke = null;
+	}
+
+	@Override
+	public Options.StrokeType getStrokeType() {
+		return strokeType;
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
+		strokeType = type;
+		this.stroke = null;
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Color.java

@@ -1,17 +1,25 @@
 package schule.ngb.zm;
 
+import java.awt.*;
+import java.awt.geom.AffineTransform;
+import java.awt.geom.Rectangle2D;
+import java.awt.image.ColorModel;
+import java.io.BufferedReader;
+import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.io.InputStreamReader;
+
 /**
  * Repräsentiert eine Farbe in der Zeichenmaschine.
  * <p>
- * Farben bestehen entweder aus einem Grauwert (zwischen <code>0</code> und
- * <code>255</code>) oder einem Rot-, Grün- und Blauanteil (jeweils zwischen
- * <code>0</code> und <code>255</code>).
+ * Farben bestehen entweder aus einem Grauwert (zwischen 0 und 255) oder einem
+ * Rot-, Grün- und Blauanteil (jeweils zwischen 0 und 255).
  * <p>
- * Eine Farbe hat außerdem einen Transparenzwert zwischen <code>0</code>
- * (unsichtbar) und <code>255</code> (deckend).
+ * Eine Farbe hat außerdem einen Transparenzwert zwischen 0 (unsichtbar) und 255
+ * (deckend).
  */
-public class Color {
-
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Color implements Paint {
 
 
 	//@formatter:off
@@ -44,38 +52,67 @@ public class Color {
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Rot.
 	 */
 	public static final Color RED = new Color(240, 80, 37);
+
+	/**
+	 * Die Farbe Rot.
+	 */
+	public static final Color PURE_RED = new Color(255, 0, 0);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Grün.
 	 */
 	public static final Color GREEN = new Color(98, 199, 119);
+
+	/**
+	 * Die Farbe Grün.
+	 */
+	public static final Color PURE_GREEN = new Color(0, 255, 0);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Blau.
 	 */
-	public static final Color BLUE = new Color(49, 197, 244);
+	public static final Color BLUE = new Color(43, 128, 243); // 49, 197, 244
+
+	/**
+	 * Die Farbe Blau.
+	 */
+	public static final Color PURE_BLUE = new Color(0, 0, 255);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Gelb.
 	 */
 	public static final Color YELLOW = new Color(248, 239, 34);
+
+	/**
+	 * Die Farbe Gelb.
+	 */
+	public static final Color PURE_YELLOW = new Color(255, 255, 0);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Orange.
 	 */
 	public static final Color ORANGE = new Color(248, 158, 80);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Türkis.
 	 */
 	public static final Color CYAN = new Color(java.awt.Color.CYAN);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Magenta.
 	 */
 	public static final Color MAGENTA = new Color(java.awt.Color.MAGENTA);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Rosa.
 	 */
 	public static final Color PINK = new Color(240, 99, 164);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Lila.
 	 */
 	public static final Color PURPLE = new Color(101, 0, 191);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Zeichenmaschinen-Braun.
 	 */
@@ -85,6 +122,7 @@ public class Color {
 	 * Die Farbe Helmholtz-Grün.
 	 */
 	public static final Color HGGREEN = new Color(0, 165, 81);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Helmholtz-Rot.
 	 */
@@ -104,72 +142,68 @@ public class Color {
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine graue Farbe entsprechend des Grauwertes <var>gray</var>.
+	 * Erstellt eine graue Farbe entsprechend dem Grauwert {@code gray}.
 	 *
-	 * @param gray Ein Grauwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public Color( int gray ) {
 		this(gray, gray, gray, 255);
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine graue Farbe entsprechend des Grauwertes <var>gray</var> und
-	 * des Transparentwertes <var>alpha</var>.
+	 * Erstellt eine graue Farbe entsprechend dem Grauwert {@code gray} und dem
+	 * Transparenzwert {@code alpha}.
 	 *
-	 * @param gray Ein Grauwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public Color( int gray, int alpha ) {
 		this(gray, gray, gray, alpha);
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine Farbe. Die Parameter <var>red</var>, <var>green</var> und
-	 * <var>blue</var> geben die Rot-, Grün- und Blauanteile der Farbe. Die Werte
-	 * liegen zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
+	 * Erstellt eine Farbe. Die Parameter {@code red}, {@code green} und
+	 * {@code blue} geben die Rot-, Grün- und Blauanteile der Farbe. Die Werte
+	 * liegen zwischen 0 und 255.
 	 *
-	 * @param red   Rotwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @param green Grünwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @param blue  Blauwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @return Ein passendes Farbobjekt.
+	 * @param red Rotwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Grünwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Blauwert zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public Color( int red, int green, int blue ) {
 		this(red, green, blue, 255);
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine Farbe. Die Parameter <var>red</var>, <var>green</var> und
-	 * <var>blue</var> geben die Rot-, Grün- und Blauanteile der Farbe. Die Werte
-	 * liegen zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * <var>alpha</var> gibt den den Transparentwert an (auch zwischen
-	 * code>0</code> und <code>255</code>), wobei
-	 * <code>0</code> komplett durchsichtig ist und <code>255</code> komplett
-	 * deckend.
+	 * Erstellt eine Farbe. Die Parameter {@code red}, {@code green} und
+	 * {@code blue} geben die Rot-, Grün- und Blauanteile der Farbe. Die Werte
+	 * liegen zwischen 0 und 255. {@code alpha} gibt den den Transparentwert an
+	 * (auch zwischen 0 und 255), wobei 0 komplett durchsichtig ist und 255
+	 * komplett deckend.
 	 *
-	 * @param red   Rotwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @param green Grünwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @param blue  Blauwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @param alpha Transparentwert zwischen <code>0</code> und <code>255</code>.
-	 * @return Ein passendes Farbobjekt.
+	 * @param red Rotwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Grünwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Blauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Transparentwert zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public Color( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		rgba = (alpha << 24) | (red << 16) | (green << 8) | blue;
+		rgba = ((alpha & 0xFF) << 24) | ((red & 0xFF) << 16) | ((green & 0xFF) << 8) | (blue & 0xFF);
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine Farbe als Kopie von <var>color</var>.
+	 * Erstellt eine Farbe als Kopie von {@code color}.
 	 *
-	 * @param color
+	 * @param color Eine Farbe.
 	 */
 	public Color( Color color ) {
-		this(color.getRed(), color.getGreen(), color.getBlue(), color.getAlpha());
+		this(color.getRGBA(), true);
 	}
 
 	/**
-	 * Erstellt eine Farbe als Kopie von <var>color</var> und ersetzt den
-	 * Transparentwert durch <var>alpha</var>.
+	 * Erstellt eine Farbe als Kopie von {@code color} und ersetzt den
+	 * Transparentwert durch {@code alpha}.
 	 *
-	 * @param color
-	 * @param alpha
+	 * @param color Eine Farbe.
+	 * @param alpha Der neue Transparenzwert.
 	 */
 	public Color( Color color, int alpha ) {
 		this(color.getRed(), color.getGreen(), color.getBlue(), alpha);
@@ -186,10 +220,11 @@ public class Color {
 	/**
 	 * Interner Konstruktor für die Initialisierung einer Farbe mit einem
 	 * RGBA-Wert.
-	 *
+	 * <p>
 	 * Da der Konstruktor {@link #Color(int)} schon besetzt ist, muss hier der
-	 * Parameter {@code isRGBA} auf {@code true} gesetzt werden, damit {@code rgba}
-	 * korrekt interpretiert wird.
+	 * Parameter {@code isRGBA} auf {@code true} gesetzt werden, damit
+	 * {@code rgba} korrekt interpretiert wird.
+	 *
 	 * @param rgba RGBA-wert der Farbe.
 	 * @param isRGBA Sollte immer {@code true} sein.
 	 */
@@ -203,46 +238,97 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine Farbe aus einem kodierten RGBA Integer-Wert.
+	 * <p>
+	 * Der 32-bit Integer enthält (von rechts) in Bit 1 bis 8 den Rotwert, in
+	 * Bit 9 bis 16 Grünwert, in Bit 17 bis 24 den Blauwert und in Bit 25 bis 32
+	 * den Transparenzwert der Farbe.
 	 *
-	 * @param rgba
-	 * @return
+	 * @param rgba Eine RGBA-Farbe.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
 	 */
 	public static Color getRGBColor( int rgba ) {
-		Color c = new Color(rgba, true);
-		return c;
-	}
-
-	public static Color getHSBColor(double h, double s, double b) {
-		return new Color(java.awt.Color.getHSBColor((float)h, (float)s, (float)b));
-	}
-
-	public static Color getHSLColor(double h, double s, double l) {
-		int rgb = Color.HSLtoRGB(new float[]{(float)h, (float)s, (float)l});
-		return Color.getRGBColor(rgb);
-	}
-
-	public static Color parseString( String pColor ) {
-		pColor = pColor.toLowerCase().strip();
-		if( pColor.contains("red") || pColor.contains("rot") ) {
-			return Color.RED.copy();
-		} else if( pColor.contains("blue") || pColor.contains("blau") ) {
-			return Color.BLUE.copy();
-		} else if( pColor.contains("green") || pColor.contains("grün") || pColor.contains("gruen") ) {
-			return Color.GREEN.copy();
-		} else if( pColor.contains("yellow") || pColor.contains("gelb") ) {
-			return Color.YELLOW.copy();
-		} else {
-			return new Color();
-		}
+		return new Color(rgba, true);
 	}
 
 	/**
-	 * Erzeugt eine Farbe aus einem hexadezimalen Code. Der Hexcode kann
-	 * sechs- oder achtstellig sein (wenn ein Transparentwert vorhanden ist).
-	 * Dem Code kann ein <code>#</code> Zeichen vorangestellt sein.
+	 * Erzeugt eine Farbe aus Werten im
+	 * <a href="https://de.wikipedia.org/wiki/HSV-Farbraum">HSB-Farbraum</a>.
+	 * <p>
+	 * {code h} beschreibt den Farbwert (engl. <em>hue</em>), {@code s} die
+	 * Sättigung (engl. <em>saturation</em>) und {@code b} die absolute
+	 * Helligkeit (engl. <em>brightness</em>) der Farbe. Alle Werte werden
+	 * zwischen 0.0 und 1.0 angegeben.
 	 *
-	 * @param hexcode
-	 * @return
+	 * @param h Der Farbwert.
+	 * @param s Die Sättigung.
+	 * @param b Die absolute Helligkeit.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
+	 * @see java.awt.Color#getHSBColor(float, float, float)
+	 */
+	public static Color getHSBColor( double h, double s, double b ) {
+		return new Color(java.awt.Color.getHSBColor((float) h, (float) s, (float) b));
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine Farbe aus Werten im
+	 * <a href="https://de.wikipedia.org/wiki/HSV-Farbraum">HSL-Farbraum</a>.
+	 * <p>
+	 * {code h} beschreibt den Farbwert (engl. <em>hue</em>), {@code s} die
+	 * Sättigung (engl. <em>saturation</em>) und {@code l} die relative
+	 * Helligkeit (engl. <em>lightness</em>) der Farbe. Alle Werte werden
+	 * zwischen 0.0 und 1.0 angegeben.
+	 *
+	 * @param h Der Farbwert.
+	 * @param s Die Sättigung.
+	 * @param l Die relative Helligkeit.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
+	 */
+	public static Color getHSLColor( double h, double s, double l ) {
+		int rgb = Color.HSLtoRGB(new float[]{(float) h, (float) s, (float) l});
+		return Color.getRGBColor(rgb);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt aus einem Farbnamen ein Farbobjekt.
+	 * <p>
+	 * Die gültigen Farbnamen können unter <a
+	 * href="https://htmlcolors.com/color-names">https://htmlcolors.com/color-names</a>
+	 * nachgeschlagen werden.
+	 *
+	 * @param color Der Name einer Farbe.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
+	 */
+	public static Color parseString( String color ) {
+		color = color.toLowerCase().strip();
+
+		// Parse colornames file and return first match
+		try( InputStream in = Color.class.getResourceAsStream("colornames.csv"); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in)) ) {
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				String[] parts = line.split(",");
+				if( parts.length == 2 ) {
+					if( parts[0].equals(color) ) {
+						return Color.parseHexcode(parts[1]);
+					}
+				}
+			}
+		} catch( IOException ex ) {
+			// LOG?
+		}
+		return new Color();
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine Farbe aus einem hexadezimalen Code. Der Hexcode kann drei-,
+	 * sechs- oder achtstellig sein (wenn ein Transparentwert vorhanden ist).
+	 * Dem Code kann ein {@code #} Zeichen vorangestellt sein, muss es aber
+	 * nicht.
+	 * <p>
+	 * Bei einem dreistelligen Code wird jedes zeichen doppelt interpretiert.
+	 * Das beduetet {@code #ABC} ist gleichbedeutend mit {@code #AABBCC}.
+	 *
+	 * @param hexcode Eine Farbe als Hexcode.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
 	 */
 	public static Color parseHexcode( String hexcode ) {
 		if( hexcode.startsWith("#") ) {
@@ -259,8 +345,6 @@ public class Color {
 		} else if( hexcode.length() == 8 ) {
 			alpha = Integer.valueOf(hexcode.substring(6, 8), 16);
 			hexcode = hexcode.substring(0, 6);
-		} else {
-			hexcode = hexcode;
 		}
 
 		return Color.getRGBColor((alpha << 24) | Integer.valueOf(hexcode, 16));
@@ -281,7 +365,7 @@ public class Color {
 		if( color1 == null && color2 == null ) {
 			throw new IllegalArgumentException("Color.interpolate() needs at least one color to be not null.");
 		}
-		if( t < 0.0 || color2 == null ) {
+		if( (color1 != null && t < 0.0) || color2 == null ) {
 			return color1.copy();
 		}
 		if( t > 1.0 || color1 == null ) {
@@ -307,12 +391,12 @@ public class Color {
 		if( c == 0 ) {
 			h_ = 0;
 		} else if( max == r ) {
-			h_ = (float) (g - b) / c;
+			h_ = (g - b) / c;
 			if( h_ < 0 ) h_ += 6.f;
 		} else if( max == g ) {
-			h_ = (float) (b - r) / c + 2.f;
+			h_ = (b - r) / c + 2.f;
 		} else if( max == b ) {
-			h_ = (float) (r - g) / c + 4.f;
+			h_ = (r - g) / c + 4.f;
 		}
 		float h = 60.f * h_;
 
@@ -331,6 +415,14 @@ public class Color {
 		return hsl;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert die Komponenten einer Farbe aus dem HSL-Farbraum in den
+	 * RGB-Farbraum.
+	 *
+	 * @param hsl Die HSL-Komponenten als float-Array.
+	 * @return Der RGBA-Farbwert.
+	 * @see #HSLtoRGB(float[], int)
+	 */
 	public static int HSLtoRGB( float[] hsl ) {
 		return HSLtoRGB(hsl, 255);
 	}
@@ -338,10 +430,11 @@ public class Color {
 	/**
 	 * Konvertiert eine Farbe mit Komponenten im HSL-Farbraum in den
 	 * RGB-Farbraum.
+	 * <p>
+	 * Die Farbkomponenten werden als float-Array übergeben. Im Index 0 steht
+	 * der H-Wert im Bereich 0 bis 360, Index 1 und 2 enthalten den S- und
+	 * L-Wert im Bereich von 0 bis 1.
 	 *
-	 * Die Farbkomponenten werden als Float-Array übergeben. Im Index 0 steht
-	 * der h-Wert im Bereich 0 bis 360, Index 1 und 2 enthalten den s- und
-	 * l-Wert im Bereich von 0 bis 1.
 	 * @param hsl Die Farbkomponenten im HSL-Farbraum.
 	 * @param alpha Ein Transparenzwert im Bereich 0 bis 255.
 	 * @return Der RGBA-Wert der Farbe.
@@ -394,6 +487,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine Kopie dieser Farbe.
+	 *
 	 * @return Ein neues Farbobjekt.
 	 */
 	public Color copy() {
@@ -402,10 +496,11 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Gibt den RGBA-Wert dieser Farbe zurück.
-	 *
-	 * Eine Farbe wird als 32-Bit Integer gespeichert. Bits 24-31 enthalten
-	 * den Transparenzwert, 16-23 den Rotwert, 8-15 den Grünwert und 0-7 den
+	 * <p>
+	 * Eine Farbe wird als 32-Bit Integer gespeichert. Bits 24-31 enthalten den
+	 * Transparenzwert, 16-23 den Rotwert, 8-15 den Grünwert und 0-7 den
 	 * Blauwert der Farbe.
+	 *
 	 * @return Der RGBA-Wert der Farbe.
 	 * @see #getRed()
 	 * @see #getGreen()
@@ -418,6 +513,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Gibt den Rotwert dieser Farbe zurück.
+	 *
 	 * @return Der Rotwert der Farbe zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public int getRed() {
@@ -426,6 +522,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Gibt den Grünwert dieser Farbe zurück.
+	 *
 	 * @return Der Grünwert der Farbe zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public int getGreen() {
@@ -434,6 +531,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Gibt den Blauwert dieser Farbe zurück.
+	 *
 	 * @return Der Blauwert der Farbe zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public int getBlue() {
@@ -442,6 +540,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Gibt den Transparenzwert dieser Farbe zurück.
+	 *
 	 * @return Der Transparenzwert der Farbe zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public int getAlpha() {
@@ -450,9 +549,10 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt ein {@link java.awt.Color}-Objekt aus dieser Farbe.
+	 * <p>
+	 * Das erzeugte Farbobjekt hat dieselben Rot-, Grün-, Blau- und
+	 * Transparenzwerte wie diese Farbe.
 	 *
-	 * Das erzeugte Farbobjekt hat dieselben Rot-, Grün-, Blau-
-	 * und Transparenzwerte wie diese Farbe.
 	 * @return Ein Java-Farbobjekt.
 	 */
 	public java.awt.Color getJavaColor() {
@@ -460,21 +560,48 @@ public class Color {
 	}
 
 	@Override
+	public PaintContext createContext( ColorModel cm, Rectangle deviceBounds, Rectangle2D userBounds, AffineTransform xform, RenderingHints hints ) {
+		return getJavaColor().createContext(cm, deviceBounds, userBounds, xform, hints);
+	}
+
+	@Override
+	public int getTransparency() {
+		int alpha = getAlpha();
+		if( alpha == 0xff ) {
+			return Transparency.OPAQUE;
+		} else if( alpha == 0 ) {
+			return Transparency.BITMASK;
+		} else {
+			return Transparency.TRANSLUCENT;
+		}
+	}
+
 	/**
 	 * Prüft, ob ein anderes Objekt zu diesem gleich ist.
+	 * <p>
+	 * Die Methode gibt genau dann {@code true} zurück, wenn das andere Objekt
+	 * nicht {@code null} ist, vom Typ {@code Color} ist und es dieselben Rot-,
+	 * Grün-, Blau- und Transparenzwerte hat.
 	 *
-	 * Die Methode gibt genau dann {@code true} zurück, wenn das andere
-	 * Objekt nicht {@code null} ist, vom Typ {@code Color} ist und es
-	 * dieselben Rot-, Grün-, Blau- und Transparenzwerte hat.
 	 * @param obj Das zu vergleichende Objekt.
 	 * @return {@code true}, wenn die Objekte gleich sind, sonst {@code false}.
 	 */
+	@Override
 	public boolean equals( Object obj ) {
-		return obj instanceof Color && ((Color)obj).getRGBA() == this.rgba;
+		if( obj == null ) {
+			return false;
+		}
+		if( obj instanceof Color ) {
+			return ((Color) obj).getRGBA() == this.rgba;
+		} else if( obj instanceof java.awt.Color ) {
+			return ((java.awt.Color) obj).getRGB() == this.rgba;
+		}
+		return false;
 	}
 
 	/**
 	 * Erzeugt einen Text-String, der diese Farbe beschreibt.
+	 *
 	 * @return Eine Textversion der Farbe.
 	 */
 	@Override
@@ -484,6 +611,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Berechnet einen Hashcode für dieses Farbobjekt.
+	 *
 	 * @return Ein Hashcode für diese Rabe.
 	 */
 	@Override
@@ -492,7 +620,8 @@ public class Color {
 	}
 
 	/**
-	 *  Erzeugt eine um 30% hellere Version dieser Farbe.
+	 * Erzeugt eine um 30% hellere Version dieser Farbe.
+	 *
 	 * @return Ein Farbobjekt mit einer helleren Farbe.
 	 */
 	public Color brighter() {
@@ -501,6 +630,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine um {@code percent} hellere Version dieser Farbe.
+	 *
 	 * @param percent Eine Prozentzahl zwischen 0 und 100.
 	 * @return Ein Farbobjekt mit einer helleren Farbe.
 	 */
@@ -512,6 +642,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine um 30% dunklere Version dieser Farbe.
+	 *
 	 * @return Ein Farbobjekt mit einer dunkleren Farbe.
 	 */
 	public Color darker() {
@@ -520,6 +651,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine um {@code percent} dunklere Version dieser Farbe.
+	 *
 	 * @param percent Eine Prozentzahl zwischen 0 und 100.
 	 * @return Ein Farbobjekt mit einer dunkleren Farbe.
 	 */
@@ -530,11 +662,12 @@ public class Color {
 	}
 
 	public Color greyscale() {
-		return new Color((int)(getRed()*.299 + getGreen()*.587 + getBlue()*0.114));
+		return new Color((int) (getRed() * .299 + getGreen() * .587 + getBlue() * 0.114));
 	}
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine zu dieser invertierte Farbe.
+	 *
 	 * @return Ein Farbobjekt mit der invertierten Farbe.
 	 */
 	public Color inverted() {
@@ -544,6 +677,7 @@ public class Color {
 
 	/**
 	 * Erzeugt die Komplementärfarbe zu dieser.
+	 *
 	 * @return Ein Farbobjekt mit der Komplementärfarbe.
 	 */
 	public Color complement() {
@@ -556,11 +690,12 @@ public class Color {
 	 * Wählt entweder {@link #WHITE weiß} oder {@link #BLACK schwarz} aus, je
 	 * nachdem, welche der Farben besser als Textfarbe mit dieser Farbe als
 	 * Hintergrund funktioniert (besser lesbar ist).
+	 *
 	 * @return Schwarz oder weiß.
 	 */
 	public Color textcolor() {
 		// Basiert auf https://stackoverflow.com/questions/946544/good-text-foreground-color-for-a-given-background-color
-		if( (getRed()*.299 + getGreen()*.587 + getBlue()*0.114) < 186 ) {
+		if( (getRed() * .299 + getGreen() * .587 + getBlue() * 0.114) < 186 ) {
 			return WHITE;
 		} else {
 			return BLACK;

src/main/java/schule/ngb/zm/Drawable.java

@@ -0,0 +1,46 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import java.awt.*;
+
+/**
+ * {@code Drawable} Objekte können auf eine Zeichenfläche gezeichnet werden. In
+ * der Regel werden sie einmal pro Frame gezeichnet.
+ */
+public interface Drawable {
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob das Objekt derzeit sichtbar ist (also gezeichnet werden
+	 * muss).
+	 * <p>
+	 * Wie mit dieser Information umgegangen wird, ist nicht weiter festgelegt.
+	 * In der Regel sollte eine aufrufende Instanz zunächst prüfen, ob das
+	 * Objekt aktiv ist, und nur dann{@link #draw(Graphics2D)} aufrufen. Für
+	 * implementierende Klassen ist es aber gegebenenfalls auch sinnvoll, bei
+	 * Inaktivität den Aufruf von {@code draw(Graphics2D)} schnell abzubrechen:
+	 * <pre><code>
+	 * void draw( Graphics2D graphics ) {
+	 *     if( !isVisible() ) {
+	 *         return;
+	 *     }
+	 *
+	 *     // Objekt zeichnen..
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Objekt sichtbar ist.
+	 */
+	boolean isVisible();
+
+	/**
+	 * Wird aufgerufen, um das Objekt auf die Zeichenfläche <var>graphics</var>
+	 * zu zeichnen.
+	 * <p>
+	 * Das Objekt muss dafür Sorge tragen, dass der Zustand der Zeichenfläche
+	 * (Transformationsmatrix, Farbe, ...) erhalten bleibt. Das Objekt sollte
+	 * also etwaige Änderungen am Ende des Aufrufs wieder rückgängig machen.
+	 *
+	 * @param graphics Die Zeichenfläche.
+	 */
+	void draw( Graphics2D graphics );
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Fillable.java

@@ -0,0 +1,279 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.awt.*;
+
+/**
+ * {@link Drawable} Klassen, die mit einer Füllung versehen werden können.
+ * <p>
+ * Das {@code Fillable} Interface dient hauptsächlich zur Vereinheitlichung der
+ * API für Füllungen. Durch Implementation wird sichergestellt, dass alle
+ * Objekte, die eine Füllung haben können, dieselben Methoden zur Verfügung
+ * stellen. Wenn eine {@link Shape} eine
+ * {@link Fillable#setFillColor(Color, int)} Methode hat, dann sollte auch eine
+ * {@link schule.ngb.zm.layers.TurtleLayer.Turtle} dieselbe Methode anbieten. Im
+ * Einzelfall kann es sinnvoll sein, weitere Methoden für Füllungen zur
+ * Verfügung zu stellen. Allerdings sollte davon nach Möglichkeit zugunsten
+ * einer einheitlichen API abgesehen werden.
+ * <p>
+ * Das Äquivalent für Konturlinien stellt {@link Strokeable} dar.
+ * <p>
+ * Im einfachsten Fall reicht es {@link #setFill(Paint)} und {@link #getFill()}
+ * zu implementieren. Die anderen Methoden besitzen Standardimplementierungen,
+ * die sich auf die beiden Methoden beziehen. Allerdings ist es in vielen Fällen
+ * sinnvoll, einige der Methoden gezielt zu überschreiben, um sie an spezifische
+ * Situationen anzupassen.
+ */
+public interface Fillable extends Drawable {
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung direkt auf das angegebene {@code Paint}-Objekt.
+	 *
+	 * @param fill Die neue Füllung.
+	 */
+	void setFill( Paint fill );
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuell gesetzte Füllung zurück.
+	 * <p>
+	 * Die Art der Füllung kann anhand der Abfragen {@link #hasFillColor()} und
+	 * {@link #hasGradient()} ermittelt werden.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Füllung.
+	 */
+	Paint getFill();
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob aktuell eine sichtbare Füllung konfiguriert ist.
+	 * <p>
+	 * Eine Füllung gilt als sichtbar, wenn eine nciht transparente Füllfarbe
+	 * oder ein Farbverlauf eingestellt ist.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Füllung sichtbar ist, {@code false} sonst.
+	 */
+	default boolean hasFill() {
+		return (hasFillColor() && getFillColor().getAlpha() > 0) || hasGradient();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob eine Füllfarbe konfiguriert ist.
+	 * <p>
+	 * Im Gegensatz zu {@link #hasFill()} prüft die Methode <em>nicht</em>, ob
+	 * die Füllfarbe transparent ist.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn eine Füllfarbe gesetzt ist.
+	 */
+	default boolean hasFillColor() {
+		Paint fill = getFill();
+		return fill instanceof Color;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob ein Farbverlauf konfiguriert ist.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn ein Farbverlauf gesetzt ist.
+	 */
+	default boolean hasGradient() {
+		Paint fill = getFill();
+		return fill instanceof MultipleGradientPaint;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Füllfarbe der Form zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Füllfarbe oder {@code null}.
+	 */
+	default Color getFillColor() {
+		if( hasFillColor() ) {
+			return (Color) getFill();
+		} else {
+			return null;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Füllfarbe oder {@code null}.
+	 * @see Color
+	 */
+	default void setFillColor( Color color ) {
+		setFill(color);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf die angegebene Farbe und setzt die Transparenz
+	 * auf den angegebenen Wert. 0 is komplett durchsichtig und 255 komplett
+	 * deckend.
+	 *
+	 * @param color Die neue Füllfarbe oder {@code null}.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(Color, int)
+	 */
+	default void setFillColor( Color color, int alpha ) {
+		setFillColor(new Color(color, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf einen Grauwert mit der angegebenen Intensität. 0
+	 * entspricht schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int)
+	 */
+	default void setFillColor( int gray ) {
+		setFillColor(gray, gray, gray, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf einen Grauwert mit der angegebenen Intensität und
+	 * dem angegebenen Transparenzwert. Der Grauwert 0 entspricht schwarz, 255
+	 * entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int)
+	 */
+	default void setFillColor( int gray, int alpha ) {
+		setFillColor(gray, gray, gray, alpha);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf die Farbe mit den angegebenen Rot-, Grün- und
+	 * Blauanteilen.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setFillColor( int red, int green, int blue ) {
+		setFillColor(red, green, blue, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf die Farbe mit den angegebenen Rot-, Grün- und
+	 * Blauanteilen und dem angegebenen Transparenzwert.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 25
+	 * @see Color#Color(int, int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setFillColor(new Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die Füllung der Form.
+	 */
+	default void noFill() {
+		setFillColor(null);
+		noGradient();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf den Standardwert zurück.
+	 *
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_FILLCOLOR
+	 */
+	default void resetFill() {
+		setFillColor(Constants.DEFAULT_FILLCOLOR);
+		noGradient();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt den aktuellen Farbverlauf der Form zurück.
+	 *
+	 * @return Der aktuelle Farbverlauf oder {@code null}.
+	 */
+	default MultipleGradientPaint getGradient() {
+		if( hasGradient() ) {
+			return (MultipleGradientPaint) getFill();
+		} else {
+			return null;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung auf einen linearen Farbverlauf, der am Punkt
+	 * ({@code fromX}, {@code fromY}) mit der Farbe {@code from} startet und am
+	 * Punkt (({@code toX}, {@code toY}) mit der Farbe {@code to} endet.
+	 *
+	 * @param fromX x-Koordinate des Startpunktes.
+	 * @param fromY y-Koordinate des Startpunktes.
+	 * @param from Farbe am Startpunkt.
+	 * @param toX x-Koordinate des Endpunktes.
+	 * @param toY y-Koordinate des Endpunktes.
+	 * @param to Farbe am Endpunkt.
+	 */
+	default void setGradient( double fromX, double fromY, Color from, double toX, double toY, Color to ) {
+		setFill(new LinearGradientPaint(
+			(float) fromX, (float) fromY,
+			(float) toX, (float) toY,
+			new float[]{0f, 1f},
+			new java.awt.Color[]{from.getJavaColor(), to.getJavaColor()}
+		));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung auf einen linearen Farbverlauf, der in die angegebene
+	 * Richtung verläuft.
+	 *
+	 * @param from Farbe am Startpunkt.
+	 * @param to Farbe am Endpunkt.
+	 * @param dir Richtung des Farbverlaufs.
+	 */
+	default void setGradient( Color from, Color to, Options.Direction dir ) {
+		int whalf = (Constants.canvasWidth / 2);
+		int hhalf = (Constants.canvasHeight / 2);
+		setGradient(whalf - dir.x * whalf, hhalf - dir.y * hhalf, from, whalf + dir.x * whalf, hhalf + dir.y * hhalf, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung auf einen kreisförmigen (radialen) Farbverlauf, mit dem
+	 * Zentrum im Punkt ({@code centerX}, {@code centerY}) und dem angegebenen
+	 * Radius. Der Verlauf starte im Zentrum mit der Farbe {@code from} und
+	 * endet am Rand des durch den Radius beschriebenen Kreises mit der Farbe
+	 * {@code to}.
+	 *
+	 * @param centerX x-Koordinate des Kreismittelpunktes.
+	 * @param centerY y-Koordinate des Kreismittelpunktes.
+	 * @param radius Radius des Kreises.
+	 * @param from Farbe im Zentrum des Kreises.
+	 * @param to Farbe am Rand des Kreises.
+	 */
+	default void setGradient( double centerX, double centerY, double radius, Color from, Color to ) {
+		setFill(new RadialGradientPaint(
+			(float) centerX, (float) centerY, (float) radius,
+			new float[]{0f, 1f},
+			new java.awt.Color[]{from.getJavaColor(), to.getJavaColor()}));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung auf einen kreisförmigen (radialen) Farbverlauf, der im
+	 * Zentrum beginnt.
+	 *
+	 * @param from Farbe im Zentrum.
+	 * @param to Farbe am Rand.
+	 */
+	default void setGradient( Color from, Color to ) {
+		int whalf = (Constants.canvasWidth / 2);
+		int hhalf = (Constants.canvasHeight / 2);
+		setGradient(whalf, hhalf, Math.min(whalf, hhalf), from, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt den Farbverlauf von der Form.
+	 */
+	default void noGradient() {
+		setFill(null);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Layer.java

@@ -0,0 +1,228 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import java.awt.AlphaComposite;
+import java.awt.Color;
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.RenderingHints;
+import java.awt.image.BufferedImage;
+
+/**
+ * Basisklasse für Ebenen der {@link Zeichenleinwand}.
+ * <p>
+ * Die {@code Zeichenleinwand} besteht aus einer Reihe von Ebenen, die
+ * übereinandergelegt und von "unten" nach "oben" gezeichnet werden. Die Inhalte
+ * der oberen Ebenen können also Inhalte der darunterliegenden verdecken.
+ * <p>
+ * Ebenen sind ein zentraler Bestandteil bei der Implementierung einer
+ * {@link Zeichenmaschine}. Sie erben von {@code Constants}, da neue Ebenentypen
+ * von Nutzern implementiert werden können.
+ */
+public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
+
+	/**
+	 * Interner Puffer für die Ebene, der einmal pro Frame auf die
+	 * Zeichenleinwand übertragen wird.
+	 */
+	protected BufferedImage buffer;
+
+	/**
+	 * Der Grafikkontext der Ebene, der zum Zeichnen der Inhalte verwendet
+	 * wird.
+	 */
+	protected Graphics2D drawing;
+
+	/**
+	 * Ob die Ebene derzeit sichtbar ist.
+	 */
+	protected boolean visible = true;
+
+	/**
+	 * Ob die Ebene aktiv ist, also {@link #update(double) Updates} empfangen
+	 * soll.
+	 */
+	protected boolean active = true;
+
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Ebene mit den Standardmaßen.
+	 */
+	public Layer() {
+		this(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Ebene mit den angegebenen Maßen.
+	 *
+	 * @param width Die Breite der Ebene.
+	 * @param height Die Höhe der Ebene.
+	 */
+	public Layer( int width, int height ) {
+		createCanvas(width, height);
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die Breite der Ebene.
+	 */
+	public int getWidth() {
+		return buffer.getWidth();
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die Höhe der Ebene.
+	 */
+	public int getHeight() {
+		return buffer.getHeight();
+	}
+
+	/**
+	 * Ändert die Größe der Ebene auf die angegebenen Maße.
+	 *
+	 * @param width Die neue Breite.
+	 * @param height Die neue Höhe.
+	 */
+	public void setSize( int width, int height ) {
+		if( buffer != null ) {
+			if( buffer.getWidth() != width || buffer.getHeight() != height ) {
+				recreateCanvas(width, height);
+			}
+		} else {
+			createCanvas(width, height);
+		}
+	}
+
+	// TODO: prevent access to graphics context?
+	public Graphics2D getGraphics() {
+		return this.drawing;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Ressourcen der Ebene frei.
+	 */
+	public void dispose() {
+		drawing.dispose();
+		drawing = null;
+		buffer = null;
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen Puffer für die Ebene und konfiguriert diesen.
+	 *
+	 * @param width Breite des neuen Puffers.
+	 * @param height Höhe des neuen Puffers.
+	 */
+	private void createCanvas( int width, int height ) {
+		buffer = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
+		drawing = buffer.createGraphics();
+
+		// add antialiasing
+		RenderingHints hints = new RenderingHints(
+			RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
+			RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON
+		);
+		hints.put(
+			RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING,
+			RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON
+		);
+		hints.put(
+			RenderingHints.KEY_RENDERING,
+			RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY
+		);
+		drawing.addRenderingHints(hints);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen Puffer für die Ebene mit der angegebenen Größe und
+	 * kopiert den Inhalt des alten Puffers in den Neuen.
+	 *
+	 * @param width Breite des neuen Puffers.
+	 * @param height Höhe des neuen Puffers.
+	 */
+	private void recreateCanvas( int width, int height ) {
+		BufferedImage oldCanvas = buffer;
+		createCanvas(width, height);
+		drawing.drawImage(oldCanvas, 0, 0, null);
+	}
+
+	/**
+	 * Leert die Ebene und löscht alles bisher gezeichnete. Alle Pixel der Ebene
+	 * werden transparent, damit unterliegende Ebenen durchscheinen können.
+	 */
+	public void clear() {
+		// https://stackoverflow.com/questions/31149206/set-pixels-of-bufferedimage-as-transparent
+		Color current = drawing.getColor();
+		drawing.setComposite(AlphaComposite.getInstance(AlphaComposite.CLEAR));
+		drawing.setColor(new Color(255, 255, 255, 255));
+		drawing.fillRect(0, 0, buffer.getWidth(), buffer.getHeight());
+		drawing.setComposite(AlphaComposite.getInstance(AlphaComposite.SRC_OVER));
+		drawing.setColor(current);
+	}
+
+	/**
+	 * Zeichnet den Puffer auf den Grafikkontext.
+	 *
+	 * @param graphics Der Grafikkontext, auf den gezeichnet wird.
+	 */
+	@Override
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
+		if( visible ) {
+			graphics.drawImage(buffer, 0, 0, null);
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isVisible() {
+		return visible;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt die Ebene.
+	 */
+	public void hide() {
+		visible = false;
+	}
+
+	/**
+	 * Zeigt die Ebene an, falls sie versteckt war.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public void show() {
+		visible = true;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt oder zeigt die Ebene, je nachdem, welchen Zustand sie derzeit
+	 * hat.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public void toggle() {
+		visible = !visible;
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isActive() {
+		return active;
+	}
+
+	/**
+	 * Prüft, ob die angegebenen Koordinaten innerhalb der Ebene liegen, oder
+	 * nicht.
+	 * <p>
+	 * Eine Koordinate liegt in der Ebene, wenn die {@code x}- und
+	 * {@code y}-Koordinaten größer oder gleich Null und kleiner als die Breite
+	 * bzw. Höhe der Ebene sind.
+	 *
+	 * @param x Die x-Koordinate.
+	 * @param y Die y-Koordinate.
+	 * @return {@code true}, wenn die Koordinaten innerhalb der Ebene liegen,
+	 *    {@code false}, wenn sie außerhalb liegen.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public boolean isInBounds( int x, int y ) {
+		return (x >= 0 && y >= 0 && x < getWidth() && y < getHeight());
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Options.java

@@ -0,0 +1,334 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import java.awt.geom.Arc2D;
+
+/**
+ * Diese Klasse sammelt Enumerationen, die verschiedene Eigenschaften der zu
+ * zeichnenden Formen darstellen.
+ */
+public final class Options {
+
+	private Options() {
+	}
+
+	/**
+	 * Linienstile für Konturlinien.
+	 */
+	public enum StrokeType {
+		/**
+		 * Durchgezogene Linien.
+		 */
+		SOLID,
+
+		/**
+		 * Getrichelte Linien.
+		 */
+		DASHED,
+
+		/**
+		 * Gepunktete Linien.
+		 */
+		DOTTED
+	}
+
+	/**
+	 * Stile für Pfeilspitzen.
+	 */
+	public enum ArrowHead {
+		/**
+		 * Einfache Pfeilspitze aus zwei Linien.
+		 */
+		LINES,
+
+		/**
+		 * Gefülltes Dreieck.
+		 */
+		FILLED
+	}
+
+	/**
+	 * Arten von Bögen.
+	 * <p>
+	 * Die Werte legen fest, wie Bögen geschlossen werden sollen, wenn sie
+	 * beispielsweise gefüllt werden.
+	 * <p>
+	 * Wrapper für die AWT-Konstanten in {@link Arc2D}.
+	 */
+	public enum PathType {
+		/**
+		 * Offener Pfad, bei dem die Pfadenden direkt miteinander verbunden
+		 * werden ohne eine Linie zu ziehen.
+		 */
+		OPEN(Arc2D.OPEN),
+
+		/**
+		 * Geschlossener Pfad, bei dem die Pfadenden direkt miteinander
+		 * verbunden werden, indem eine Linie gezogen wird.
+		 */
+		CLOSED(Arc2D.CHORD),
+
+		/**
+		 * Geschlossener Pfad, bei dem Linien von den Pfadenden zum Mittelpunkt
+		 * des Kreises, der den Kreisbogen festlegt, gezogen werden.
+		 */
+		PIE(Arc2D.PIE);
+
+		/**
+		 * Der entsprechende Wert der Konstanten in {@link Arc2D}
+		 */
+		public final int awt_type;
+
+		PathType( int type ) {
+			awt_type = type;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Zustände in denen sich die Zeichenmaschine befinden kann.
+	 */
+	public enum AppState {
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine befindet sich in der Initialisierung. Die
+		 * Laufzeitumgebung wird konfiguriert und alle nötigen Komonenten
+		 * ({@link Zeichenfenster}, {@link Zeichenleinwand}, ...) werden
+		 * erstellt.
+		 */
+		INITIALIZING,
+
+		/**
+		 * Die Initialisierung der Zeichenmaschine ist beendet, aber der
+		 * {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * wurde noch nicht gestartet.
+		 */
+		INITIALIZED,
+
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine wurde gestartet und der
+		 * {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * arbeitet.
+		 */
+		RUNNING,
+
+		/**
+		 * Der {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * wurde pausiert.
+		 */
+		PAUSED,
+
+		/**
+		 * Der {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * wurde gestoppt, die Zeichenmaschine ist aber noch nicht vollständig
+		 * heruntergefahren und hat noch nicht alle Ressourcen freigegeben.
+		 */
+		STOPPED,
+
+		/**
+		 * Der {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * ist beendet.
+		 */
+		TERMINATED,
+
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine ist dabei, vollständig herunterzufahren und alle
+		 * Ressourcen freizugeben.
+		 */
+		QUITING,
+
+		/**
+		 * Der {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine.Zeichenthread Zeichenthread}
+		 * wartet gerade auf den nächsten Frame.
+		 */
+		IDLE,
+
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine führt gerade
+		 * {@link Zeichenmaschine#update(double)} aus.
+		 */
+		UPDATING,
+
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine führt gerade {@link Zeichenmaschine#draw()} aus.
+		 */
+		DRAWING,
+
+		/**
+		 * Die Ausführung der Zeichenmaschine wurde mit
+		 * {@link Zeichenmaschine#delay(int)} verzögert und wartet auf
+		 * Fortsetzung.
+		 */
+		DELAYED,
+
+		/**
+		 * Die Zeichenmaschine sendet gereade gesammelte Events und führt Tasks
+		 * aus.
+		 */
+		DISPATCHING
+	}
+
+	/**
+	 * Richtungen für die Ausrichtung von Formen. Richtungen sind durch
+	 * Einheitsvektoren bzw. deren Kombination im Koordinatensystem der
+	 * Zeichenfläche repräsentiert, wodurch mit ihnen gerechnet werden kann. Die
+	 * Richtung {@link #DOWN} ist beispielsweise gleich {@code (1, 0)}.
+	 * <p>
+	 * Jede Richtung ist zusätzlich als Himmelsrichtung definiert. {@link #EAST}
+	 * ist äquivalent zu {@link #RIGHT} als {@code (0, 1)} definiert. Auch wenn
+	 * beide Werte dieselbe Richtung beschreiben sind sie nicht "gleich"
+	 * ({@code EAST != RIGHT}). Um verschiedene Richtungen zuverlässig zu
+	 * vergleichen, sollte daher {@link #equals(Direction)} verwendet werden.
+	 * <p>
+	 * Für zusammengesetzten Richtungen wie {@link #NORTHEAST} bzw
+	 * {@link #UPRIGHT} lassen sich mit {@link #in(Direction)} und
+	 * {@link #contains(Direction)} Beziehungen zu den anderen Richtungen
+	 * prüfen. Beispielsweise ist {@code NORTHEAST.contains(NORTH)} wahr.
+	 */
+	public enum Direction {
+		CENTER(0, 0),
+
+		NORTH(0, -1),
+		EAST(1, 0),
+		SOUTH(0, 1),
+		WEST(-1, 0),
+
+		NORTHEAST(1, -1),
+		SOUTHEAST(1, 1),
+		SOUTHWEST(-1, 1),
+		NORTHWEST(-1, -1),
+
+		MIDDLE(CENTER),
+		UP(NORTH),
+		RIGHT(EAST),
+		DOWN(SOUTH),
+		LEFT(WEST),
+
+		UPLEFT(NORTHWEST),
+		DOWNLEFT(SOUTHWEST),
+		DOWNRIGHT(SOUTHEAST),
+		UPRIGHT(NORTHEAST);
+
+		public final byte x, y;
+
+		Direction( int x, int y ) {
+			this.x = (byte) x;
+			this.y = (byte) y;
+		}
+
+		Direction( Direction original ) {
+			this.x = original.x;
+			this.y = original.y;
+		}
+
+		/**
+		 * Prüft, ob die angegebene Richtung gleich dieser ist. Dabei werden die
+		 * Komponenten des Richtungsvektors geprüft. Daher sind für die Methode
+		 * beispielsweise {@link #NORTH} und {@link #UP} gleich.
+		 *
+		 * @param dir Eine andere Richtung.
+		 * @return {@code true}, wenn die Richtungen dieselben Komponenten
+		 * 	haben, {@code false} sonst.
+		 */
+		public boolean equals( Direction dir ) {
+			return this.x == dir.x && this.y == dir.y;
+		}
+
+		/**
+		 * Prüft, ob diese Richtung Tile der angegebenen Richtung ist.
+		 * <p>
+		 * Beispielsweise ist {@link #NORTH} Teil von {@link #NORTHWEST}, aber
+		 * nicht von {@link #SOUTHWEST}. Dabei wird doe Art der Richtung nicht
+		 * beachtet. {@link #UP} ist daher auch Teil von {@link #NORTHWEST}.
+		 *
+		 * <pre>
+		 * NORTH.in(NORTHWEST) // true
+		 * NORTH.in(SOUTHWEST) // false
+		 * UP.in(NORTHWEST) // true
+		 * </pre>
+		 *
+		 * @param dir Eine andere Richtung.
+		 * @return {@code true}, wenn diese Richtungen Teil der anderen ist,
+		 *    {@code false} sonst.
+		 */
+		public boolean in( Direction dir ) {
+			return (this.x == dir.x && this.y == 0) || (this.y == dir.y && this.x == 0) || (this.x == dir.x && this.y == dir.y);
+		}
+
+		/**
+		 * Prüft, ob die angegebene Richtung Teil dieser Richtung ist.
+		 * <p>
+		 * Beispielsweise ist {@link #NORTH} Teil von {@link #NORTHWEST}, aber
+		 * nicht von {@link #SOUTHWEST}. Dabei wird die Art der Richtung nicht
+		 * beachtet. {@link #UP} ist daher auch Teil von {@link #NORTHWEST}.
+		 *
+		 * <pre>
+		 * NORTHWEST.contains(NORTH) // true
+		 * SOUTHWEST.in(NORTH) // false
+		 * NORTHWEST.in(UP) // true
+		 * </pre>
+		 *
+		 * @param dir Eine andere Richtung.
+		 * @return {@code true}, wenn diese Richtungen Teil der anderen ist,
+		 *    {@code false} sonst.
+		 */
+		public boolean contains( Direction dir ) {
+			return dir.in(this);
+		}
+
+		/**
+		 * @return Diese Richtung als Vektor-Objekt.
+		 */
+		public Vector asVector() {
+			return new Vector(x, y);
+		}
+
+		/**
+		 * Liefert die entgegengesetzte Richtung zu dieser.
+		 * <p>
+		 * Es wird die Art der Richtung berücksichtigt. Das bedeutet, das
+		 * Inverse von {@link #UP} ist {@link #DOWN}, während das Inverse von
+		 * {@link #NORTH} zu {@link #SOUTH} wird.
+		 *
+		 * @return Die entgegengesetzte Richtung zu dieser.
+		 */
+		public Direction inverse() {
+			switch( this ) {
+				case UP:
+					return DOWN;
+				case DOWN:
+					return UP;
+				case LEFT:
+					return RIGHT;
+				case RIGHT:
+					return LEFT;
+				case UPLEFT:
+					return DOWNRIGHT;
+				case UPRIGHT:
+					return DOWNLEFT;
+				case DOWNLEFT:
+					return UPRIGHT;
+				case DOWNRIGHT:
+					return UPLEFT;
+				case MIDDLE:
+					return MIDDLE;
+				case NORTH:
+					return SOUTH;
+				case SOUTH:
+					return NORTH;
+				case EAST:
+					return WEST;
+				case WEST:
+					return EAST;
+				case SOUTHWEST:
+					return NORTHEAST;
+				case SOUTHEAST:
+					return NORTHWEST;
+				case NORTHEAST:
+					return SOUTHWEST;
+				case NORTHWEST:
+					return SOUTHEAST;
+				default:
+					return CENTER;
+			}
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Spielemaschine.java

@@ -1,18 +1,24 @@
 package schule.ngb.zm;
 
-import java.awt.Graphics;
-import java.util.LinkedList;
+import schule.ngb.zm.layers.DrawableLayer;
 
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.util.Collections;
+import java.util.Iterator;
+import java.util.LinkedList;
+import java.util.List;
+
+@SuppressWarnings( "unused" )
 public class Spielemaschine extends Zeichenmaschine {
 
 	private LinkedList<Drawable> drawables;
 
 	private LinkedList<Updatable> updatables;
 
-	private GraphicsLayer mainLayer;
+	private GameLayer mainLayer;
 
 	public Spielemaschine( String title ) {
-		this(STD_WIDTH, STD_HEIGHT, title);
+		this(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT, title);
 	}
 
 
@@ -22,7 +28,7 @@ public class Spielemaschine extends Zeichenmaschine {
 		drawables = new LinkedList<>();
 		updatables = new LinkedList<>();
 
-		mainLayer = new GraphicsLayer();
+		mainLayer = new GameLayer();
 		canvas.addLayer(mainLayer);
 	}
 
@@ -79,9 +85,10 @@ public class Spielemaschine extends Zeichenmaschine {
 	@Override
 	public final void update( double delta ) {
 		synchronized( updatables ) {
-			for( Updatable updatable : updatables ) {
-				if( updatable.isActive() ) {
-					updatable.update(delta);
+			List<Updatable> it = List.copyOf(updatables);
+			for( Updatable u: it ) {
+				if( u.isActive() ) {
+					u.update(delta);
 				}
 			}
 		}
@@ -91,14 +98,27 @@ public class Spielemaschine extends Zeichenmaschine {
 
 	@Override
 	public final void draw() {
-		mainLayer.clear();
-		synchronized( drawables ) {
-			for( Drawable drawable : drawables ) {
-				if( drawable.isVisible() ) {
-					drawable.draw(mainLayer.getGraphics());
+
+	}
+
+	private class GameLayer extends Layer {
+
+		public Graphics2D getGraphics() {
+			return drawing;
+		}
+
+		@Override
+		public void draw( Graphics2D graphics ) {
+			clear();
+			List<Drawable> it = List.copyOf(drawables);
+			for( Drawable d: it ) {
+				if( d.isVisible() ) {
+					d.draw(drawing);
 				}
 			}
+			super.draw(graphics);
 		}
+
 	}
 
 }

src/main/java/schule/ngb/zm/Strokeable.java

@@ -0,0 +1,231 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.awt.BasicStroke;
+import java.awt.Stroke;
+
+/**
+ * {@link Drawable} Klassen, die mit einer Konturlinie versehen werden können.
+ * <p>
+ * Das {@code Strokeable} Interface dient hauptsächlich zur Vereinheitlichung
+ * der API für Konturlinien. Durch Implementation wird sichergestellt, dass alle
+ * Objekte, die eine Konturlinie haben können, dieselben Methoden zur Verfügung
+ * stellen. Wenn eine {@link Shape} eine
+ * {@link Strokeable#setStrokeColor(Color, int)} Methode hat, dann sollte auch
+ * eine {@link schule.ngb.zm.layers.TurtleLayer.Turtle} dieselbe Methode
+ * anbieten. Im Einzelfall kann es sinnvoll sein, weitere Methoden für
+ * Konturlinien zur verfügung zu stellen. Allerdings sollte davon nach
+ * Möglichkeit zugunsten einer einheitlichen API abgesehen werden.
+ * <p>
+ * Das Äquivalent für Füllungen stellt {@link Fillable} dar.
+ */
+public interface Strokeable extends Drawable {
+
+	/**
+	 * Setzt den {@code Stroke} für die Konturlinie direkt.
+	 *
+	 * @param stroke Ein {@code Stroke}-Objekt.
+	 */
+	void setStroke( Stroke stroke );
+
+	/**
+	 * Gibt ein {@code Stroke}-Objekt mit den aktuell gesetzten Eigenschaften
+	 * zurück.
+	 *
+	 * @return Ein {@code Stroke} mit den passenden Kontureigenschaften.
+	 */
+	Stroke getStroke();
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob die aktuell gesetzten Eigenschaften eine sichtbare
+	 * Konturlinie erzeugen.
+	 * <p>
+	 * Die Konturlinie gilt als sichtbar, wenn sie eine nicht transparente Farbe
+	 * und eine Dicke größer 0 besitzt.
+	 * <p>
+	 * Das bedeutet, falls die Methode {@code false} zurückgibt, dann kann
+	 * {@link #getStroke()} trotzdem ein gültiges {@link Stroke}-Objekt
+	 * zurückgeben, beispielsweise wenn keine Farbe gesetzt wurde.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Konturlinie sichtbar ist, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	default boolean hasStroke() {
+		Color strokeColor = getStrokeColor();
+		double strokeWeight = getStrokeWeight();
+		return strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0 && strokeWeight > 0;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Farbe der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die Konturfarbe oder {@code null}.
+	 */
+	Color getStrokeColor();
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Farbe der Konturlinie.
+	 * @see Color
+	 */
+	void setStrokeColor( Color color );
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die angegebene Farbe und setzt die
+	 * Transparenz auf den angegebenen Wert. 0 is komplett durchsichtig und 255
+	 * komplett deckend.
+	 *
+	 * @param color Die neue Farbe der Konturlinie oder {@code null}.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(Color, int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( Color color, int alpha ) {
+		setStrokeColor(new Color(color, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität. 0 entspricht schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( int gray ) {
+		setStrokeColor(gray, gray, gray, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität und dem angegebenen Transparenzwert. Der Grauwert 0 entspricht
+	 * schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
+		setStrokeColor(gray, gray, gray, alpha);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Farbe mit den angegebenen Rot-,
+	 * Grün- und Blauanteilen.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
+		setStrokeColor(red, green, blue, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Farbe mit den angegebenen Rot-,
+	 * Grün- und Blauanteilen und dem angegebenen Transparenzwert.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 25
+	 * @see Color#Color(int, int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setStrokeColor(new Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die Kontur der Form.
+	 */
+	default void noStroke() {
+		setStrokeColor(null);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Standardwerte zurück.
+	 *
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_STROKECOLOR
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_STROKEWEIGHT
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#SOLID
+	 */
+	default void resetStroke() {
+		setStrokeColor(Constants.DEFAULT_STROKECOLOR);
+		setStrokeWeight(Constants.DEFAULT_STROKEWEIGHT);
+		setStrokeType(Constants.SOLID);
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Dicke der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Dicke der Linie.
+	 */
+	double getStrokeWeight();
+
+	/**
+	 * Setzt die Dicke der Konturlinie. Die Dicke muss größer 0 sein. Wird 0
+	 * übergeben, dann wird keine Kontur mehr angezeigt.
+	 *
+	 * @param weight Die Dicke der Konturlinie.
+	 */
+	default void setStrokeWeight( double weight ) {
+		setStroke(createStroke(getStrokeType(), weight));
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Art der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Art der Konturlinie.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	Options.StrokeType getStrokeType();
+
+	/**
+	 * Setzt den Typ der Kontur. Erlaubte Werte sind {@link Constants#DASHED},
+	 * {@link Constants#DOTTED} und {@link Constants#SOLID}.
+	 *
+	 * @param type Eine der möglichen Konturarten.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	default void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
+		setStroke(createStroke(type, getStrokeWeight()));
+	}
+
+	/**
+	 * Hilfsmethode, um ein {@link Stroke} Objekt mit den aktuellen
+	 * Kontureigenschaften zu erstellen. Der aktuelle {@code Stroke} wird
+	 * zwischengespeichert.
+	 *
+	 * @param strokeType
+	 * @param strokeWeight
+	 * @return Ein {@code Stroke} mit den passenden Kontureigenschaften.
+	 */
+	static Stroke createStroke( Options.StrokeType strokeType, double strokeWeight ) {
+		switch( strokeType ) {
+			case DOTTED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND,
+					10.0f, new float[]{1.0f, 5.0f}, 0.0f);
+			case DASHED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND,
+					10.0f, new float[]{5.0f}, 0.0f);
+			case SOLID:
+			default:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND);
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Updatable.java

@@ -0,0 +1,44 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+/**
+ * {@code Updatable} Objekte können in regelmäßigen Intervallen (meist einmal
+ * pro Frame) ihren Zustand aktualisieren. Diese Änderung kann abhängig vom
+ * Zeitintervall (in Sekunden) zum letzten Aufruf passieren.
+ */
+public interface Updatable {
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob das Objekt gerade auf Aktualisierungen reagiert.
+	 * <p>
+	 * Wie mit dieser Information umgegangen wird, ist nicht weiter festgelegt.
+	 * In der Regel sollte eine aufrufende Instanz zunächst prüfen, ob das
+	 * Objekt aktiv ist, und nur dann{@link #update(double)} aufrufen. Für
+	 * implementierende Klassen ist es aber gegebenenfalls auch sinnvoll, bei
+	 * Inaktivität den Aufruf von {@code update(double)} schnell abzubrechen:
+	 * <pre><code>
+	 * void update( double delta ) {
+	 *     if( !isActive() ) {
+	 *         return;
+	 *     }
+	 *
+	 *     // Aktualisierung ausführen..
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Objekt aktiv ist, {@code false}
+	 * 	andernfalls.
+	 */
+	boolean isActive();
+
+	/**
+	 * Änderung des Zustandes des Objekts abhängig vom Zeitintervall
+	 * {@code delta} in Sekunden.
+	 * <p>
+	 * Die kann, muss aber nicht, die Rückgabe von {@link #isActive()}
+	 * berücksichtigen.
+	 *
+	 * @param delta Zeitintervall seit dem letzten Aufruf (in Sekunden).
+	 */
+	void update( double delta );
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Vector.java

@@ -23,6 +23,7 @@ import java.awt.geom.Point2D;
  * Der Vektor der Zeichenmaschine erweitert die Klasse {@link Point2D} und lässt
  * sich dadurch einfach mit den Klassen des {@link java.awt} Pakets benutzen.
  */
+@SuppressWarnings( "unused" )
 public class Vector extends Point2D.Double {
 
 	/**
@@ -127,7 +128,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	}
 
 	/**
-	 * Erzeugt einen neuen Vektor mit derselben Richtun wie der angegebene
+	 * Erzeugt einen neuen Vektor mit derselben Richtung wie der angegebene
 	 * Vektor und der Länge 1.
 	 *
 	 * @param vector Der original Vektor.
@@ -197,6 +198,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @param y Der neue y-Wert.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector set( double x, double y ) {
 		this.x = x;
 		this.y = y;
@@ -210,6 +212,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @param vector Ein Vektor.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector set( Vector vector ) {
 		x = vector.x;
 		y = vector.y;
@@ -223,6 +226,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @param pPunkt Ein Punkt.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector set( Point2D pPunkt ) {
 		x = pPunkt.getX();
 		x = pPunkt.getY();
@@ -271,6 +275,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 
 	/**
 	 * Legt die Länge des Vektors fest.
+	 *
 	 * @param length Die neue Länge des Vektors.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
@@ -294,9 +299,9 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	}
 
 	/**
-	 *
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector normalize() {
 		double len = length();
 		if( len != 0 && len != 1 ) {
@@ -308,9 +313,11 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 
 	/**
 	 * Addiert den Vektor {@code vector} zu diesem.
+	 *
 	 * @param vector Ein anderer Vektor.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector add( Vector vector ) {
 		x += vector.x;
 		y += vector.y;
@@ -319,10 +326,12 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 
 	/**
 	 * Addiert die angegebenen Werte zur x- und y-Komponente des Vektors.
+	 *
 	 * @param x Summand x-Komponente.
 	 * @param y Summand y-Komponente.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector add( double x, double y ) {
 		this.x += x;
 		this.y += y;
@@ -342,24 +351,28 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 		return vec;
 	}
 
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector sub( Vector vector ) {
 		x -= vector.x;
 		y -= vector.y;
 		return this;
 	}
 
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector sub( double x, double y ) {
 		this.x -= x;
 		this.y -= y;
 		return this;
 	}
 
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector scale( double scalar ) {
 		x *= scalar;
 		y *= scalar;
 		return this;
 	}
 
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector div( double scalar ) {
 		if( scalar == 0.0 ) {
 			throw new IllegalArgumentException("Can't divide by zero.");
@@ -409,8 +422,8 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * dem quadrierten Abstand durchführen, wenn auch die gewünschte Entfernung
 	 * quadriert wird.
 	 *
-	 * @param vector
-	 * @return
+	 * @param vector Ein anderer Vektor.
+	 * @return Das Quadrat der Entfernung zum anderen Vektor.
 	 */
 	public double distanceSq( Vector vector ) {
 		return super.distanceSq(vector);
@@ -487,6 +500,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 * @see #setLength(double)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector limit( double max ) {
 		if( lengthSq() > max * max ) {
 			setLength(max);
@@ -503,6 +517,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 * @see #setLength(double)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector limit( double min, double max ) {
 		if( min > max ) {
 			double t = min;
@@ -556,6 +571,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 * @see #rotate(double)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector rotateRad( double rad ) {
 		double temp = x;
 		x = x * Math.cos(rad) - y * Math.sin(rad);
@@ -587,6 +603,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @param t Ein Wert zwischen 0 und 1.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector morph( Vector vector, double t ) {
 		double tt = Math.min(Math.max(t, 0.0), 1.0);
 		x = x + (vector.x - x) * tt;
@@ -631,6 +648,7 @@ public class Vector extends Point2D.Double {
 	 * @param t Ein Wert zwischen 0 und 1.
 	 * @return Dieser Vektor selbst (method chaining)
 	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Vector interpolate( Vector vector, double t ) {
 		x = x + (vector.x - x) * t;
 		y = y + (vector.y - y) * t;

src/main/java/schule/ngb/zm/Zeichenfenster.java

@@ -0,0 +1,371 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import javax.imageio.ImageIO;
+import javax.swing.*;
+import java.awt.*;
+import java.awt.event.KeyAdapter;
+import java.awt.event.KeyEvent;
+import java.awt.event.KeyListener;
+import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.net.URL;
+import java.util.ArrayList;
+
+/**
+ * Ein Zeichenfenster ist das Programmfenster für die Zeichenmaschine.
+ * <p>
+ * Das Zeichenfenster implementiert hilfreiche Funktionen, um ein
+ * Programmfenster mit einer Zeichenleinwand als zentrales Element zu erstellen.
+ * Ein Zeichenfenster kann auch ohne eine Zeichenmaschine verwendet werden, um
+ * eigene Programmabläufe zu implementieren.
+ */
+public class Zeichenfenster extends JFrame {
+
+	/**
+	 * Setzt das Look and Feel auf den Standard des Systems.
+	 * <p>
+	 * Sollte einmalig vor erstellen des erstyen Programmfensters aufgerufen
+	 * werden.
+	 */
+	public static final void setLookAndFeel() {
+		try {
+			UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
+		} catch( Exception ex ) {
+			LOG.error(ex, "Couldn't set the look and feel: %s", ex.getMessage());
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Ermittelt ein {@link GraphicsDevice Anzeigegerät}, auf dem ein neues
+	 * Zeichenfenster angezeigt werden soll. In der Regel ist dies der
+	 * Bildschirm, auf dem sich derzeit der Mauszeiger befindet. Kann kein
+	 * solcher Bildschirm ermittelt werden, wird das
+	 * {@link GraphicsEnvironment#getDefaultScreenDevice() Standardgerät}
+	 * zurückgegeben.
+	 *
+	 * @return Das Anzeigegerät, auf dem ein neues Fenster angezeigt werden
+	 * 	sollte.
+	 */
+	public static final GraphicsDevice getGraphicsDevice() {
+		// Wir suchen den Bildschirm, der derzeit den Mauszeiger enthält, um
+		// das Zeichenfenster dort zu zentrieren.
+		// TODO: (ngb) Wenn wir in BlueJ sind, sollte das Fenster neben dem Editor öffnen.
+		java.awt.Point mouseLoc = MouseInfo.getPointerInfo().getLocation();
+		GraphicsEnvironment environment = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment();
+		GraphicsDevice[] devices = environment.getScreenDevices();
+		GraphicsDevice displayDevice = null;
+		for( GraphicsDevice gd : devices ) {
+			if( gd.getDefaultConfiguration().getBounds().contains(mouseLoc) ) {
+				displayDevice = gd;
+				break;
+			}
+		}
+		// Keinen passenden Bildschirm gefunden. Wir nutzen den Standard.
+		if( displayDevice == null ) {
+			displayDevice = environment.getDefaultScreenDevice();
+		}
+		return displayDevice;
+	}
+
+	/**
+	 * Das Anzeigegerät, auf dem die Zeichenmaschine gestartet wurde (muss nicht
+	 * gleich dem Aktuellen sein, wenn das Fenster verschoben wurde).
+	 */
+	private final GraphicsDevice displayDevice;
+
+	/**
+	 * Bevorzugte Abmessungen der Zeichenleinwand. Für das Zeichenfenster hat es
+	 * Priorität die Leinwand auf dieser Größe zu halten. Gegebenenfalls unter
+	 * Missachtung anderer Größenvorgaben. Allerdings kann das Fenster keine
+	 * Garantie für die Größe der Leinwand übernehmen.
+	 */
+	private int canvasPreferredWidth, canvasPreferredHeight;
+
+	/**
+	 * Speichert, ob die Zeichenmaschine mit {@link #setFullscreen(boolean)} in
+	 * den Vollbildmodus versetzt wurde.
+	 */
+	private boolean fullscreen = false;
+
+	/**
+	 * {@code KeyListener}, um den Vollbild-Modus mit der Escape-Taste zu
+	 * verlassen. Wird von {@link #setFullscreen(boolean)} automatisch
+	 * hinzugefügt und entfernt.
+	 */
+	private final KeyListener fullscreenExitListener = new KeyAdapter() {
+		@Override
+		public void keyPressed( KeyEvent e ) {
+			if( e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE ) {
+				// canvas.removeKeyListener(this);
+				setFullscreen(false);
+				e.consume();
+			}
+		}
+	};
+
+	// Die Zeichenleinwand dieses Fensters.
+	private final Zeichenleinwand canvas;
+
+	/**
+	 * Erstellt ein neues Zeichenfenster mit dem angegebenen Titel und einer
+	 * {@link Zeichenleinwand} in der angegebenen Größe.
+	 *
+	 * @param width Die Breite der Zeichenleinwand.
+	 * @param height Die Höhe der Zeichenleinwand.
+	 * @param title Der Titel des Fensters.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public Zeichenfenster( int width, int height, String title ) {
+		this(new Zeichenleinwand(width, height), title, getGraphicsDevice());
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt ein neues Zeichenfenster mit dem angegebenen Titel und einer
+	 * {@link Zeichenleinwand} in der angegebenen Größe auf dem angegebenen
+	 * Anzeigegerät.
+	 *
+	 * @param width Die Breite der Zeichenleinwand.
+	 * @param height Die Höhe der Zeichenleinwand.
+	 * @param title Der Titel des Fensters.
+	 * @param displayDevice Das Anzeigegerät für das Fenster.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public Zeichenfenster( int width, int height, String title, GraphicsDevice displayDevice ) {
+		this(new Zeichenleinwand(width, height), title, displayDevice);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt ein neues Zeichenfenster mit dem angegebenen Titel und der
+	 * angegebene {@link Zeichenleinwand}.
+	 *
+	 * @param canvas Die Zeichenleinwand.
+	 * @param title Der Titel des Fensters.
+	 */
+	public Zeichenfenster( Zeichenleinwand canvas, String title ) {
+		this(canvas, title, getGraphicsDevice());
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt ein neues Zeichenfenster mit dem angegebenen Titel und der
+	 * angegebene {@link Zeichenleinwand} auf dem angegebenen Anzeigegerät.
+	 *
+	 * @param canvas Die Zeichenleinwand.
+	 * @param title Der Titel des Fensters.
+	 * @param displayDevice Das Anzeigegerät für das Fenster.
+	 */
+	public Zeichenfenster( Zeichenleinwand canvas, String title, GraphicsDevice displayDevice ) {
+		super(Validator.requireNotNull(displayDevice, "displayDevice").getDefaultConfiguration());
+		this.displayDevice = displayDevice;
+
+		Validator.requireNotNull(canvas, "Every Zeichenfenster needs a Zeichenleinwand, but got <null>.");
+
+		this.canvasPreferredWidth = canvas.getWidth();
+		this.canvasPreferredHeight = canvas.getHeight();
+		this.add(canvas, BorderLayout.CENTER);
+		this.canvas = canvas;
+
+		// Konfiguration des Frames
+		this.setTitle(title == null ? "Zeichenfenster " + Constants.APP_VERSION : title);
+		// Kann vom Aufrufenden überschrieben werden
+		this.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DO_NOTHING_ON_CLOSE);
+
+		// Das Icon des Fensters ändern
+		try {
+			if( Zeichenmaschine.MACOS ) {
+				InputStream iconStream = this.getClass().getResourceAsStream("icon_512.png");
+				if( iconStream != null ) {
+					Image icon = ImageIO.read(iconStream);
+					// Dock Icon in macOS setzen
+					Taskbar taskbar = Taskbar.getTaskbar();
+					taskbar.setIconImage(icon);
+				} else {
+					LOG.warn("Could not load dock-icon");
+				}
+			} else {
+				ArrayList<Image> icons = new ArrayList<>(4);
+				for( int size : new int[]{32, 64, 128, 512} ) {
+					URL icnUrl = Zeichenmaschine.class.getResource("icon_" + size + ".png");
+					if( icnUrl != null ) {
+						icons.add(ImageIO.read(icnUrl));
+					}
+				}
+
+				if( icons.isEmpty() ) {
+					LOG.warn("Could not load dock-icon");
+				} else {
+					this.setIconImages(icons);
+				}
+			}
+		} catch( IllegalArgumentException | IOException e ) {
+			LOG.warn("Could not load image icons: %s", e.getMessage());
+		} catch( SecurityException | UnsupportedOperationException macex ) {
+			// Dock Icon in macOS konnte nicht gesetzt werden :(
+			LOG.warn("Could not set dock icon: %s", macex.getMessage());
+		}
+		// Fenster zusammenbauen, auf dem Bildschirm positionieren ...
+		this.pack();
+		this.setResizable(false);
+		this.setFocusable(true);
+		this.setLocationByPlatform(true);
+		// this.centerFrame();
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert das Anzeigegerät, auf dem dieses Fenster erstellt wurde.
+	 * <p>
+	 * Das Anzeigegerät muss nicht unbedingt gleich dem sein, auf dem sich das
+	 * Fenster derzeit befindet, wenn das Fenster verschoben wurde.
+	 *
+	 * @return Das Anzeigegerät.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public GraphicsDevice getDisplayDevice() {
+		return displayDevice;
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die Abmessungen des Anzeigegeräts, auf dem das Fenster gestartet
+	 * wurde.
+	 *
+	 * @return Die Abmessungen des Anzeigegeräts.
+	 */
+	public Rectangle getScreenBounds() {
+		// return GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment().getMaximumWindowBounds();
+		return displayDevice.getDefaultConfiguration().getBounds();
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die Zeichenleinwand dieses Fensters.
+	 *
+	 * @return Die Zeichenleinwand.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public Zeichenleinwand getCanvas() {
+		return canvas;
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die Abmessungen der Zeichenleinwand zurück.
+	 *
+	 * @return Die Abmessungen der Zeichenleinwand.
+	 */
+	public Rectangle getCanvasBounds() {
+		return canvas.getBounds();
+	}
+
+	/**
+	 * Zentriert das Zeichenfenster auf dem aktuellen Bildschirm.
+	 */
+	public final void centerFrame() {
+		java.awt.Rectangle screenBounds = getScreenBounds();
+		java.awt.Rectangle frameBounds = getBounds();
+		this.setLocation(
+			(int) (screenBounds.x + (screenBounds.width - frameBounds.width) / 2.0),
+			(int) (screenBounds.y + (screenBounds.height - frameBounds.height) / 2.0)
+		);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Größe der Zeichenleinwand auf die angegebenen Werte.
+	 *
+	 * @param newWidth Neue Breite der Zeichenleinwand.
+	 * @param newHeight Neue Höhe der Zeichenleinwand.
+	 */
+	public void setCanvasSize( int newWidth, int newHeight ) {
+		// TODO: (ngb) Put constrains on max/min frame/canvas size
+		if( fullscreen ) {
+			canvasPreferredWidth = newWidth;
+			canvasPreferredHeight = newHeight;
+			setFullscreen(false);
+		} else {
+			canvas.setSize(newWidth, newHeight);
+			canvasPreferredWidth = canvas.getWidth();
+			canvasPreferredHeight = canvas.getHeight();
+			this.pack();
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Aktiviert oder deaktiviert den Vollbildmodus für die Zeichenmaschine.
+	 * <p>
+	 * Der Vollbildmodus wird abhängig von {@code pEnable} entweder aktiviert
+	 * oder deaktiviert. Wird die Zeichenmaschine in den Vollbildmodus versetzt,
+	 * dann wird automatisch ein {@link KeyListener} aktiviert, der bei
+	 * Betätigung der ESCAPE-Taste den Vollbildmodus verlässt. Wird der
+	 * Vollbildmodus verlassen, wird die zuletzt gesetzte Fenstergröße
+	 * wiederhergestellt.
+	 *
+	 * @param pEnable Wenn {@code true}, wird der Vollbildmodus aktiviert,
+	 * 	ansonsten deaktiviert.
+	 */
+	public final void setFullscreen( boolean pEnable ) {
+		// See https://docs.oracle.com/javase/tutorial/extra/fullscreen/index.html
+		if( displayDevice.isFullScreenSupported() ) {
+			// Temporarily stop rendering
+			while( canvas.isRendering() ) {
+				try {
+					canvas.suspendRendering();
+				} catch( InterruptedException ex ) {
+					LOG.info(ex, "setFullsceen(true) was interrupted and canceled.");
+					return;
+				}
+			}
+
+			if( pEnable && !fullscreen ) {
+				// Activate fullscreen
+				dispose();
+				setUndecorated(true);
+				setResizable(false);
+				displayDevice.setFullScreenWindow(this);
+
+				// Register ESC to exit fullscreen
+				canvas.addKeyListener(fullscreenExitListener);
+
+				// Reset canvas size to its new bounds to recreate buffer and drawing surface
+				java.awt.Rectangle canvasBounds = getCanvasBounds();
+				canvas.setSize(canvasBounds.width, canvasBounds.height);
+				//canvas.requestFocus();
+				canvas.requestFocus();
+
+				fullscreen = true;
+			} else if( !pEnable && fullscreen ) {
+				displayDevice.setFullScreenWindow(null);
+				dispose();
+				setUndecorated(false);
+				setResizable(false);
+
+				canvas.removeKeyListener(fullscreenExitListener);
+				canvas.setSize(canvasPreferredWidth, canvasPreferredHeight);
+
+				setVisible(true);
+				pack();
+
+				//canvas.requestFocus();
+				canvas.requestFocus();
+
+				fullscreen = false;
+			}
+
+			// Resume rendering
+			canvas.resumeRendering();
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Prüft, ob sich dieses Zeichenfenster im Vollbild befindet.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Fenster im Vollbild ist, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	public boolean isFullscreen() {
+		Window win = displayDevice.getFullScreenWindow();
+		return fullscreen && win.equals(this);
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(Zeichenfenster.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/Zeichenleinwand.java

@@ -0,0 +1,355 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+
+import java.awt.Canvas;
+import java.awt.Graphics;
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.Toolkit;
+import java.awt.image.BufferStrategy;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Collections;
+import java.util.LinkedList;
+import java.util.List;
+
+/**
+ * Eine Leinwand ist die Hauptkomponente einer Zeichenmaschine. Sie besteht aus
+ * mehreren Ebenen, auf denen auf verschiedene Arten gezeichnet werden kann. Die
+ * Ebenen lassen sich beliebig übereinander legen, ausblenden oder wieder
+ * löschen.
+ * <p>
+ * Jede Ebene besitzt eine Zeichenfläche, auf der ihre Zeichnung liegt. Diese
+ * Zeichenflächen werden pro Frame einmal von "unten" nach "oben" auf diese
+ * Leinwand gezeichnet.
+ */
+public class Zeichenleinwand extends Canvas {
+
+	// Lokales Lock für Rendervorgänge.
+	private final Object[] renderLock = new Object[0];
+
+	// Liste der hinzugefügten Ebenen.
+	private final List<Layer> layers;
+
+	// Status der Zeichenleinwand.
+	private boolean rendering = false, suspended = false;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Zeichenleinwand mit einer festen Größe.
+	 *
+	 * @param width Breite der Zeichenleinwand.
+	 * @param height Höhe der Zeichenleinwand.
+	 */
+	public Zeichenleinwand( int width, int height ) {
+		super.setSize(width, height);
+		this.setPreferredSize(getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
+		this.setBackground(Constants.DEFAULT_BACKGROUND.getJavaColor());
+
+		layers = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());
+	}
+
+	/**
+	 * Ob die Leinwand ihren Inhalt gerade zeichnet.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Inhalte gerade gezeichnet werden.
+	 */
+	public boolean isRendering() {
+		return rendering;
+	}
+
+	/**
+	 * Pausiert das Zeichnen der Leinwand kurzzeitig.
+	 * <p>
+	 * Falls die Leinwand gerade beim Zeichnen ist
+	 * ({@code isRendering() == true}, blockt die Methode den aufrufenden Thread
+	 * so lange, bis das Rendern beendet ist. Danach wird die Ebene nicht mehr
+	 * neu gezeichnet, bis {@link #resumeRendering()} aufgerufen wird.
+	 * <p>
+	 * Das Zeichnen sollte nur dann unterbrochen werden, wenn sich der Kontext
+	 * der Canvas-Komponente in seinem Elterncontainer ändert, um Fehler bei
+	 * einer fehlenden Container-Hierarchie zu vermeiden.
+	 *
+	 * @throws InterruptedException Falls der Thread beim Warten unterbrochen
+	 *                              wird.
+	 */
+	public void suspendRendering() throws InterruptedException {
+		synchronized( renderLock ) {
+			if( isRendering() ) {
+				renderLock.wait();
+			}
+
+			suspended = true;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt das Zeichnen der Leinwand fort, falls es zuvor mit
+	 * {@link #suspendRendering()} ausgesetzt wurde.
+	 */
+	public void resumeRendering() {
+		suspended = false;
+	}
+
+	/**
+	 * Ändert die Größe der Zeichenleinwand auf die angegebene Größe in Pixeln.
+	 * <p>
+	 * Bei einer Größenänderung wird auch die Größe aller bisher hinzugefügter
+	 * {@link Layer Ebenen} angepasst, sodass sie die gesamte Leinwand füllen.
+	 *
+	 * @param width Neue Width der Leinwand in Pixeln.
+	 * @param height Neue Höhe der Leinwand in Pixeln.
+	 */
+	@Override
+	public void setSize( int width, int height ) {
+		super.setSize(width, height);
+		this.setPreferredSize(getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
+
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : layers ) {
+				layer.setSize(width, height);
+			}
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Fügt der Zeichenleinwand eine Ebene hinzu, die oberhalb aller bisherigen
+	 * Ebenen eingefügt wird.
+	 *
+	 * @param layer Die neue Ebene.
+	 */
+	public void addLayer( Layer layer ) {
+		if( layer != null ) {
+			layer.setSize(getWidth(), getHeight());
+			layers.add(layer);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Fügt der Zeichenleinwand eine Ebene an einem bestimmten Index hinzu. Wenn
+	 * der Index noch nicht existiert (also größer als die
+	 * {@link #getLayerCount() Anzahl der Ebenen} ist), dann wird die neue Ebene
+	 * als letzte eingefügt. Die aufrufende Methode kann also nicht sicher sein,
+	 * dass die neue Ebene am Ende wirklich am Index {@code i} steht.
+	 *
+	 * @param i Index der Ebene beginnend mit 0.
+	 * @param layer Die neue Ebene.
+	 */
+	public void addLayer( int i, Layer layer ) {
+		if( layer != null ) {
+			layer.setSize(getWidth(), getHeight());
+			if( i > layers.size() ) {
+				layers.add(layer);
+			} else {
+				layers.add(i, layer);
+			}
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Anzahl der {@link Layer Ebenen} in dieser Leinwand zurück.
+	 *
+	 * @return Die Anzahl der Ebenen.
+	 */
+	public int getLayerCount() {
+		return layers.size();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt eine Kopie der Liste der bisher hinzugefügten Ebenen zurück.
+	 *
+	 * @return Liste der Ebenen.
+	 */
+	public List<Layer> getLayers() {
+		return List.copyOf(layers);
+	}
+
+	/**
+	 * Holt die Ebene am Index {@code i} (beginnend bei 0).
+	 *
+	 * @param i Index der Ebene (beginnend bei 0).
+	 * @return Die Ebene am Index {@code i} oder {@code null}.
+	 * @throws IndexOutOfBoundsException Falls der Index nicht existiert.
+	 */
+	public Layer getLayer( int i ) {
+		if( layers.size() > i ) {
+			return layers.get(i);
+		} else {
+			throw new IndexOutOfBoundsException("No layer at index " + i + " (max: " + (layers.size() - 1) + ").");
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht die erste Ebene des angegebenen Typs aus der Liste der Ebenen.
+	 * Existiert keine solche Ebene, wird {@code null} zurückgegeben.
+	 *
+	 * @param type Klasse der Ebenen, die abgefragt werden.
+	 * @param <L> Typ der Ebenen, die abgefragt werden.
+	 * @return Erste Ebene vom angegeben Typ.
+	 */
+	public <L extends Layer> L getLayer( Class<L> type ) {
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : layers ) {
+				if( layer.getClass().equals(type) ) {
+					return type.cast(layer);
+				}
+			}
+		}
+		return null;
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht alle Ebenen von einem bestimmten Typ aus der Liste der Ebenen und
+	 * gibt diese als Liste zurück. Die Reihenfolge in der Liste entspricht der
+	 * Reihenfolge der Ebenen in der Leinwand (von unten nach oben).
+	 *
+	 * @param type Klasse der Ebenen, die abgefragt werden.
+	 * @param <L> Typ der Ebenen, die abgefragt werden.
+	 * @return Eine Liste mit den vorhandenen Ebenen des abgefragten Typs.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public <L extends Layer> List<L> getLayers( Class<L> type ) {
+		ArrayList<L> result = new ArrayList<>(layers.size());
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : layers ) {
+				if( layer.getClass().equals(type) ) {
+					result.add(type.cast(layer));
+				}
+			}
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die angegebene Ebene von dieser Zeichenleinwand.
+	 *
+	 * @param pLayer Die Ebene, die entfernt werden soll.
+	 * @return {@code true}, wenn die Liste vorhanden war und entfernt wurde,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public boolean removeLayer( Layer pLayer ) {
+		return layers.remove(pLayer);
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt alle angegebenen Ebenen von dieser Zeichenleinwand.
+	 *
+	 * @param removeLayers Die Ebenen, die entfernt werden sollen.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public void removeLayers( Layer... removeLayers ) {
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : removeLayers ) {
+				layers.remove(layer);
+			}
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt alle vorhandenen Ebenen von dieser Zeichenleinwand.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public void clearLayers() {
+		layers.clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Aktualisiert alle {@link Layer Ebenen}, die dieser Zeichenleinwand
+	 * hinzugefügt wurden.
+	 *
+	 * @param delta Die Zeit seit dem letzten Aufruf in Sekunden.
+	 * @see Layer#update(double)
+	 */
+	public void updateLayers( double delta ) {
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : List.copyOf(layers) ) {
+				layer.update(delta);
+			}
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine passende {@link BufferStrategy} für diese Ebene.
+	 */
+	public void allocateBuffer() {
+		this.createBufferStrategy(2);
+	}
+
+	/**
+	 * Löscht alle Ebenen der Zeichenebene und gibt deren Ressourcen frei.
+	 */
+	public void dispose() {
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : layers ) {
+				layer.dispose();
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void paint( Graphics g ) {
+		render();
+	}
+
+	/**
+	 * Zeichnet den Inhalt aller {@link Layer Ebenen} in den Grafikkontext.
+	 *
+	 * @param graphics Der Grafikkontext.
+	 */
+	public void draw( Graphics graphics ) {
+		Graphics2D g2d = (Graphics2D) graphics.create();
+		synchronized( layers ) {
+			for( Layer layer : layers ) {
+				layer.draw(g2d);
+			}
+		}
+		g2d.dispose();
+	}
+
+	/**
+	 * Zeigt den aktuellen Inhalt der Zeichenleinwand an.
+	 */
+	public void render() {
+		if( !suspended && isDisplayable() ) {
+			if( getBufferStrategy() == null ) {
+				allocateBuffer();
+			}
+
+			synchronized( renderLock ) {
+				rendering = true;
+				BufferStrategy strategy = this.getBufferStrategy();
+				if( strategy != null ) {
+					do {
+						do {
+							Graphics2D g2d = (Graphics2D) strategy.getDrawGraphics();
+							g2d.clearRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
+
+							synchronized( layers ) {
+								for( Layer layer : List.copyOf(layers) ) {
+									layer.draw(g2d);
+								}
+							}
+
+							g2d.dispose();
+						} while( strategy.contentsRestored() );
+
+						// Display the buffer
+						if( !strategy.contentsLost() ) {
+							strategy.show();
+
+							Toolkit.getDefaultToolkit().sync();
+						}
+
+						// Repeat the rendering if the drawing buffer was lost
+					} while( strategy.contentsLost() );
+				}
+				rendering = false;
+				renderLock.notifyAll();
+			}
+		}
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(Zeichenleinwand.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/Animation.java

@@ -0,0 +1,145 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Updatable;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public abstract class Animation<T> extends Constants implements Updatable {
+
+	protected int runtime;
+
+	protected int elapsedTime = 0;
+
+	protected boolean running = false, finished = false;
+
+	protected DoubleUnaryOperator easing;
+
+	public Animation() {
+		this.runtime = Constants.DEFAULT_ANIM_RUNTIME;
+		this.easing = Constants.DEFAULT_EASING;
+	}
+
+	public Animation( DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this.runtime = Constants.DEFAULT_ANIM_RUNTIME;
+		this.easing = Validator.requireNotNull(easing, "easing");
+	}
+
+	public Animation( int runtime ) {
+		this.runtime = runtime;
+		this.easing = Constants.DEFAULT_EASING;
+	}
+
+	public Animation( int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this.runtime = runtime;
+		this.easing = Validator.requireNotNull(easing, "easing");
+	}
+
+	public int getRuntime() {
+		return runtime;
+	}
+
+	public void setRuntime( int pRuntime ) {
+		this.runtime = pRuntime;
+	}
+
+	public DoubleUnaryOperator getEasing() {
+		return easing;
+	}
+
+	public void setEasing( DoubleUnaryOperator pEasing ) {
+		this.easing = pEasing;
+	}
+
+	public abstract T getAnimationTarget();
+
+	public final void start() {
+		this.initialize();
+		elapsedTime = 0;
+		running = true;
+		finished = false;
+		animate(easing.applyAsDouble(0.0));
+		initializeEventDispatcher().dispatchEvent("start", this);
+	}
+
+	public final void stop() {
+		running = false;
+		// Make sure the last animation frame was interpolated correctly
+		animate(easing.applyAsDouble((double) elapsedTime / (double) runtime));
+		this.finish();
+		finished = true;
+		initializeEventDispatcher().dispatchEvent("stop", this);
+	}
+
+	public void initialize() {
+		// Intentionally left blank
+	}
+
+	public void finish() {
+		// Intentionally left blank
+	}
+
+	public final void await() {
+		while( !finished ) {
+			Thread.yield();
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isActive() {
+		return running;
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
+		if( elapsedTime > runtime )
+			elapsedTime = runtime;
+
+		double t = (double) elapsedTime / (double) runtime;
+		if( t >= 1.0 ) {
+			running = false;
+			stop();
+		} else {
+			animate(easing.applyAsDouble(t));
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Fortschritt der Animation auf den angegebenen Wert.
+	 * <p>
+	 * {@code e} liegt in der Regel zwischen 0 und 1. Je nach verwendeten
+	 * {@link Easing} Funktion kann der Wert aber in Ausnahmefällen unter 0 oder
+	 * über 1 liegen. Die {@code step()} Methode muss dem nicht Rechnung tragen
+	 * und kann wenn sinnvoll den {@code e} Wert auf [0, 1] limitieren:
+	 * <pre><code>
+	 * e = Constants.limit(e, 0, 1);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param e Fortschritt der Animation nachdem die Easingfunktion angewandt
+	 * 	wurde.
+	 */
+	public abstract void animate( double e );
+
+	EventDispatcher<Animation, AnimationListener> eventDispatcher;
+
+	private EventDispatcher<Animation, AnimationListener> initializeEventDispatcher() {
+		if( eventDispatcher == null ) {
+			eventDispatcher = new EventDispatcher<>();
+			eventDispatcher.registerEventType("start", ( a, l ) -> l.animationStarted(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("stop", ( a, l ) -> l.animationStopped(a));
+		}
+		return eventDispatcher;
+	}
+
+	public void addListener( AnimationListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
+	}
+
+	public void removeListener( AnimationListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().removeListener(listener);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/AnimationFacade.java

@@ -0,0 +1,36 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class AnimationFacade<S> extends Animation<S> {
+
+	private Animation<S> anim;
+
+	public AnimationFacade( Animation<S> anim, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+		this.anim = Validator.requireNotNull(anim, "anim");
+	}
+
+	@Override
+	public S getAnimationTarget() {
+		return anim.getAnimationTarget();
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		anim.animate(e);
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		anim.initialize();
+	}
+
+	@Override
+	public void finish() {
+		anim.finish();
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/AnimationGroup.java

@@ -0,0 +1,115 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import java.util.Collection;
+import java.util.List;
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class AnimationGroup<T> extends Animation<T> {
+
+	List<Animation<T>> anims;
+
+	private boolean overrideEasing = false;
+
+	private int overrideRuntime = -1;
+
+	private int lag = 0;
+
+	private int active = 0;
+
+	public AnimationGroup( Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, -1, null, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( int lag, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(lag, -1, null, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, -1, easing, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( int lag, DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(lag, -1, easing, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( int lag, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		super();
+
+		this.anims = List.copyOf(anims);
+		this.lag = lag;
+
+		if( easing != null ) {
+			this.easing = easing;
+			overrideEasing = true;
+		}
+
+		if( runtime > 0 ) {
+			this.runtime = anims.size() * lag + runtime;
+			this.overrideRuntime = runtime;
+		} else {
+			this.runtime = 0;
+			for( int i = 0; i < this.anims.size(); i++ ) {
+				if( i * lag + this.anims.get(i).getRuntime() > this.runtime ) {
+					this.runtime = i * lag + this.anims.get(i).getRuntime();
+				}
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public T getAnimationTarget() {
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				return anim.getAnimationTarget();
+			}
+		}
+		return anims.get(anims.size() - 1).getAnimationTarget();
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
+		// Animation is done. Stop all Animations.
+		if( elapsedTime > runtime ) {
+			for( int i = 0; i < anims.size(); i++ ) {
+				if( anims.get(i).isActive() ) {
+					anims.get(i).elapsedTime = anims.get(i).runtime;
+					anims.get(i).stop();
+				}
+			}
+			running = false;
+			this.stop();
+		}
+
+		while( active < anims.size() && elapsedTime >= active * lag ) {
+			anims.get(active).start();
+			active += 1;
+		}
+
+		for( int i = 0; i < active; i++ ) {
+			double t = 0.0;
+			if( overrideRuntime > 0 ) {
+				t = (double) (elapsedTime - i*lag) / (double) overrideRuntime;
+			} else {
+				t = (double) (elapsedTime - i*lag) / (double) anims.get(i).getRuntime();
+			}
+
+			if( t >= 1.0 ) {
+				anims.get(i).elapsedTime = anims.get(i).runtime;
+				anims.get(i).stop();
+			} else {
+				double e = overrideEasing ?
+					easing.applyAsDouble(t) :
+					anims.get(i).easing.applyAsDouble(t);
+
+				anims.get(i).animate(e);
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/AnimationListener.java

@@ -0,0 +1,11 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.util.events.Listener;
+
+public interface AnimationListener extends Listener<Animation> {
+
+	void animationStarted( Animation anim );
+
+	void animationStopped( Animation anim );
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/Animations.java

@@ -0,0 +1,234 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Vector;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.FramerateLimitedTask;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
+import java.lang.reflect.Method;
+import java.util.concurrent.ExecutionException;
+import java.util.concurrent.Future;
+import java.util.function.*;
+
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Animations {
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( String propName, T target, double to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		double from;
+		try {
+			from = callGetter(target, propName, double.class);
+		} catch( InvocationTargetException | NoSuchMethodException |
+				 IllegalAccessException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't access property getter for animation.", ex);
+		}
+
+		Method propSetter;
+		try {
+			propSetter = findSetter(target, propName, double.class);
+		} catch( NoSuchMethodException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't find property setter for animation.", ex);
+		}
+
+		return animateProperty(target, from, to, runtime, easing, ( d ) -> {
+			try {
+				propSetter.invoke(target, d);
+			} catch( IllegalAccessException | InvocationTargetException e ) {
+				throw new RuntimeException("Can't access property setter for animation.", e);
+			}
+		});
+	}
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( String propName, T target, Color to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		Color from;
+		try {
+			from = callGetter(target, propName, Color.class);
+		} catch( InvocationTargetException | NoSuchMethodException |
+				 IllegalAccessException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't access property getter for animation.", ex);
+		}
+
+		Method propSetter;
+		try {
+			propSetter = findSetter(target, propName, Color.class);
+		} catch( NoSuchMethodException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't find property setter for animation.", ex);
+		}
+
+		return animateProperty(target, from, to, runtime, easing, ( d ) -> {
+			try {
+				propSetter.invoke(target, d);
+			} catch( IllegalAccessException | InvocationTargetException e ) {
+				throw new RuntimeException("Can't access property setter for animation.", e);
+			}
+		});
+	}
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( String propName, T target, Vector to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		Vector from;
+		try {
+			from = callGetter(target, propName, Vector.class);
+		} catch( InvocationTargetException | NoSuchMethodException |
+				 IllegalAccessException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't access property getter for animation.", ex);
+		}
+
+		Method propSetter;
+		try {
+			propSetter = findSetter(target, propName, Vector.class);
+		} catch( NoSuchMethodException ex ) {
+			throw new RuntimeException("Can't find property setter for animation.", ex);
+		}
+
+		return animateProperty(target, from, to, runtime, easing, ( d ) -> {
+			try {
+				propSetter.invoke(target, d);
+			} catch( IllegalAccessException | InvocationTargetException e ) {
+				throw new RuntimeException("Can't access property setter for animation.", e);
+			}
+		});
+	}
+
+	@SuppressWarnings( "unchecked" )
+	private static <T, R> R callGetter( T target, String propName, Class<R> propType ) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
+		String getterName = makeMethodName("get", propName);
+		Method getter = target.getClass().getMethod(getterName);
+		if( getter.getReturnType().equals(propType) ) {
+			return (R) getter.invoke(target);
+		} else {
+			throw new NoSuchMethodException(String.format("No getter for property <%s> found.", propName));
+		}
+	}
+
+	private static <T, R> Method findSetter( T target, String propName, Class<R> propType ) throws NoSuchMethodException {
+		String setterName = makeMethodName("set", propName);
+		Method setter = target.getClass().getMethod(setterName, propType);
+		if( setter.getReturnType().equals(void.class) && setter.getParameterCount() == 1 ) {
+			return setter;
+		} else {
+			throw new NoSuchMethodException(String.format("No setter for property <%s> found.", propName));
+		}
+	}
+
+	private static String makeMethodName( String prefix, String propName ) {
+		String firstChar = propName.substring(0, 1).toUpperCase();
+		String tail = "";
+		if( propName.length() > 1 ) {
+			tail = propName.substring(1);
+		}
+		return prefix + firstChar + tail;
+	}
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( T target, final double from, final double to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer propSetter ) {
+		Validator.requireNotNull(target, "target");
+		Validator.requireNotNull(propSetter, "propSetter");
+		return play(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Constants.interpolate(from, to, e)));
+	}
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( T target, final Color from, final Color to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Consumer<Color> propSetter ) {
+		return play(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Color.interpolate(from, to, e)));
+	}
+
+
+	public static final <T> Future<T> animateProperty( T target, final Vector from, final Vector to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Consumer<Vector> propSetter ) {
+		return play(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Vector.interpolate(from, to, e)));
+	}
+
+	public static final <T, R> Future<T> animateProperty( T target, R from, R to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleFunction<R> interpolator, Consumer<R> propSetter ) {
+		return play(target, runtime, easing, interpolator, ( t, r ) -> propSetter.accept(r));
+	}
+
+
+	public static final <T, R> Future<T> play( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleFunction<R> interpolator, BiConsumer<T, R> applicator ) {
+		return play(target, runtime, easing, ( e ) -> applicator.accept(target, interpolator.apply(e)));
+	}
+
+	public static final <T> Future<T> play( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer stepper ) {
+		return TaskRunner.run(new FramerateLimitedTask() {
+			double t = 0.0;
+
+			final long starttime = System.currentTimeMillis();
+
+			@Override
+			public void update( double delta ) {
+				// One animation step for t in [0,1]
+				stepper.accept(easing.applyAsDouble(t));
+				t = (double) (System.currentTimeMillis() - starttime) / (double) runtime;
+				running = (t <= 1.0);
+			}
+
+			@Override
+			protected void finish() {
+				stepper.accept(easing.applyAsDouble(1.0));
+			}
+		}, target);
+	}
+
+	public static final <T> T playAndWait( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer stepper ) {
+		Future<T> future = play(target, runtime, easing, stepper);
+		while( !future.isDone() ) {
+			try {
+				return future.get();
+			} catch( InterruptedException iex ) {
+				// Keep waiting
+			} catch( ExecutionException eex ) {
+				LOG.error(eex.getCause(), "Animation task terminated with exception");
+				return target;
+			}
+		}
+		return target;
+	}
+
+	/*public static final <T, R> Future<T> animate( T target, int runtime, Animator<T, R> animator ) {
+		return animate(
+			target, runtime,
+			animator::easing,
+			animator::interpolator,
+			animator::applicator
+		);
+	}*/
+
+	public static <T> Future<Animation<T>> play( Animation<T> animation ) {
+		// TODO: (ngb) Don't start when running
+		return TaskRunner.run(new FramerateLimitedTask() {
+			@Override
+			protected void initialize() {
+				animation.start();
+			}
+
+			@Override
+			public void update( double delta ) {
+				animation.update(delta);
+				running = animation.isActive();
+			}
+		}, animation);
+	}
+
+	public static <T> Animation<T> playAndWait( Animation<T> animation ) {
+		Future<Animation<T>> future = play(animation);
+		animation.await();
+		return animation;
+	}
+
+	public static <T> Future<Animation<T>> play( Animation<T> animation, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		final AnimationFacade<T> facade = new AnimationFacade<>(animation, animation.getRuntime(), easing);
+		return TaskRunner.run(new FramerateLimitedTask() {
+			@Override
+			protected void initialize() {
+				facade.start();
+			}
+
+			@Override
+			public void update( double delta ) {
+				facade.update(delta);
+				running = facade.isActive();
+			}
+		}, animation);
+	}
+
+	public static final Log LOG = Log.getLogger(Animations.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/CircleAnimation.java

@@ -0,0 +1,39 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Vector;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class CircleAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private double centerx, centery, radius, startangle;
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+		object = target;
+		centerx = cx;
+		centery = cy;
+		Vector vec = new Vector(target.getX(), target.getY()).sub(cx, cy);
+		startangle = vec.heading();
+		radius = vec.length();
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		double angle = startangle + Constants.radians(Constants.interpolate(0, 360, e));
+		double x = centerx + radius * Constants.cos(angle);
+		double y = centery + radius * Constants.sin(angle);
+		object.moveTo(x, y);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/ContinousAnimation.java

@@ -0,0 +1,74 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class ContinousAnimation<T> extends Animation<T> {
+
+	private final Animation<T> baseAnimation;
+
+	private int lag = 0;
+
+	/**
+	 * Speichert eine Approximation der aktuellen Steigung der Easing-Funktion,
+	 * um im Fall {@code easeInOnly == true} nach dem ersten Durchlauf die
+	 * passende Geschwindigkeit beizubehalten.
+	 */
+	private double m = 1.0, lastEase = 0.0;
+
+	private boolean easeInOnly = false;
+
+	public ContinousAnimation( Animation<T> baseAnimation ) {
+		this(baseAnimation, 0, false);
+	}
+
+	public ContinousAnimation( Animation<T> baseAnimation, int lag ) {
+		this(baseAnimation, lag, false);
+	}
+
+	public ContinousAnimation( Animation<T> baseAnimation, boolean easeInOnly ) {
+		this(baseAnimation, 0, easeInOnly);
+	}
+
+	private ContinousAnimation( Animation<T> baseAnimation, int lag, boolean easeInOnly ) {
+		super(baseAnimation.getRuntime(), baseAnimation.getEasing());
+		this.baseAnimation = baseAnimation;
+		this.lag = lag;
+		this.easeInOnly = easeInOnly;
+	}
+
+	@Override
+	public T getAnimationTarget() {
+		return baseAnimation.getAnimationTarget();
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
+		if( elapsedTime >= runtime + lag ) {
+			elapsedTime %= (runtime + lag);
+
+			if( easeInOnly && easing != null ) {
+				easing = null;
+				// runtime = (int)((1.0/m)*(runtime + lag));
+			}
+		}
+
+		double t = (double) elapsedTime / (double) runtime;
+		if( t >= 1.0 ) {
+			t = 1.0;
+		}
+		if( easing != null ) {
+			double e = easing.applyAsDouble(t);
+			animate(e);
+			m = (e-lastEase)/(delta*1000/(asDouble(runtime)));
+			lastEase = e;
+		} else {
+			animate(t);
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		baseAnimation.animate(e);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/Easing.java

@@ -0,0 +1,320 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * @see <a href="https://easings.net/de">Cheat Sheet für Easing-Funktionen</a>
+ */
+public class Easing {
+
+	public static final DoubleUnaryOperator DEFAULT_EASING = Easing::smooth;
+
+	public static final DoubleUnaryOperator thereAndBack() {
+		return Easing::thereAndBack;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator thereAndBack( final DoubleUnaryOperator baseEasing ) {
+		return ( t ) -> thereAndBack(t, baseEasing);
+	}
+
+	public static final double thereAndBack( double t ) {
+		return thereAndBack(t, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public static final double thereAndBack( double t, DoubleUnaryOperator baseEasing ) {
+		if( t < 0.5 ) {
+			return baseEasing.applyAsDouble(2 * t);
+		} else {
+			return baseEasing.applyAsDouble(2 - 2 * t);
+		}
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator halfAndHalf( final DoubleUnaryOperator firstEasing, final DoubleUnaryOperator secondEasing ) {
+		return ( t ) -> halfAndHalf(t, firstEasing, secondEasing);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator halfAndHalf( final DoubleUnaryOperator firstEasing, final DoubleUnaryOperator secondEasing, final double split ) {
+		return ( t ) -> halfAndHalf(t, firstEasing, secondEasing, split);
+	}
+
+	public static final double halfAndHalf( double t, DoubleUnaryOperator firstEasing, DoubleUnaryOperator secondEasing ) {
+		return halfAndHalf(t, firstEasing, secondEasing, 0.5);
+	}
+
+	public static final double halfAndHalf( double t, DoubleUnaryOperator firstEasing, DoubleUnaryOperator secondEasing, double split ) {
+		if( t < split ) {
+			return firstEasing.applyAsDouble(2 * t);
+		} else {
+			return secondEasing.applyAsDouble(1 - 2 * t);
+		}
+	}
+
+
+	/*
+	 * Functions taken from easings.net
+	 */
+
+	public static final DoubleUnaryOperator linear() {
+		return Easing::linear;
+	}
+
+	public static final double linear( double t ) {
+		return t;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator quadIn() {
+		return Easing::quadIn;
+	}
+
+	public static final double quadIn( double t ) {
+		return t * t;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator quadOut() {
+		return Easing::quadOut;
+	}
+
+	public static final double quadOut( double t ) {
+		return 1 - (1 - t) * (1 - t);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator quadInOut() {
+		return Easing::quadInOut;
+	}
+
+	public static final double quadInOut( double t ) {
+		return t < 0.5 ? 2 * t * t : 1 - Math.pow(-2 * t + 2, 2) / 2;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator cubicIn() {
+		return Easing::cubicIn;
+	}
+
+	public static final double cubicIn( double t ) {
+		return t * t * t;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator cubicOut() {
+		return Easing::cubicOut;
+	}
+
+	public static final double cubicOut( double t ) {
+		return 1 - Math.pow(1 - t, 3);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator cubicInOut() {
+		return Easing::cubicInOut;
+	}
+
+	public static final double cubicInOut( double t ) {
+		return t < 0.5 ? 4 * t * t * t : 1 - Math.pow(-2 * t + 2, 3) / 2;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator sineIn() {
+		return Easing::sineIn;
+	}
+
+	public static final double sineIn( double t ) {
+		return 1 - Math.cos((t * Math.PI) / 2);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator sineOut() {
+		return Easing::sineOut;
+	}
+
+	public static final double sineOut( double t ) {
+		return Math.sin((t * Math.PI) / 2);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator sineInOut() {
+		return Easing::sineInOut;
+	}
+
+	public static final double sineInOut( double t ) {
+		return -(Math.cos(Math.PI * t) - 1) / 2;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator elasticIn() {
+		return Easing::elasticIn;
+	}
+
+	public static final double elasticIn( double t ) {
+		double c4 = (2 * Math.PI) / 3;
+
+		return t == 0
+			? 0
+			: t == 1
+			? 1
+			: -Math.pow(2, 10 * t - 10) * Math.sin((t * 10 - 10.75) * c4);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator elasticOut() {
+		return Easing::elasticOut;
+	}
+
+	public static final double elasticOut( double t ) {
+		double c4 = (2 * Math.PI) / 3;
+
+		return t == 0
+			? 0
+			: t == 1
+			? 1
+			: Math.pow(2, -10 * t) * Math.sin((t * 10 - 0.75) * c4) + 1;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator elasticInOut() {
+		return Easing::elasticInOut;
+	}
+
+	public static final double elasticInOut( double t ) {
+		double c5 = (2 * Math.PI) / 4.5;
+
+		return t == 0
+			? 0
+			: t == 1
+			? 1
+			: t < 0.5
+			? -(Math.pow(2, 20 * t - 10) * Math.sin((20 * t - 11.125) * c5)) / 2
+			: (Math.pow(2, -20 * t + 10) * Math.sin((20 * t - 11.125) * c5)) / 2 + 1;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator bounceIn() {
+		return Easing::bounceIn;
+	}
+
+	public static final double bounceIn( double t ) {
+		return 1 - bounceOut(1 - t);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator bounceOut() {
+		return Easing::bounceOut;
+	}
+
+	public static final double bounceOut( double t ) {
+		double n1 = 7.5625;
+		double d1 = 2.75;
+
+		if( t < 1.0 / d1 ) {
+			return n1 * t * t;
+		} else if( t < 2.0 / d1 ) {
+			return n1 * (t -= 1.5 / d1) * t + 0.75;
+		} else if( t < 2.5 / d1 ) {
+			return n1 * (t -= 2.25 / d1) * t + 0.9375;
+		} else {
+			return n1 * (t -= 2.625 / d1) * t + 0.984375;
+		}
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator bounceInOut() {
+		return Easing::bounceInOut;
+	}
+
+	public static final double bounceInOut( double t ) {
+		return t < 0.5
+			? (1 - bounceOut(1 - 2 * t)) / 2
+			: (1 + bounceOut(2 * t - 1)) / 2;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator backIn() {
+		return Easing::backIn;
+	}
+
+	public static final double backIn( double t ) {
+		double c1 = 1.70158;
+		double c3 = c1 + 1;
+
+		return c3 * t * t * t - c1 * t * t;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator backOut() {
+		return Easing::backOut;
+	}
+
+	public static final double backOut( double t ) {
+		double c1 = 1.70158;
+		double c3 = c1 + 1;
+
+		return 1 + c3 * Math.pow(t - 1, 3) + c1 * Math.pow(t - 1, 2);
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator backInOut() {
+		return Easing::backInOut;
+	}
+
+	public static final double backInOut( double t ) {
+		double c1 = 1.70158;
+		double c2 = c1 * 1.525;
+
+		return t < 0.5
+			? (Math.pow(2 * t, 2) * ((c2 + 1) * 2 * t - c2)) / 2
+			: (Math.pow(2 * t - 2, 2) * ((c2 + 1) * (t * 2 - 2) + c2) + 2) / 2;
+	}
+
+
+	/*
+	 * Functions from manim community
+	 */
+
+	public static final DoubleUnaryOperator smooth() {
+		return Easing::smooth;
+	}
+
+	public static final double smooth( double t ) {
+		double error = sigmoid(-INFLECTION / 2.0);
+		return Math.min(
+			Math.max(
+				(sigmoid(INFLECTION * (t - 0.5)) - error) / (1 - 2 * error),
+				0
+			),
+			1.0
+		);
+	}
+
+	public static final double rushIn( double t ) {
+		return 2 * smooth(t / 2.0);
+	}
+
+	public static final double rushOut( double t ) {
+		return 2 * smooth(t / 2.0 + 0.5) - 1;
+	}
+
+	public static final double doubleSmooth( double t ) {
+		if( t < 0.5 )
+			return 0.5 * smooth(2 * t);
+		else
+			return 0.5 * (1 + smooth(2 * t - 1));
+	}
+
+	public static final double hobbit( double t ) {
+		double new_t = t < 0.5 ? 2 * t : 2 * (1 - t);
+		return smooth(new_t);
+	}
+
+
+	public static final DoubleUnaryOperator wiggle() {
+		return Easing::wiggle;
+	}
+
+	public static final DoubleUnaryOperator wiggle( final int wiggles ) {
+		return (t) -> Easing.wiggle(t, wiggles);
+	}
+
+	public static final double wiggle( double t ) {
+		return wiggle(t, 2);
+	}
+
+	public static final double wiggle( double t, int wiggles ) {
+		return hobbit(t) * Math.sin(wiggles * Math.PI * t);
+	}
+
+	public static double INFLECTION = 10.0;
+
+	public static final double sigmoid( double x ) {
+		return 1.0 / (1 + Math.exp(-x));
+	}
+
+
+	private Easing() {
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/FadeAnimation.java

@@ -0,0 +1,44 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class FadeAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	public static final int FADE_IN = 255;
+
+	public static final int FADE_OUT = 0;
+
+	private Shape object;
+
+	private Color fill, stroke;
+
+	private int fillAlpha, strokeAlpha, tAlpha;
+
+	public FadeAnimation( Shape object, int alpha, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.object = object;
+		fill = object.getFillColor();
+		fillAlpha = fill.getAlpha();
+		stroke = object.getStrokeColor();
+		strokeAlpha = stroke.getAlpha();
+		tAlpha = alpha;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.setFillColor(new Color(fill, (int) Constants.interpolate(fillAlpha, tAlpha, e)));
+		object.setStrokeColor(new Color(stroke, (int) Constants.interpolate(strokeAlpha, tAlpha, e)));
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/FillAnimation.java

@@ -0,0 +1,33 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class FillAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private Color oFill, tFill;
+
+	public FillAnimation( Shape object, Color newFill, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.object = object;
+		oFill = object.getFillColor();
+		tFill = newFill;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.setFillColor(Color.interpolate(oFill, tFill, e));
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/MorphAnimation.java

@@ -0,0 +1,53 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Circle;
+import schule.ngb.zm.shapes.Ellipse;
+import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class MorphAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object, original, target;
+
+	public MorphAnimation( Shape object, Shape target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.original = object.copy();
+		this.object = object;
+		this.target = target;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.setX(Constants.interpolate(original.getX(), target.getX(), e));
+		object.setY(Constants.interpolate(original.getY(), target.getY(), e));
+		object.setFillColor(Color.interpolate(original.getFillColor(), target.getFillColor(), e));
+		object.setStrokeColor(Color.interpolate(original.getStrokeColor(), target.getStrokeColor(), e));
+		object.rotateTo(Constants.interpolate(original.getRotation(), target.getRotation(), e));
+		object.scale(Constants.interpolate(original.getScale(), target.getScale(), e));
+		object.setStrokeWeight(Constants.interpolate(original.getStrokeWeight(), target.getStrokeWeight(), e));
+
+		if( object instanceof Rectangle ) {
+			Rectangle r = (Rectangle)object;
+			r.setWidth(Constants.interpolate(original.getWidth(), target.getWidth(), e));
+			r.setHeight(Constants.interpolate(original.getHeight(), target.getHeight(), e));
+		} else if( object instanceof Circle ) {
+			Circle r = (Circle)object;
+			r.setRadius(Constants.interpolate(original.getWidth()*.5, target.getWidth()*.5, e));
+		} else if( object instanceof Ellipse ) {
+			Ellipse r = (Ellipse)object;
+			r.setWidth(Constants.interpolate(original.getWidth(), target.getWidth(), e));
+			r.setHeight(Constants.interpolate(original.getHeight(), target.getHeight(), e));
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/MoveAnimation.java

@@ -0,0 +1,39 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Circle;
+import schule.ngb.zm.shapes.Ellipse;
+import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class MoveAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private double oX, oY, tX, tY;
+
+	public MoveAnimation( Shape object, double x, double y, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.object = object;
+		oX = object.getX();
+		oY = object.getY();
+		tX = x;
+		tY = y;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.setX(Constants.interpolate(oX, tX, e));
+		object.setY(Constants.interpolate(oY, tY, e));
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/RotateAnimation.java

@@ -0,0 +1,32 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class RotateAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private double oA, tA;
+
+	public RotateAnimation( Shape object, double angle, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.object = object;
+		oA = object.getRotation();
+		tA = angle;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.rotateTo(Constants.interpolate(oA, tA, e));
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/StrokeAnimation.java

@@ -0,0 +1,32 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class StrokeAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private Color oFill, tFill;
+
+	public StrokeAnimation( Shape object, Color newStroke, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+
+		this.object = object;
+		oFill = object.getFillColor();
+		tFill = newStroke;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		object.setStrokeColor(Color.interpolate(oFill, tFill, e));
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/WaveAnimation.java

@@ -0,0 +1,37 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Options;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class WaveAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private double strength, sinOffset, previousDelta = 0.0;
+
+	private Options.Direction dir;
+
+	public WaveAnimation( Shape target, double strength, Options.Direction dir, double sinOffset, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+		this.object = target;
+		this.dir = dir;
+		this.strength = strength;
+		this.sinOffset = sinOffset;
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		double delta = this.strength * Constants.sin(Constants.interpolate(0.0, Constants.TWO_PI, e) + sinOffset);
+		object.move((delta - previousDelta) * dir.x, (delta - previousDelta) * dir.y);
+		previousDelta = delta;
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/anim/package-info.java

@@ -0,0 +1,12 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Klassen zur Animation von
+ * {@link schule.ngb.zm.shapes.Shape} Objekten auf einem
+ * {@link schule.ngb.zm.layers.ShapesLayer}.
+ * <p>
+ * Mit den Animationsklassen lassen sich neben {@code Shape} Objekten aber auch
+ * andere Objekte animieren.
+ * <p>
+ * Das Paket setzt auf den funktionalen Programmierschnittstellen von Java auf
+ * und kann als Einführung in das Paradigma dienen.
+ */
+package schule.ngb.zm.anim;

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/ColorLayer.java

@@ -0,0 +1,224 @@
+package schule.ngb.zm.layers;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.Options;
+
+import java.awt.GradientPaint;
+import java.awt.Paint;
+import java.awt.RadialGradientPaint;
+
+/**
+ * Eine Ebene, die nur aus einer Farbe (oder einem Farbverlauf) besteht.
+ * <p>
+ * Ein {@code ColorLayer} ist eine der drei Standardebenen der
+ * {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine}.
+ * <p>
+ * Die Farbe der Ebene kann beliebig gesetzt werden und kann gut als
+ * Hintergrundfarbe für eine Szene dienen, oder als halbtransparente
+ * "Abdeckung", wenn ein {@code ColorLayer} über den anderen Ebenen eingefügt
+ * wird.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class ColorLayer extends Layer {
+
+	/**
+	 * Farbe der Ebene.
+	 */
+	private Color color;
+
+	/**
+	 * Verlauf der Ebene, falls verwendet.
+	 */
+	private Paint background;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Farbebene mit der angegebenen Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die Hintergrundfarbe.
+	 */
+	public ColorLayer( Color color ) {
+		this.color = color;
+		this.background = color.getJavaColor();
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Farbebene mit der angegebenen Größe und Farbe.
+	 *
+	 * @param width Breite der Ebene.
+	 * @param height Höhe der Ebene.
+	 * @param color Die Hintergrundfarbe.
+	 */
+	public ColorLayer( int width, int height, Color color ) {
+		super(width, height);
+		this.color = color;
+		this.background = color.getJavaColor();
+		clear();
+	}
+
+	@Override
+	public void setSize( int width, int height ) {
+		super.setSize(width, height);
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die aktuelle Hintergrundfarbe der Ebene.
+	 */
+	public Color getColor() {
+		return color;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Hintergrundfarbe.
+	 */
+	public void setColor( Color color ) {
+		this.color = color;
+		this.background = color.getJavaColor();
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität. 0 entspricht schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int)
+	 */
+	public void setColor( int gray ) {
+		setColor(gray, gray, gray, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität und dem angegebenen Transparenzwert. Der Grauwert 0 entspricht
+	 * schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int)
+	 */
+	public void setColor( int gray, int alpha ) {
+		setColor(gray, gray, gray, alpha);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene auf die Farbe mit den angegebenen Rot-, Grün-
+	 * und Blauanteilen.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	public void setColor( int red, int green, int blue ) {
+		setColor(red, green, blue, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene auf die Farbe mit den angegebenen Rot-, Grün-
+	 * und Blauanteilen und dem angegebenen Transparenzwert.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 25
+	 * @see Color#Color(int, int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	public void setColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setColor(new Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung der Ebene auf einen linearen Farbverlauf, der in die
+	 * angegebene Richtung verläuft.
+	 *
+	 * @param from Farbe am Startpunkt.
+	 * @param to Farbe am Endpunkt.
+	 * @param dir Richtung des Farbverlaufs.
+	 */
+	public void setGradient( Color from, Color to, Options.Direction dir ) {
+		double halfW = getWidth() * .5;
+		double halfH = getHeight() * .5;
+
+		Options.Direction inv = dir.inverse();
+		int fromX = (int) (halfW + inv.x * halfW);
+		int fromY = (int) (halfH + inv.y * halfH);
+
+		int toX = (int) (halfW + dir.x * halfW);
+		int toY = (int) (halfH + dir.y * halfH);
+
+		setGradient(fromX, fromY, from, toX, toY, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung der Ebene auf einen linearen Farbverlauf, der am Punkt
+	 * ({@code fromX}, {@code fromY}) mit der Farbe {@code from} startet und am
+	 * Punkt (({@code toX}, {@code toY}) mit der Farbe {@code to} endet.
+	 *
+	 * @param fromX x-Koordinate des Startpunktes.
+	 * @param fromY y-Koordinate des Startpunktes.
+	 * @param from Farbe am Startpunkt.
+	 * @param toX x-Koordinate des Endpunktes.
+	 * @param toY y-Koordinate des Endpunktes.
+	 * @param to Farbe am Endpunkt.
+	 */
+	public void setGradient( double fromX, double fromY, Color from, double toX, double toY, Color to ) {
+		this.color = from;
+		background = new GradientPaint(
+			(float) fromX, (float) fromY, from.getJavaColor(),
+			(float) toX, (float) toY, to.getJavaColor()
+		);
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung der Ebene auf einen kreisförmigen (radialen)
+	 * Farbverlauf, der im Zentrum beginnt.
+	 *
+	 * @param from Farbe im Zentrum.
+	 * @param to Farbe am Rand.
+	 */
+	public void setGradient( Color from, Color to ) {
+		setGradient(getWidth() * .5, getHeight() * .5, Math.min(getWidth() * .5, getHeight() * .5), from, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllung der Ebene auf einen kreisförmigen (radialen)
+	 * Farbverlauf, mit dem Zentrum im Punkt ({@code centerX}, {@code centerY})
+	 * und dem angegebenen Radius. Der Verlauf starte im Zentrum mit der Farbe
+	 * {@code from} und endet am Rand des durch den Radius beschriebenen Kreises
+	 * mit der Farbe {@code to}.
+	 *
+	 * @param centerX x-Koordinate des Kreismittelpunktes.
+	 * @param centerY y-Koordinate des Kreismittelpunktes.
+	 * @param radius Radius des Kreises.
+	 * @param from Farbe im Zentrum des Kreises.
+	 * @param to Farbe am Rand des Kreises.
+	 */
+	public void setGradient( double centerX, double centerY, double radius, Color from, Color to ) {
+		this.color = from;
+		background = new RadialGradientPaint(
+			(float) centerX, (float) centerY, (float) radius,
+			new float[]{0f, 1f},
+			new java.awt.Color[]{from.getJavaColor(), to.getJavaColor()});
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Zeichnet den Hintergrund der Ebene mit der gesetzten Füllung neu.
+	 */
+	@Override
+	public void clear() {
+		drawing.setPaint(background);
+		drawing.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/DrawableLayer.java

@@ -0,0 +1,106 @@
+package schule.ngb.zm.layers;
+
+import schule.ngb.zm.Drawable;
+import schule.ngb.zm.Layer;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.util.Collections;
+import java.util.LinkedList;
+import java.util.List;
+
+/**
+ * Ein Layer um {@link Drawable} Objekte zu zeichnen.
+ * <p>
+ * Objekte, die das {@code Drawable} Interface implementieren, können der Ebene
+ * hinzugefügt werden. Die Ebene sorgt dafür, dass alle {@code Drawable}s einmal
+ * pro Frame über ihre {@link Drawable#draw(Graphics2D)} Methode gezeichnet.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class DrawableLayer extends Layer {
+
+	/**
+	 * Liste der {@link Drawable}s.
+	 */
+	protected final List<Drawable> drawables;
+
+	/**
+	 * Ob die Ebene bei jedem Aufruf von {@link #draw(Graphics2D)} geleert
+	 * werden soll.
+	 */
+	protected boolean clearBeforeDraw = true;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Ebene in der Standardgröße.
+	 */
+	public DrawableLayer() {
+		drawables = new LinkedList<>();
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Ebene mit der angegebenen Größe.
+	 *
+	 * @param width Die Breite der Ebene.
+	 * @param height Die Höhe der Ebene.
+	 */
+	public DrawableLayer( int width, int height ) {
+		super(width, height);
+		drawables = new LinkedList<>();
+	}
+
+	/**
+	 * Fügt alle angegebenen {@code Drawable}s der Ebene hinzu.
+	 *
+	 * @param drawables Die {@code Drawable} Objekte.
+	 */
+	public void add( Drawable... drawables ) {
+		synchronized( this.drawables ) {
+			Collections.addAll(this.drawables, drawables);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt eine Liste aller {@code Drawable} Objekte dieser Ebene zurück.
+	 *
+	 * @return Die Liste der {@code Drawable} Objekte.
+	 */
+	public java.util.List<Drawable> getDrawables() {
+		return drawables;
+	}
+
+	/**
+	 * Ob die Ebene bei jedem Frame automatisch gelöscht wird.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Ebene vorm Zeichnen gelöscht wird,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
+	public boolean isClearBeforeDraw() {
+		return clearBeforeDraw;
+	}
+
+	/**
+	 * Stellt ein, ob die Ebene vorm Zeichnen gelöscht werden soll.
+	 *
+	 * @param pClearBeforeDraw Ob die Ebene vorm Zeichnen gelöscht werden
+	 * 	soll.
+	 */
+	public void setClearBeforeDraw( boolean pClearBeforeDraw ) {
+		this.clearBeforeDraw = pClearBeforeDraw;
+	}
+
+	@Override
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
+		if( clearBeforeDraw ) {
+			clear();
+		}
+
+		List<Drawable> it = List.copyOf(drawables);
+		for( Drawable d : it ) {
+			if( d.isVisible() ) {
+				d.draw(drawing);
+			}
+		}
+
+		super.draw(graphics);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/ImageLayer.java

@@ -0,0 +1,139 @@
+package schule.ngb.zm.layers;
+
+import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.Image;
+
+/**
+ * Eine Ebene, die ein statisches Bild anzeigt.
+ * <p>
+ * Die Ebene wird mit einem Bild initialisiert und zeigt dieses Bild als
+ * einzigen Inhalt an. Optional kann die Position des Bildes verändert werden,
+ * sodass es nicht im Ursprung der Ebene gezeichnet wird.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class ImageLayer extends Layer {
+
+	/**
+	 * Das Bild, das angezeigt wird.
+	 */
+	protected Image image;
+
+	/**
+	 * x-Koordinate der oberen linken Ecke auf der Ebene.
+	 */
+	protected double x = 0;
+
+	/**
+	 * y-Koordinate der oberen linken Ecke auf der Ebene.
+	 */
+	protected double y = 0;
+
+	/**
+	 * Interner Schalter, ob die Ebene neu gezeichnet werden muss.
+	 */
+	protected boolean redraw = true;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Bildebene in der Standardgröße aus der angegebenen
+	 * Bildquelle.
+	 *
+	 * @param source Eine Bildquelle.
+	 * @see ImageLoader#loadImage(String)
+	 */
+	public ImageLayer( String source ) {
+		image = ImageLoader.loadImage(source);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Bildebene in der Standardgröße aus dem angegebenen Bild.
+	 *
+	 * @param image Ein Bild-Objekt.
+	 */
+	public ImageLayer( Image image ) {
+		this.image = image;
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Bildebene in der angegebenen Größe aus dem angegebenen
+	 * Bild.
+	 *
+	 * @param width Breite der Bildebene.
+	 * @param height Höhe der Bildebene.
+	 * @param image Ein Bild-Objekt.
+	 */
+	public ImageLayer( int width, int height, Image image ) {
+		super(width, height);
+		this.image = image;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt das Bild der Ebene auf das angegebene Bild-Objekt.
+	 *
+	 * @param image Ein Bild-Objekt.
+	 */
+	public void setImage( Image image ) {
+		this.image = image;
+		redraw = true;
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die x-Koordinate des Bildes in der Ebene.
+	 */
+	public double getX() {
+		return x;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die {@code x}-Koordinate des BIldes in der Ebene auf den
+	 * angegebenen Wert.
+	 *
+	 * @param pX Die x-Koordinate des Bildes.
+	 */
+	public void setX( double pX ) {
+		this.x = pX;
+		redraw = true;
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die y-Koordinate des Bildes in der Ebene.
+	 */
+	public double getY() {
+		return y;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die {@code y}-Koordinate des BIldes in der Ebene auf den
+	 * angegebenen Wert.
+	 *
+	 * @param pY Die y-Koordinate des Bildes.
+	 */
+	public void setY( double pY ) {
+		this.y = pY;
+		redraw = true;
+	}
+
+	/**
+	 * Löscht die Ebene und zeichnet das Bild neu.
+	 * <p>
+	 * In der Regel muss die Ebene nicht gelöscht werden, da sie automatisch neu
+	 * gezeichnet wird, sobald sich das zugrundeliegende Bild ändert.
+	 */
+	@Override
+	public void clear() {
+		super.clear();
+		redraw = true;
+	}
+
+	@Override
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
+		if( redraw && visible ) {
+			drawing.drawImage(image, (int) x, (int) y, null);
+			redraw = false;
+		}
+		super.draw(graphics);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/ShapesLayer.java

@@ -0,0 +1,171 @@
+package schule.ngb.zm.layers;
+
+import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.anim.Animation;
+import schule.ngb.zm.anim.AnimationFacade;
+import schule.ngb.zm.anim.Easing;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.util.*;
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * Eine Ebene um {@link Shape} Objekte zu zeichnen.
+ * <p>
+ * Ein {@code ShapesLayer} ist eine der drei Standardebenen der
+ * {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine}.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class ShapesLayer extends Layer {
+
+	/**
+	 *
+	 */
+	protected boolean clearBeforeDraw = true;
+
+	private final List<Shape> shapes;
+
+	private final List<Animation<? extends Shape>> animations;
+
+	public ShapesLayer() {
+		super();
+		shapes = new LinkedList<>();
+		animations = new LinkedList<>();
+	}
+
+	public ShapesLayer( int width, int height ) {
+		super(width, height);
+		shapes = new LinkedList<>();
+		animations = new LinkedList<>();
+	}
+
+	public Shape getShape( int index ) {
+		return shapes.get(index);
+	}
+
+	public <ST extends Shape> ST getShape( Class<ST> shapeClass ) {
+		for( Shape s : shapes ) {
+			if( shapeClass.isInstance(s) ) {
+				return shapeClass.cast(s);
+			}
+		}
+		return null;
+	}
+
+	public List<Shape> getShapes() {
+		return shapes;
+	}
+
+	public <ST extends Shape> List<ST> getShapes( Class<ST> shapeClass ) {
+		List<ST> result = new LinkedList<>();
+		for( Shape s : shapes ) {
+			if( shapeClass.isInstance(s) ) {
+				result.add(shapeClass.cast(s));
+			}
+		}
+		return result;
+	}
+
+	public void add( Shape... shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			Collections.addAll(this.shapes, shapes);
+		}
+	}
+
+	public void add( Collection<Shape> shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			this.shapes.addAll(shapes);
+		}
+	}
+
+	public void remove( Shape... shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
+				this.shapes.remove(s);
+			}
+		}
+	}
+
+	public void remove( Collection<Shape> shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			this.shapes.removeAll(shapes);
+		}
+	}
+
+	public void removeAll() {
+		synchronized( shapes ) {
+			shapes.clear();
+		}
+	}
+
+	public void showAll() {
+		synchronized( shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
+				s.show();
+			}
+		}
+	}
+
+	public void hideAll() {
+		synchronized( shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
+				s.hide();
+			}
+		}
+	}
+
+	public <S extends Shape> void play( Animation<S> anim ) {
+		this.animations.add(anim);
+		anim.start();
+	}
+
+	@SafeVarargs
+	public final void play( Animation<? extends Shape>... anims ) {
+		for( Animation<? extends Shape> anim : anims ) {
+			this.animations.add(anim);
+			anim.start();
+		}
+	}
+
+	public <S extends Shape> void play( Animation<S> anim, int runtime ) {
+		play(anim, runtime, Easing.DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public <S extends Shape> void play( Animation<S> anim, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		AnimationFacade<S> facade = new AnimationFacade<>(anim, runtime, easing);
+		play(facade);
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+		Iterator<Animation<? extends Shape>> it = animations.iterator();
+		while( it.hasNext() ) {
+			Animation<? extends Shape> anim = it.next();
+			anim.update(delta);
+
+			if( !anim.isActive() ) {
+				it.remove();
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
+		if( clearBeforeDraw ) {
+			clear();
+		}
+
+		synchronized( shapes ) {
+			List<Shape> it = List.copyOf(shapes);
+			for( Shape s : it ) {
+				if( s.isVisible() ) {
+					s.draw(drawing);
+				}
+			}
+		}
+
+		super.draw(graphics);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/TurtleLayer.java

@@ -1,18 +1,25 @@
-package schule.ngb.zm.turtle;
+package schule.ngb.zm.layers;
 
+import schule.ngb.zm.*;
 import schule.ngb.zm.Color;
-import schule.ngb.zm.Layer;
-import schule.ngb.zm.Options;
-import schule.ngb.zm.Vector;
-import schule.ngb.zm.shapes.FilledShape;
+import schule.ngb.zm.Fillable;
+import schule.ngb.zm.Strokeable;
 
 import java.awt.*;
 import java.awt.geom.AffineTransform;
 import java.awt.geom.Path2D;
 import java.util.ArrayList;
+import java.util.List;
 import java.util.Stack;
 
-public class TurtleLayer extends Layer {
+/**
+ * Eine Ebene, auf der eine Turtle gesteuert werden kann, die Grafiken plottet.
+ * <p>
+ * Die Turtle verhält sich ähnlich zu ihren Entsprechungen in Logo oder
+ * TigerJython.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class TurtleLayer extends Layer implements Strokeable, Fillable {
 
 	// Rotating by the clock
 	public static final int H1 = 30;
@@ -39,7 +46,7 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 
 	public static final int H12 = 360;
 
-	private static Stack<Color> turtleColors;
+	private final static Stack<Color> turtleColors;
 
 	static {
 		turtleColors = new Stack<>();
@@ -51,9 +58,9 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 		turtleColors.add(Color.BLUE);
 	}
 
-	private Turtle mainTurtle = null;
+	private final Turtle mainTurtle;
 
-	private ArrayList<Turtle> turtles = new ArrayList<Turtle>(6);
+	private final List<Turtle> turtles = new ArrayList<>(6);
 
 	public TurtleLayer() {
 		super();
@@ -117,7 +124,20 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 		}
 	}
 
-	// Begin of delegate methods (auto-generated)
+	// begin of delegate methods (auto-generated)
+
+	@Override
+	public boolean isVisible() {
+		return mainTurtle.isVisible();
+	}
+
+	public void beginPath() {
+		mainTurtle.beginPath();
+	}
+
+	public void closePath() {
+		mainTurtle.closePath();
+	}
 
 	public void fill() {
 		mainTurtle.fill();
@@ -175,100 +195,196 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 		mainTurtle.moveTo(x, y);
 	}
 
-	public Color getFillColor() {
-		return mainTurtle.getFillColor();
+	@Override
+	public void setFill( Paint fill ) {
+		mainTurtle.setFill(fill);
 	}
 
+	@Override
+	public Paint getFill() {
+		return mainTurtle.getFill();
+	}
+
+	@Override
 	public void setFillColor( Color color ) {
 		mainTurtle.setFillColor(color);
 	}
 
-	public void setFillColor( int gray ) {
-		mainTurtle.setFillColor(gray);
-	}
-
-	public void noFill() {
-		mainTurtle.noFill();
-	}
-
-	public void setFillColor( int gray, int alpha ) {
-		mainTurtle.setFillColor(gray, alpha);
-	}
-
-	public void setFillColor( int red, int green, int blue ) {
-		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue);
-	}
-
-	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue, alpha);
-	}
-
-	public void resetFill() {
-		mainTurtle.resetFill();
-	}
-
-	public Color getStrokeColor() {
-		return mainTurtle.getStrokeColor();
+	@Override
+	public Color getFillColor() {
+		return mainTurtle.getFillColor();
 	}
 
+	@Override
 	public void setStrokeColor( Color color ) {
 		mainTurtle.setStrokeColor(color);
 	}
 
-	public void setStrokeColor( int gray ) {
-		mainTurtle.setStrokeColor(gray);
-	}
-
-	public void noStroke() {
-		mainTurtle.noStroke();
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
-		mainTurtle.setStrokeColor(gray, alpha);
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
-		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue);
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue, alpha);
-	}
-
-	public double getStrokeWeight() {
-		return mainTurtle.getStrokeWeight();
-	}
-
+	@Override
 	public void setStrokeWeight( double weight ) {
 		mainTurtle.setStrokeWeight(weight);
 	}
 
+	@Override
 	public Options.StrokeType getStrokeType() {
 		return mainTurtle.getStrokeType();
 	}
 
+	@Override
 	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
 		mainTurtle.setStrokeType(type);
 	}
 
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to, Options.Direction dir ) {
+		mainTurtle.setGradient(from, to, dir);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(from, to);
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasFill() {
+		return mainTurtle.hasFill();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasFillColor() {
+		return mainTurtle.hasFillColor();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasGradient() {
+		return mainTurtle.hasGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( Color color, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(color, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int gray ) {
+		mainTurtle.setFillColor(gray);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int gray, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(gray, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int red, int green, int blue ) {
+		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void noFill() {
+		mainTurtle.noFill();
+	}
+
+	@Override
+	public void resetFill() {
+		mainTurtle.resetFill();
+	}
+
+	@Override
+	public MultipleGradientPaint getGradient() {
+		return mainTurtle.getGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( double fromX, double fromY, Color from, double toX, double toY, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(fromX, fromY, from, toX, toY, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( double centerX, double centerY, double radius, Color from, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(centerX, centerY, radius, from, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void noGradient() {
+		mainTurtle.noGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setStroke( Stroke stroke ) {
+		mainTurtle.setStroke(stroke);
+	}
+
+	@Override
+	public Stroke getStroke() {
+		return mainTurtle.getStroke();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasStroke() {
+		return mainTurtle.hasStroke();
+	}
+
+	@Override
+	public Color getStrokeColor() {
+		return mainTurtle.getStrokeColor();
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( Color color, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(color, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int gray ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(gray);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(gray, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void noStroke() {
+		mainTurtle.noStroke();
+	}
+
+	@Override
 	public void resetStroke() {
 		mainTurtle.resetStroke();
 	}
 
-	public void addPosToPath() {
-		mainTurtle.addPosToPath();
+	@Override
+	public double getStrokeWeight() {
+		return mainTurtle.getStrokeWeight();
 	}
 
-	public void closePath() {
-		mainTurtle.closePath();
-	}
 
-	// End of delegate methods (auto-generated)
+	// end of delegate methods (auto-generated)
 
 
-	public class Turtle extends FilledShape {
+	/**
+	 * Die Turtle der Zeichenmaschine.
+	 */
+	public class Turtle extends BasicDrawable {
 
-		private static final int STD_SIZE = 12;
+		private static final int DEFAULT_SIZE = 12;
 
 		boolean penDown = true;
 
@@ -282,7 +398,31 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 
 		boolean pathOpen = false;
 
-		Turtle() {}
+		/**
+		 * Path-Objekt für die Darstellung der Turtle.
+		 */
+		Path2D.Double turtlePath;
+
+		Turtle() {
+		}
+
+		public boolean isVisible() {
+			return visible;
+		}
+
+		public void beginPath() {
+			pathOpen = false;
+			addPosToPath();
+		}
+
+		public void closePath() {
+			if( pathOpen ) {
+				addPosToPath();
+				path.closePath();
+				path.trimToSize();
+				pathOpen = false;
+			}
+		}
 
 		private void addPosToPath() {
 			if( !pathOpen ) {
@@ -294,53 +434,39 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 			}
 		}
 
-		private void closePath() {
-			if( pathOpen ) {
-				addPosToPath();
-				path.closePath();
-				path.trimToSize();
-				pathOpen = false;
-			}
-		}
-
 		public void fill() {
 			closePath();
 
-			if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
-				drawing.setColor(fillColor.getJavaColor());
+			if( hasFill() ) {
+				drawing.setPaint(getFill());
 				drawing.fill(path);
 			}
 		}
 
-		public boolean isVisible() {
-			return visible;
-		}
-
 		@Override
 		public void draw( Graphics2D graphics ) {
-			/*Shape shape = new RoundRectangle2D.Double(
-				-12, -5, 16, 10, 5, 3
-			);*/
-			Path2D path = new Path2D.Double();
-			path.moveTo(STD_SIZE, 0);
-			path.lineTo(-STD_SIZE, -STD_SIZE/2);
-			path.lineTo(-STD_SIZE, STD_SIZE/2);
-			path.lineTo(STD_SIZE, 0);
+			if( turtlePath == null ) {
+				turtlePath = new Path2D.Double();
+				path.moveTo(DEFAULT_SIZE, 0);
+				path.lineTo(-DEFAULT_SIZE, -DEFAULT_SIZE / 2.0);
+				path.lineTo(-DEFAULT_SIZE, DEFAULT_SIZE / 2.0);
+				path.lineTo(DEFAULT_SIZE, 0);
+			}
 
 			AffineTransform verzerrung = new AffineTransform();
 			verzerrung.translate(position.x, position.y);
 			verzerrung.rotate(Math.toRadians(direction.angle()));
 
-			Shape shape = verzerrung.createTransformedShape(path);
+			java.awt.Shape shape = verzerrung.createTransformedShape(turtlePath);
 
-			if( strokeColor != null ) {
+			if( hasStroke() ) {
 				graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
 			} else {
-				graphics.setColor(STD_STROKECOLOR.getJavaColor());
+				graphics.setColor(DEFAULT_STROKECOLOR.getJavaColor());
 			}
 			graphics.fill(shape);
 			graphics.setColor(Color.BLACK.getJavaColor());
-			graphics.setStroke(createStroke());
+			graphics.setStroke(getStroke());
 			graphics.draw(shape);
 		}
 
@@ -354,9 +480,9 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 			Vector positionStart = position.copy();
 			position.add(Vector.setLength(direction, dist));
 
-			if( penDown && strokeColor != null ) {
+			if( penDown && hasStroke() ) {
 				drawing.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-				drawing.setStroke(createStroke());
+				drawing.setStroke(getStroke());
 				drawing.drawLine((int) positionStart.x, (int) positionStart.y, (int) position.x, (int) position.y);
 			}
 		}
@@ -407,9 +533,9 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 			position.x = x;
 			position.y = y;
 
-			if( penDown && strokeColor != null ) {
+			if( penDown && hasStroke() ) {
 				drawing.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-				drawing.setStroke(createStroke());
+				drawing.setStroke(getStroke());
 				drawing.drawLine((int) x, (int) y, (int) position.x, (int) position.y);
 			}
 		}

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/package-info.java

@@ -0,0 +1,8 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält implementationen der abstrakten
+ * {@link schule.ngb.zm.Layer} Klasse.
+ * <p>
+ * {@code Layer} sind Ebenen, die der {@link schule.ngb.zm.Zeichenleinwand}
+ * hinzugefügt und pro Frame gerendert werden.
+ */
+package schule.ngb.zm.layers;

src/main/java/schule/ngb/zm/media/Audio.java

@@ -0,0 +1,117 @@
+package schule.ngb.zm.media;
+
+/**
+ * Schnittstelle für Audio-Medien.
+ *
+ * <h2>MP3-Dateien verwenden</h2>
+ * Java kann nativ nur Waveform ({@code .wav}) Dateien wiedergeben. Um auch
+ * MP3-Dateien zu nutzen, müssen die Bibliotheken <a href="#">jlayer</a>, <a
+ * href="#">tritonus-share</a> und <a href="#">mp3spi</a> eingebunden werden.
+ * Details zur Verwendung können in der <a
+ * href="https://zeichenmaschine.xyz/installation/#unterstutzung-fur-mp3">Dokumentation
+ * der Zeichenmaschine</a> nachgelesen werden.
+ */
+public interface Audio {
+
+	/**
+	 * @return Die Quelle, aus der das Medium geladen wurde.
+	 */
+	String getSource();
+
+	/**
+	 * Prüft, ob das Medium gerade abgespielt wird.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Medium abgespielt wird, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	boolean isPlaying();
+
+	/**
+	 * Prüft, ob das Medium gerade in einer Schleife abgespielt wird. Wenn
+	 * {@code isLooping() == true} gilt, dann muss auch immer
+	 * {@code isPlaying() == true} gelten.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Medium in einer Schleife abgespielt wird,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
+	boolean isLooping();
+
+	/**
+	 * Legt die Lautstärke des Mediums beim Abspielen fest.
+	 * <p>
+	 * Die Lautstärke wird auf einer linearen Skale festgelegt, wobei 0 kein Ton
+	 * und 1 volle Lautstärke bedeutet. Werte über 1 verstärken den Ton des
+	 * Mediums. Negative Werte setzen die Lautstärke aud 0.
+	 *
+	 * @param volume Die neue Lautstärke zwischen 0 und 1.
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://stackoverflow.com/a/40698149">https://stackoverflow.com/a/40698149</a>
+	 */
+	void setVolume( double volume );
+
+	/**
+	 * Liefert die aktuelle Lautstärke dieses Mediums.
+	 * <p>
+	 * Die Lautstärke wird auf einer linearen Skale angegeben, wobei 0 kein Ton
+	 * und 1 volle Lautstärke bedeutet. Werte über 1 verstärken den Ton des
+	 * Mediums.
+	 *
+	 * @return Die Lautstärke als linear skalierter Wert.
+	 */
+	double getVolume();
+
+	/**
+	 * Startet die Wiedergabe des Mediums. Das Audio-Medium wird einmal
+	 * abgespielt und stoppt dann.
+	 * <p>
+	 * Die Methode beendet sofort und die Wiedergabe erfolgt im Hintergrund.
+	 * Soll die Programmausführung erst nach Wiedergabe des Mediums fortgesetzt
+	 * werden, sollte {@link #playAndWait()} verwendet werden.
+	 * <p>
+	 * Soll die Wiedergabe im Hintergrund ablaufen, aber dennoch auf das Ende
+	 * reagiert werden, kann ein
+	 * {@link #addAudioListener(AudioListener) AudioListener} verwendet werden.
+	 */
+	void play();
+
+	/**
+	 * Startet die Wiedergabe des Mediums und blockiert das Programm, bis die
+	 * Wiedergabe beendet ist.
+	 */
+	void playAndWait();
+
+	/**
+	 * Spielt das Medium in einer kontinuierlichen Schleife ab. Die Methode
+	 * startet die Wiedergabe im Hintergrund und beendet dann sofort. Um die
+	 * Wiedergabe zu stoppen, muss {@link #stop()} aufgerufen werden.
+	 */
+	void loop();
+
+	/**
+	 * Stoppt die Wiedergabe. Wird das Medium gerade nicht abgespielt
+	 * ({@code isPlaying() == false}), dann passiert nichts.
+	 */
+	void stop();
+
+	/**
+	 * Stoppt die Wiedergabe und gibt alle Ressourcen, die für das Medium
+	 * verwendet werden, frei.
+	 */
+	void dispose();
+
+	/**
+	 * Fügt dem Medium das angegebene Objekt als {@code AudioListener} hinzu,
+	 * der bei Start und Stopp der Wiedergabe informiert wird.
+	 *
+	 * @param listener Das Listener-Objekt.
+	 */
+	void addAudioListener( AudioListener listener );
+
+	/**
+	 * Entfernt den angegebenen {@code AudioListener} vom Medium.
+	 *
+	 * @param listener Das Listener-Objekt.
+	 */
+	void removeAudioListener( AudioListener listener );
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/media/AudioListener.java

@@ -0,0 +1,34 @@
+package schule.ngb.zm.media;
+
+import schule.ngb.zm.util.events.Listener;
+
+/**
+ * Interface für Klassen, die auf das starten und stoppen der Wiedergabe von
+ * {@link Audio}-Objekten reagieren möchten.
+ * <p>
+ * Implementierende Klassen können sich bei einem Auido-Objekt mittels
+ * {@link Audio#addAudioListener(AudioListener)} anmelden und werden über die
+ * jeweilige Methode informiert, sobald die Wiedergabe gestartet oder gestoppt
+ * wird.
+ */
+public interface AudioListener extends Listener<Audio> {
+
+	/**
+	 * Wird aufgerufen, sobald die Wiedergabe eines Audio-Mediums startet, dem
+	 * dieses Objekt mittels {@link Audio#addAudioListener(AudioListener)}
+	 * hinzugefügt wurde.
+	 *
+	 * @param source Das Audio-Medium, dessen Wiedergabe gestartet wurde.
+	 */
+	void playbackStarted( Audio source );
+
+	/**
+	 * Wird aufgerufen, sobald die Wiedergabe eines Audio-Mediums stoppt, dem
+	 * dieses Objekt mittels {@link Audio#addAudioListener(AudioListener)}
+	 * hinzugefügt wurde.
+	 *
+	 * @param source Das Audio-Medium, dessen Wiedergabe gestoppt wurde.
+	 */
+	void playbackStopped( Audio source );
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/media/Mixer.java

@@ -0,0 +1,245 @@
+package schule.ngb.zm.media;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
+
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Iterator;
+import java.util.List;
+
+/**
+ * Ein Mixer ist eine Sammlung mehrerer {@link Audio Audio-Medien}, die
+ * gemeinsam kontrolliert werden können.
+ * <p>
+ * Im einfachsten Fall kann die Audio-Gruppe gemeinsam gestartet und gestoppt
+ * werden. Ein Mixer kann die Lautstärke der Medien in Relation zueinander
+ * setzen. Dazu wird jedem Medium ein Faktor mitgegeben. Ein Medium mit dem
+ * Faktor 0.5 ist dann halb so laut wie eines, mit dem Faktor 1.0.
+ * <p>
+ * Darüber hinaus kann ein Mixer Effekte wie einen
+ * {@link #fade(double, int) fadeIn} auf die Medien anwenden.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Mixer implements Audio, AudioListener {
+
+	private List<AudioWrapper> audios;
+
+	private float volume = 0.8f;
+
+	EventDispatcher<Audio, AudioListener> eventDispatcher;
+
+	public Mixer() {
+		this.audios = new ArrayList<>(4);
+	}
+
+	public String getSource() {
+		return "";
+	}
+
+	private AudioWrapper findWrapper( Audio pAudio ) {
+		for( AudioWrapper aw: audios ) {
+			if( aw.audio == pAudio ) {
+				return aw;
+			}
+		}
+		return null;
+	}
+
+	public boolean contains( Audio pAudio ) {
+		return findWrapper(pAudio) != null;
+	}
+
+	public void add( Audio pAudio ) {
+		add(pAudio, 1);
+	}
+
+	/**
+	 * Fügt ein Audio-Objekt dem Mixer mit dem angegebenen Lautstärke-Faktor
+	 * hinzu.
+	 * <p>
+	 * Der Lautstärke-Faktor setzt die Lautstärke des Audio-Objektes relativ zur
+	 * Lautstärke des Mixers. Bei einem Faktor von 1.0 wird die Lautstärke des
+	 * Mixers übernommen. Bei einem Wert von 0.5 wird das Objekt halb so laut
+	 * abgespielt. Auf diese Weise lässt sich die Lautstärke aller Audio-Objekte
+	 * des Mixers gleichzeitig anpassen, während ihre relative Lautstärke
+	 * zueinander gleich bleibt.
+	 *
+	 * @param pAudio Ein Audio-Objekt.
+	 * @param pVolumeFactor Der Lautstärke-Faktor.
+	 */
+	public void add( Audio pAudio, double pVolumeFactor ) {
+		if( !contains(pAudio) ) {
+			audios.add(new AudioWrapper(pAudio, (float) pVolumeFactor));
+		} else {
+			findWrapper(pAudio).volumeFactor = (float) pVolumeFactor;
+		}
+		pAudio.setVolume(pVolumeFactor * volume);
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die das angegebene Audio-Objekt aus dem Mixer. Ist das Objekt
+	 * nicht Teil des Mixers, passiert nichts.
+	 *
+	 * @param pAudio Ein Audio-Objekt.
+	 */
+	public void remove( Audio pAudio ) {
+		Iterator<AudioWrapper> it = audios.listIterator();
+		while( it.hasNext() ) {
+			AudioWrapper aw = it.next();
+			if( aw.audio == pAudio ) {
+				it.remove();
+				break;
+			}
+		}
+	}
+
+	public void removeAll() {
+		audios.clear();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isPlaying() {
+		return audios.stream().anyMatch(aw -> aw.audio.isPlaying());
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isLooping() {
+		return audios.stream().anyMatch(aw -> aw.audio.isLooping());
+	}
+
+	@Override
+	public void setVolume( double volume ) {
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.setVolume(aw.volumeFactor * volume));
+	}
+
+	@Override
+	public double getVolume() {
+		return volume;
+	}
+
+	@Override
+	public void play() {
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.play());
+	}
+
+	@Override
+	public void playAndWait() {
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.play());
+		while( audios.stream().anyMatch(aw -> aw.audio.isPlaying()) ) {
+			try {
+				Thread.sleep(10);
+			} catch( InterruptedException e ) {
+				// Just keep waiting
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void loop() {
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.loop());
+	}
+
+	@Override
+	public void stop() {
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.stop());
+	}
+
+	@Override
+	public void dispose() {
+		if( isPlaying() ) {
+			stop();
+		}
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.dispose());
+	}
+
+	/**
+	 * Ändert die Lautstärke aller hinzugefügten Audiomedien in der angegebenen
+	 * Zeit schrittweise, bis die angegebene Lautstärke erreicht ist.
+	 * <p>
+	 * Zu beachten ist, dass die Lautstärke des Mixers angepasst wird. Das
+	 * bedeutet, dass die Lautstärke der hinzugefügten Medien mit ihrem
+	 * Lautstärkefaktor multipliziert werden. Die Medien haben am Ende also
+	 * nicht unbedingt die Lautstärke {@code to}.
+	 *
+	 * @param to Der Zielwert für die Lautstärke.
+	 * @param time Die Zeit, nach der die Änderung abgeschlossen sein soll.
+	 */
+	public void fade( final double to, final int time ) {
+		TaskRunner.run(new Runnable() {
+			@Override
+			public void run() {
+				final long start = System.currentTimeMillis();
+				double t = 0.0;
+				double from = volume;
+				do {
+					setVolume(Constants.interpolate(from, to, t));
+					t = (double) (System.currentTimeMillis() - start) / (double) time;
+
+					try {
+						Thread.sleep(1000 / Constants.framesPerSecond);
+					} catch( InterruptedException e ) {
+						// Keep waiting
+					}
+				} while( t < 1.0 );
+				setVolume(to);
+			}
+		});
+	}
+
+	@Override
+	public void playbackStarted( Audio source ) {
+		if( eventDispatcher != null ) {
+			eventDispatcher.dispatchEvent("start", Mixer.this);
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void playbackStopped( Audio source ) {
+		if( !isPlaying() ) {
+			if( eventDispatcher != null ) {
+				eventDispatcher.dispatchEvent("stop", Mixer.this);
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void addAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
+	}
+
+	@Override
+	public void removeAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().removeListener(listener);
+	}
+
+	/**
+	 * Interne Methode, um den Listener-Mechanismus zu initialisieren. Wird erst
+	 * aufgerufen, sobald sich auch ein Listener registrieren möchte.
+	 *
+	 * @return
+	 */
+	private EventDispatcher<Audio, AudioListener> initializeEventDispatcher() {
+		if( eventDispatcher == null ) {
+			eventDispatcher = new EventDispatcher<>();
+			eventDispatcher.registerEventType("start", (a,l) -> l.playbackStarted(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("stop", (a,l) -> l.playbackStopped(a));
+		}
+		return eventDispatcher;
+	}
+
+	class AudioWrapper {
+
+		Audio audio;
+
+		float volumeFactor;
+
+		public AudioWrapper( Audio audio, float volumeFactor ) {
+			this.audio = audio;
+			this.volumeFactor = volumeFactor;
+		}
+
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/media/Music.java

@@ -0,0 +1,326 @@
+package schule.ngb.zm.media;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
+import schule.ngb.zm.util.io.ResourceStreamProvider;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
+
+import javax.sound.sampled.*;
+import java.io.IOException;
+import java.net.URL;
+
+/**
+ * Eine Musik, die abgespielt werden kann.
+ * <p>
+ * Im Gegensatz zu einem {@link Sound} wird {@code Music} für längere
+ * Audiodateien benutzt, die zum Beispiel als Hintergrundmusik gespielt werden.
+ * Die Audiodaten werden daher nicht vollständig in den Speicher geladen,
+ * sondern direkt aus der Quelle gestreamt und direkt wiedergegeben.
+ * <p>
+ * Daher ist es nicht möglich, die länge der Musik im Vorfeld abzufragen oder zu
+ * einer bestimmten Stelle im Stream zu springen.
+ *
+ * <h2>MP3-Dateien verwenden</h2>
+ * Java kann nativ nur Waveform ({@code .wav}) Dateien wiedergeben. Um auch
+ * MP3-Dateien zu nutzen, müssen die Bibliotheken <a href="#">jlayer</a>, <a
+ * href="#">tritonus-share</a> und <a href="#">mp3spi</a> eingebunden werden.
+ * Details zur Verwendung können in der <a
+ * href="https://zeichenmaschine.xyz/installation/#unterstutzung-fur-mp3">Dokumentation
+ * der Zeichenmaschine</a> nachgelesen werden.
+ */
+// TODO: Wann sollten Listener beim Loopen informiert werden? Nach jedem Loop oder erst ganz am Ende?
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Music implements Audio {
+
+	/**
+	 * Größe des verwendeten Input-Puffers für die Audiodaten.
+	 */
+	private static final int BUFFER_SIZE = 4096;
+
+
+	/**
+	 * Ob der Sound aktuell abgespielt wird.
+	 */
+	private boolean playing = false;
+
+	/**
+	 * Ob der Sound aktuell in einer Schleife abgespielt wird.
+	 */
+	private boolean looping = false;
+
+	/**
+	 * Die Quelle der Audiodaten.
+	 */
+	private String audioSource;
+
+	/**
+	 * Der {@link AudioInputStream}, um die Audiosdaten zu lesen. {@code null},
+	 * falls noch kein Stream geöffnet wurde.
+	 */
+	private AudioInputStream audioStream;
+
+	/**
+	 * Die {@link SourceDataLine} für die Ausgabe. {@code null}, falls die
+	 * Audiodatei noch nicht geöffnet wurde.
+	 */
+	private SourceDataLine audioLine;
+
+	/**
+	 * Die aktuelle Lautstärke des Mediums.
+	 */
+	private float volume = 0.8f;
+
+	/**
+	 * Dispatcher für Audio-Events (start und stop).
+	 */
+	EventDispatcher<Audio, AudioListener> eventDispatcher;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Musik aus der angegebenen Audioquelle.
+	 *
+	 * @param audioSource Quelle der Audiodaten.
+	 * @throws NullPointerException Falls die Quelle {@code null} ist.
+	 * @see ResourceStreamProvider#getResourceURL(String)
+	 */
+	public Music( String audioSource ) {
+		Validator.requireNotNull(audioSource, "audioSource");
+		this.audioSource = audioSource;
+	}
+
+	@Override
+	public String getSource() {
+		return audioSource;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isPlaying() {
+		return playing;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isLooping() {
+		if( !playing ) {
+			looping = false;
+		}
+		return looping;
+	}
+
+	@Override
+	public void setVolume( double volume ) {
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
+		if( audioLine != null ) {
+			applyVolume();
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public double getVolume() {
+		return volume;
+	}
+
+	/**
+	 * Wendet die Lautstärke vor dem Abspielen auf den Audiostream an.
+	 */
+	private void applyVolume() {
+		FloatControl gainControl =
+			(FloatControl) audioLine.getControl(FloatControl.Type.MASTER_GAIN);
+
+		float vol = 20f * (float) Math.log10(volume);
+		// vol = (float) Constants.limit(vol, gainControl.getMinimum(), gainControl.getMaximum());
+		gainControl.setValue(vol);
+	}
+
+	@Override
+	public void play() {
+		if( openLine() ) {
+			TaskRunner.run(this::stream);
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void playAndWait() {
+		if( openLine() ) {
+			stream();
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void loop() {
+		looping = true;
+		play();
+	}
+
+	@Override
+	public void stop() {
+		playing = false;
+		looping = false;
+		dispose();
+	}
+
+	@Override
+	public synchronized void dispose() {
+		if( audioLine != null ) {
+			if( audioLine.isRunning() ) {
+				playing = false;
+				audioLine.stop();
+			}
+			if( audioLine.isOpen() ) {
+				audioLine.drain();
+				audioLine.close();
+			}
+		}
+		try {
+			if( audioStream != null ) {
+				audioStream.close();
+			}
+		} catch( IOException ex ) {
+		}
+
+		audioLine = null;
+		audioStream = null;
+	}
+
+	/**
+	 * Startet den Stream der Audiodaten und damit die Wiedergabe.
+	 * <p>
+	 * Die {@link #audioLine} muss vorher mit {@link #openLine()} geöffnet
+	 * werden, ansonsten passiert nichts.
+	 */
+	private synchronized void stream() {
+		if( audioLine == null ) {
+			return;
+		}
+
+		audioLine.start();
+		playing = true;
+		if( eventDispatcher != null ) {
+			eventDispatcher.dispatchEvent("start", Music.this);
+		}
+
+		byte[] bytesBuffer = new byte[BUFFER_SIZE];
+		int bytesRead = -1;
+
+		try {
+			while( playing && (bytesRead = audioStream.read(bytesBuffer)) != -1 ) {
+				audioLine.write(bytesBuffer, 0, bytesRead);
+			}
+
+			audioLine.drain();
+			audioLine.stop();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Error while playing Music source <%s>", audioSource);
+		}
+
+		// Wait for the remaining audio to play
+		/*while( audioLine.isRunning() ) {
+			try {
+				Thread.sleep(10);
+			} catch( InterruptedException ex ) {
+				// Just keep waiting ...
+			}
+		}*/
+
+		playing = false;
+		streamingStopped();
+		if( eventDispatcher != null ) {
+			eventDispatcher.dispatchEvent("stop", Music.this);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Öffnet eine {@link SourceDataLine} für die
+	 * {@link #audioSource Audioquelle} und bereitet die Wiedergabe vor. Es wird
+	 * noch nichts abgespielt.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Line geöffnet werden konnte, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	private boolean openLine() {
+		if( audioLine != null ) {
+			return true;
+		}
+
+		try {
+			URL url = ResourceStreamProvider.getResourceURL(audioSource);
+			if( url != null ) {
+				final AudioInputStream inStream = AudioSystem.getAudioInputStream(url);
+				AudioFormat format = inStream.getFormat();
+
+				final int ch = format.getChannels();
+				final float rate = format.getSampleRate();
+				AudioFormat outFormat = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, rate, 16, ch, ch * 2, rate, false);
+
+				DataLine.Info info = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, outFormat);
+
+				audioLine = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(info);
+				audioLine.open(outFormat);
+				applyVolume();
+
+				audioStream = AudioSystem.getAudioInputStream(outFormat, inStream);
+				return true;
+			} else {
+				LOG.warn("Sound source <%s> could not be played: No audio source found.", audioSource);
+			}
+		} catch( UnsupportedAudioFileException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: The specified audio file is not supported.", audioSource);
+		} catch( LineUnavailableException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: Audio line for playing back is unavailable.", audioSource);
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: Error playing the audio file.", audioSource);
+		}
+		return false;
+	}
+
+	/**
+	 * Wird aufgerufen, wenn die Wiedergabe beendet wurde. Entweder durch einen
+	 * Aufruf von {@link #stop()} oder weil keine Audiodaten mehr vorhanden
+	 * sind.
+	 * <p>
+	 * Nach dem Ende des Streams wird {@link #dispose()} aufgerufen und, falls
+	 * das Musikstück in einer Schleife abgespielt wird, der Stream direkt
+	 * wieder gestartet.
+	 */
+	private void streamingStopped() {
+		dispose();
+
+		if( looping ) {
+			if( openLine() ) {
+				stream();
+			} else {
+				playing = false;
+				looping = false;
+			}
+		} else {
+			playing = false;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void addAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
+	}
+
+	@Override
+	public void removeAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().removeListener(listener);
+	}
+
+	/**
+	 * Interne Methode, um den Listener-Mechanismus zu initialisieren. Wird erst
+	 * aufgerufen, sobald sich der erste Listener anmelden möchte.
+	 *
+	 * @return Der {@code EventDispatcher} für dieses Objekt.
+	 */
+	private EventDispatcher<Audio, AudioListener> initializeEventDispatcher() {
+		if( eventDispatcher == null ) {
+			eventDispatcher = new EventDispatcher<>();
+			eventDispatcher.registerEventType("start", ( a, l ) -> l.playbackStarted(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("stop", ( a, l ) -> l.playbackStopped(a));
+		}
+		return eventDispatcher;
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(Music.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/media/Sound.java

@@ -0,0 +1,349 @@
+package schule.ngb.zm.media;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
+import schule.ngb.zm.util.io.ResourceStreamProvider;
+
+import javax.sound.sampled.*;
+import java.io.IOException;
+import java.net.URL;
+
+/**
+ * Ein kurzer Soundclip, der mehrmals wiederverwendet werden kann.
+ * <p>
+ * In Spielen und anderen Projekten gibt es oftmals eine Reihe kurzer
+ * Soundclips, die zusammen mit bestimmten Aktionen wiedergegeben werden (zum
+ * Beispiel, wenn die Spielfigur springt, wenn zwei Objekte kollidieren, usw.).
+ * Sounds werden vollständig in den Speicher geladen und können immer wieder,
+ * als Schleife oder auch nur Abschnittsweise, abgespielt werden.
+ * <p>
+ * Für längere Musikstücke (beispielsweise Hintergrundmusik) bietet sich eher
+ * die Klasse {@link Music} an.
+ *
+ * <h2>MP3-Dateien verwenden</h2>
+ * Java kann nativ nur Waveform ({@code .wav}) Dateien wiedergeben. Um auch
+ * MP3-Dateien zu nutzen, müssen die Bibliotheken <a href="#">jlayer</a>, <a
+ * href="#">tritonus-share</a> und <a href="#">mp3spi</a> eingebunden werden.
+ * Details zur Verwendung können in der <a
+ * href="https://zeichenmaschine.xyz/installation/#unterstutzung-fur-mp3">Dokumentation
+ * der Zeichenmaschine</a> nachgelesen werden.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Sound implements Audio {
+
+	/**
+	 * Ob der Sound aktuell abgespielt wird.
+	 */
+	private boolean playing = false;
+
+	/**
+	 * Ob der Sound aktuell in einer Schleife abgespielt wird.
+	 */
+	private boolean looping = false;
+
+	/**
+	 * Die Quelle der Audiodaten.
+	 */
+	private String audioSource;
+
+	/**
+	 * Der Clip, falls er schon geladen wurde. Ansonsten {@code null}.
+	 */
+	private Clip audioClip;
+
+	/**
+	 * Ob die Ressourcen des Clips im Speicher nach dem nächsten Abspielen
+	 * freigegeben werden sollen.
+	 */
+	private boolean disposeAfterPlay = false;
+
+	/**
+	 * Die aktuelle Lautstärke des Clips.
+	 */
+	private float volume = 0.8f;
+
+	/**
+	 * Dispatcher für Audio-Events (start und stop).
+	 */
+	EventDispatcher<Audio, AudioListener> eventDispatcher;
+
+	/**
+	 * Erstellt einen Sound aus der angegebene Quelle.
+	 *
+	 * @param source Quelle der Audiodaten.
+	 * @throws NullPointerException Falls die Quelle {@code null} ist.
+	 * @see ResourceStreamProvider#getResourceURL(String)
+	 */
+	public Sound( String source ) {
+		Validator.requireNotNull(source, "source");
+		this.audioSource = source;
+	}
+
+	@Override
+	public String getSource() {
+		return audioSource;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isPlaying() {
+		// return audioClip != null && audioClip.isRunning();
+		return playing;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isLooping() {
+		if( !playing ) {
+			looping = false;
+		}
+		return looping;
+	}
+
+	@Override
+	public void setVolume( double volume ) {
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
+		if( audioClip != null ) {
+			applyVolume();
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public double getVolume() {
+		return volume;
+	}
+
+	/**
+	 * Wendet die Lautstärke vor dem Abspielen auf den Clip an.
+	 */
+	private void applyVolume() {
+		FloatControl gainControl =
+			(FloatControl) audioClip.getControl(FloatControl.Type.MASTER_GAIN);
+
+		float vol = 20f * (float) Math.log10(volume);
+		// vol = (float) Constants.limit(vol, gainControl.getMinimum(), gainControl.getMaximum());
+		gainControl.setValue(vol);
+	}
+
+	@Override
+	public void stop() {
+		looping = false;
+		if( audioClip.isRunning() ) {
+			audioClip.stop();
+		}
+		playing = false;
+	}
+
+	@Override
+	public void play() {
+		if( this.openClip() ) {
+			audioClip.start();
+			playing = true;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void playAndWait() {
+		this.play();
+
+		long audioLen = audioClip.getMicrosecondLength();
+		while( playing ) {
+			try {
+				long ms = (audioLen - audioClip.getMicrosecondPosition()) / 1000L;
+				Thread.sleep(ms);
+			} catch( InterruptedException ex ) {
+				// Ignore
+			}
+		}
+
+		audioClip.close();
+	}
+
+	/**
+	 * Spielt den Sound einmal ab und gibt danach alle Ressourcen des Clips
+	 * frei.
+	 * <p>
+	 * Der Aufruf ist effektiv gleich zu
+	 * <pre><code>
+	 * clip.playAndWait();
+	 * clip.dispose();
+	 * </code></pre>
+	 * allerdings wird der aufrufende Thread nicht blockiert und
+	 * {@link #dispose()} automatisch am Ende aufgerufen.
+	 */
+	public void playOnce() {
+		disposeAfterPlay = true;
+		play();
+	}
+
+	/**
+	 * Spielt den Sound einmal ab und gibt danach alle Ressourcen des Clips
+	 * frei.
+	 * <p>
+	 * Der Aufruf entspricht
+	 * <pre><code>
+	 * clip.playAndWait();
+	 * clip.dispose();
+	 * </code></pre>
+	 */
+	public void playOnceAndWait() {
+		disposeAfterPlay = true;
+		playAndWait();
+	}
+
+	@Override
+	public void loop() {
+		loop(Clip.LOOP_CONTINUOUSLY);
+	}
+
+	/**
+	 * Wiederholt den Sound die angegebene Anzahl an Wiederholungen und stoppt
+	 * die Wiedergabe dann.
+	 * <p>
+	 * Wird {@code count} auf {@link Clip#LOOP_CONTINUOUSLY} gesetzt (-1), wird
+	 * der Clip unendlich oft wiederholt. Der Aufruf entspricht dann
+	 * {@link #loop()}.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Wiederholungen.
+	 */
+	public void loop( int count ) {
+		if( count > 0 ) {
+			int loopCount = count;
+			if( loopCount != Clip.LOOP_CONTINUOUSLY ) {
+				if( loopCount <= 0 ) {
+					return;
+				}
+				// Adjust Number of loops
+				loopCount -= 1;
+			}
+			if( openClip() ) {
+				looping = true;
+				audioClip.loop(loopCount);
+				playing = true;
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public synchronized void dispose() {
+		if( audioClip != null ) {
+			if( audioClip.isRunning() ) {
+				stop();
+			}
+			audioClip.close();
+			audioClip = null;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt, falls nötig, den {@link Clip} für die
+	 * {@link #audioSource Audioquelle}.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn der Clip geöffnet werden konnte, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	private synchronized boolean openClip() {
+		if( audioClip != null ) {
+			audioClip.setFramePosition(0);
+			return true;
+		}
+
+		try {
+			URL url = ResourceStreamProvider.getResourceURL(audioSource);
+			if( url != null ) {
+				final AudioInputStream audioStream = AudioSystem.getAudioInputStream(url);
+				AudioFormat format = audioStream.getFormat();
+				DataLine.Info info = new DataLine.Info(Clip.class, format);
+
+				audioClip = (Clip) AudioSystem.getLine(info);
+				audioClip.addLineListener(new LineListener() {
+					@Override
+					public void update( LineEvent event ) {
+						if( event.getType() == LineEvent.Type.START ) {
+							if( eventDispatcher != null ) {
+								eventDispatcher.dispatchEvent("start", Sound.this);
+							}
+						} else if( event.getType() == LineEvent.Type.STOP ) {
+							playbackStopped();
+						}
+					}
+				});
+				audioClip.open(audioStream);
+				applyVolume();
+				return true;
+			} else {
+				LOG.warn("Sound source <%s> could not be played: No audio source found.", audioSource);
+			}
+		} catch( UnsupportedAudioFileException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: The specified audio file is not supported.", audioSource);
+		} catch( LineUnavailableException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: Audio line for playing back is unavailable.", audioSource);
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.warn(ex, "Sound source <%s> could not be played: Error playing the audio file.", audioSource);
+		}
+		return false;
+	}
+
+	/*@Override
+	public void update( LineEvent event ) {
+		LineEvent.Type type = event.getType();
+
+		if( type == LineEvent.Type.START ) {
+			playing = true;
+		} else if( type == LineEvent.Type.STOP ) {
+			playing = false;
+			if( disposeAfterPlay ) {
+				this.dispose();
+				disposeAfterPlay = false;
+			}
+		}
+	}*/
+
+	/**
+	 * Wird aufgerufen, wenn die Wiedergabe beendet wurde. Entweder durch einen
+	 * Aufruf von {@link #stop()} oder, weil die Wiedergabe nach
+	 * {@link #playOnce()} beendet wurde.
+	 * <p>
+	 * Falls {@link #disposeAfterPlay} gesetzt ist, wird nach dem Ende der
+	 * Wiedergabe {@link #dispose()} aufgerufen.
+	 */
+	private void playbackStopped() {
+		playing = false;
+
+		if( eventDispatcher != null ) {
+			eventDispatcher.dispatchEvent("stop", Sound.this);
+		}
+
+		if( disposeAfterPlay ) {
+			this.dispose();
+			disposeAfterPlay = false;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void addAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
+	}
+
+	@Override
+	public void removeAudioListener( AudioListener listener ) {
+		initializeEventDispatcher().removeListener(listener);
+	}
+
+	/**
+	 * Interne Methode, um den Listener-Mechanismus zu initialisieren. Wird erst
+	 * aufgerufen, sobald sich der erste Listener anmelden möchte.
+	 *
+	 * @return Der {@code EventDispatcher} für dieses Objekt.
+	 */
+	private EventDispatcher<Audio, AudioListener> initializeEventDispatcher() {
+		if( eventDispatcher == null ) {
+			eventDispatcher = new EventDispatcher<>();
+			eventDispatcher.registerEventType("start", ( a, l ) -> l.playbackStarted(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("stop", ( a, l ) -> l.playbackStopped(a));
+		}
+		return eventDispatcher;
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(Sound.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/media/package-info.java

@@ -0,0 +1,7 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Klassen zur Einbettung von Mediendateien.
+ * <p>
+ * Mit Medien sind vor allem Audio und Videodateien gemeint. Aktuell kann die
+ * Zeichenmaschine Audiodateien verwenden.
+ */
+package schule.ngb.zm.media;

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/DoubleMatrix.java

@@ -0,0 +1,337 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * Eine einfache Implementierung der {@link MLMatrix} zur Verwendung in
+ * {@link NeuralNetwork}s.
+ * <p>
+ * Diese Klasse stellt die interne Implementierung der Matrixoperationen dar,
+ * die zur Berechnung der Gewichte in einem {@link NeuronLayer} notwendig sind.
+ * <p>
+ * Die Klasse ist nur minimal optimiert und sollte nur für kleine Netze
+ * verwendet werden. Für größere Netze sollte auf eine der optionalen
+ * Bibliotheken wie
+ * <a href="https://dst.lbl.gov/ACSSoftware/colt/">Colt</a> zurückgegriffen
+ * werden.
+ */
+public final class DoubleMatrix implements MLMatrix {
+
+	/**
+	 * Anzahl Zeilen der Matrix.
+	 */
+	private int rows;
+
+	/**
+	 * Anzahl Spalten der Matrix.
+	 */
+	private int columns;
+
+	/**
+	 * Die Koeffizienten der Matrix.
+	 * <p>
+	 * Um den Overhead bei Speicher und Zugriffszeiten von zweidimensionalen
+	 * Arrays zu vermeiden wird ein eindimensionales Array verwendet und die
+	 * Indizes mit Spaltenpriorität berechnet. Der Index i des Koeffizienten
+	 * {@code r,c} in Zeile {@code r} und Spalte {@code c} wird bestimmt durch
+	 * <pre>
+	 * i = c * rows + r
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Die Werte einer Spalte liegen also hintereinander im Array. Dies sollte
+	 * einen leichten Vorteil bei der {@link #colSums() Spaltensummen} geben.
+	 * Generell sollte eine Iteration über die Matrix der Form
+	 * <pre><code>
+	 * for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+	 *     for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+	 *         // ...
+	 *     }
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 * etwas schneller sein als
+	 * <pre><code>
+	 * for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+	 *     for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+	 *         // ...
+	 *     }
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 */
+	double[] coefficients;
+
+	public DoubleMatrix( int rows, int cols ) {
+		this.rows = rows;
+		this.columns = cols;
+		coefficients = new double[rows * cols];
+	}
+
+	public DoubleMatrix( double[][] coefficients ) {
+		this.rows = coefficients.length;
+		this.columns = coefficients[0].length;
+		this.coefficients = new double[rows * columns];
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				this.coefficients[idx(i, j)] = coefficients[i][j];
+			}
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Initialisiert diese Matrix als Kopie der angegebenen Matrix.
+	 *
+	 * @param other Die zu kopierende Matrix.
+	 */
+	public DoubleMatrix( DoubleMatrix other ) {
+		this.rows = other.rows();
+		this.columns = other.columns();
+		this.coefficients = new double[rows * columns];
+		System.arraycopy(
+			other.coefficients, 0,
+			this.coefficients, 0,
+			rows * columns);
+	}
+
+	@Override
+	public int columns() {
+		return columns;
+	}
+
+	@Override
+	public int rows() {
+		return rows;
+	}
+
+	int idx( int r, int c ) {
+		return c * rows + r;
+	}
+
+	@Override
+	public double get( int row, int col ) {
+		try {
+			return coefficients[idx(row, col)];
+		} catch( ArrayIndexOutOfBoundsException ex ) {
+			throw new IllegalArgumentException("No element at row=" + row + ", column=" + col, ex);
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix set( int row, int col, double value ) {
+		try {
+			coefficients[idx(row, col)] = value;
+		} catch( ArrayIndexOutOfBoundsException ex ) {
+			throw new IllegalArgumentException("No element at row=" + row + ", column=" + col, ex);
+		}
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix initializeRandom() {
+		return initializeRandom(-1.0, 1.0);
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix initializeRandom( double lower, double upper ) {
+		applyInPlace(( d ) -> ((upper - lower) * Constants.random()) + lower);
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix initializeOne() {
+		applyInPlace(( d ) -> 1.0);
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix initializeZero() {
+		applyInPlace(( d ) -> 0.0);
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix duplicate() {
+		return new DoubleMatrix(this);
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix multiplyTransposed( MLMatrix B ) {
+		/*return new DoubleMatrix(IntStream.range(0, rows).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, B.rows()).mapToDouble(
+				( j ) -> IntStream.range(0, columns).mapToDouble(
+					( k ) -> get(i, k) * B.get(j, k)
+				).sum()
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new));*/
+		DoubleMatrix result = new DoubleMatrix(rows, B.rows());
+		for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < B.rows(); j++ ) {
+				result.coefficients[result.idx(i, j)] = 0.0;
+				for( int k = 0; k < columns; k++ ) {
+					result.coefficients[result.idx(i, j)] += get(i, k) * B.get(j, k);
+				}
+			}
+		}
+		return result;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix multiplyAddBias( final MLMatrix B, final MLMatrix C ) {
+		/*return new DoubleMatrix(IntStream.range(0, rows).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, B.columns()).mapToDouble(
+				( j ) -> IntStream.range(0, columns).mapToDouble(
+					( k ) -> get(i, k) * B.get(k, j)
+				).sum() + C.get(0, j)
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new));*/
+		DoubleMatrix result = new DoubleMatrix(rows, B.columns());
+		for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < B.columns(); j++ ) {
+				result.coefficients[result.idx(i, j)] = 0.0;
+				for( int k = 0; k < columns; k++ ) {
+					result.coefficients[result.idx(i, j)] += get(i, k) * B.get(k, j);
+				}
+				result.coefficients[result.idx(i, j)] += C.get(0, j);
+			}
+		}
+		return result;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix transposedMultiplyAndScale( final MLMatrix B, final double scalar ) {
+		/*return new DoubleMatrix(IntStream.range(0, columns).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, B.columns()).mapToDouble(
+				( j ) -> IntStream.range(0, rows).mapToDouble(
+					( k ) -> get(k, i) * B.get(k, j) * scalar
+				).sum()
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new));*/
+		DoubleMatrix result = new DoubleMatrix(columns, B.columns());
+		for( int i = 0; i < columns; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < B.columns(); j++ ) {
+				result.coefficients[result.idx(i, j)] = 0.0;
+				for( int k = 0; k < rows; k++ ) {
+					result.coefficients[result.idx(i, j)] += get(k, i) * B.get(k, j);
+				}
+				result.coefficients[result.idx(i, j)] *= scalar;
+			}
+		}
+		return result;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix add( MLMatrix B ) {
+		/*return new DoubleMatrix(IntStream.range(0, rows).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, columns).mapToDouble(
+				( j ) -> get(i, j) + B.get(i, j)
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new));*/
+		DoubleMatrix sum = new DoubleMatrix(rows, columns);
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				sum.coefficients[idx(i, j)] = coefficients[idx(i, j)] + B.get(i, j);
+			}
+		}
+		return sum;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix addInPlace( MLMatrix B ) {
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				coefficients[idx(i, j)] += B.get(i, j);
+			}
+		}
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix sub( MLMatrix B ) {
+		/*return new DoubleMatrix(IntStream.range(0, rows).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, columns).mapToDouble(
+				( j ) -> get(i, j) - B.get(i, j)
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new));*/
+		DoubleMatrix diff = new DoubleMatrix(rows, columns);
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				diff.coefficients[idx(i, j)] = coefficients[idx(i, j)] - B.get(i, j);
+			}
+		}
+		return diff;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix colSums() {
+		/*DoubleMatrix colSums = new DoubleMatrix(1, columns);
+		colSums.coefficients = IntStream.range(0, columns).parallel().mapToDouble(
+			( j ) -> IntStream.range(0, rows).mapToDouble(
+				( i ) -> get(i, j)
+			).sum()
+		).toArray();
+		return colSums;*/
+		DoubleMatrix colSums = new DoubleMatrix(1, columns);
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			colSums.coefficients[j] = 0.0;
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				colSums.coefficients[j] += coefficients[idx(i, j)];
+			}
+		}
+		return colSums;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix scaleInPlace( final double scalar ) {
+		for( int i = 0; i < coefficients.length; i++ ) {
+			coefficients[i] *= scalar;
+		}
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix scaleInPlace( final MLMatrix S ) {
+		for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+				coefficients[idx(i, j)] *= S.get(i, j);
+			}
+		}
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix apply( DoubleUnaryOperator op ) {
+		DoubleMatrix result = new DoubleMatrix(rows, columns);
+		for( int i = 0; i < coefficients.length; i++ ) {
+			result.coefficients[i] = op.applyAsDouble(coefficients[i]);
+		}
+		return result;
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix applyInPlace( DoubleUnaryOperator op ) {
+		for( int i = 0; i < coefficients.length; i++ ) {
+			coefficients[i] = op.applyAsDouble(coefficients[i]);
+		}
+		return this;
+	}
+
+	@Override
+	public String toString() {
+		StringBuilder sb = new StringBuilder();
+		sb.append(rows);
+		sb.append(" x ");
+		sb.append(columns);
+		sb.append(" Matrix");
+		sb.append('\n');
+		for( int i = 0; i < rows; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < columns; j++ ) {
+				sb.append(get(i, j));
+				if( j < columns - 1 )
+					sb.append(' ');
+			}
+			sb.append('\n');
+		}
+		return sb.toString();
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/MLMath.java

@@ -0,0 +1,183 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import java.util.Arrays;
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+import java.util.stream.IntStream;
+
+// See https://github.com/wheresvic/neuralnet
+public final class MLMath {
+
+	public static double sigmoid( double x ) {
+		return 1 / (1 + Math.exp(-x));
+	}
+
+	public static double sigmoidDerivative( double x ) {
+		return x * (1 - x);
+	}
+
+	public static double tanh( double x ) {
+		return Math.tanh(x);
+	}
+
+	public static double tanhDerivative( double x ) {
+		return 1 - Math.tanh(x) * Math.tanh(x);
+	}
+
+
+	public static double[] normalize( double[] vector ) {
+		final double sum = Arrays.stream(vector).sum();
+		return Arrays.stream(vector).map(( d ) -> d / sum).toArray();
+	}
+
+	public static double[][] matrixMultiply( double[][] A, double[][] B ) {
+		int a = A.length, b = A[0].length, c = B[0].length;
+		if( B.length != b ) {
+			throw new IllegalArgumentException(
+				String.format("Matrix A needs equal columns to matrix B rows. (Currently <%d> vs <%d>)", a, B.length)
+			);
+		}
+
+		return IntStream.range(0, a).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, c).mapToDouble(
+				( j ) -> IntStream.range(0, b).mapToDouble(
+					( k ) -> A[i][k] * B[k][j]
+				).sum()
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] matrixScale( final double[][] A, final double[][] S ) {
+		if( A.length != S.length || A[0].length != S[0].length ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Matrices need to be same size.");
+		}
+
+		return IntStream.range(0, A.length).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, A[i].length).mapToDouble(
+				( j ) -> A[i][j] * S[i][j]
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] matrixSub( double[][] A, double[][] B ) {
+		if( A.length != B.length || A[0].length != B[0].length ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Cannot subtract unequal matrices");
+		}
+
+		return IntStream.range(0, A.length).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, A[i].length).mapToDouble(
+				( j ) -> A[i][j] - B[i][j]
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] matrixAdd( double[][] A, double[][] B ) {
+		if( A.length != B.length || A[0].length != B[0].length ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Cannot add unequal matrices");
+		}
+
+		return IntStream.range(0, A.length).parallel().mapToObj(
+			( i ) -> IntStream.range(0, A[i].length).mapToDouble(
+				( j ) -> A[i][j] + B[i][j]
+			).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] matrixTranspose( double[][] matrix ) {
+		int a = matrix.length, b = matrix[0].length;
+
+		double[][] result = new double[matrix[0].length][matrix.length];
+		for( int i = 0; i < a; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < b; ++j ) {
+				result[j][i] = matrix[i][j];
+			}
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	public static double[][] matrixApply( double[][] A, DoubleUnaryOperator op ) {
+		return Arrays.stream(A).parallel().map(
+			( arr ) -> Arrays.stream(arr).map(op).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] copyMatrix( double[][] matrix ) {
+		/*return Arrays.stream(matrix).map(
+			(arr) -> Arrays.copyOf(arr, arr.length)
+		).toArray(double[][]::new);*/
+
+		double[][] result = new double[matrix.length][matrix[0].length];
+		for( int i = 0; i < matrix.length; i++ ) {
+			result[i] = Arrays.copyOf(matrix[i], matrix[i].length);
+		}
+		return result;
+	}
+
+	public static double[] toVector( double[][] matrix ) {
+		return Arrays.stream(matrix).mapToDouble(
+			( arr ) -> arr[0]
+		).toArray();
+	}
+
+	public static double[][] toMatrix( double[] vector ) {
+		return Arrays.stream(vector).mapToObj(
+			( d ) -> new double[]{d}
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public static double entropy(double[][] A, double[][] Y, int batch_size) {
+		int m = A.length;
+		int n = A[0].length;
+		double[][] z = new double[m][n];
+
+		for (int i = 0; i < m; i++) {
+			for (int j = 0; j < n; j++) {
+				z[i][j] = (Y[i][j] * Math.log(A[i][j])) + ((1 - Y[i][j]) * Math.log(1 - A[i][j]));
+			}
+		}
+
+		double sum = 0;
+		for (int i = 0; i < m; i++) {
+			for (int j = 0; j < n; j++) {
+				sum += z[i][j];
+			}
+		}
+		return -sum / batch_size;
+	}
+
+	public static double[][] biasAdd( double[][] A, double[] V ) {
+		if( A[0].length != V.length ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Can't add bias vector to matrix with wrong column count");
+		}
+
+		double[][] result = new double[A.length][A[0].length];
+		for( int j = 0; j < A[0].length; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < A.length; i++ ) {
+				result[i][j] = A[i][j] + V[j];
+			}
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	public static double[] biasAdjust( double[] biases, double[][] delta ) {
+		if( biases.length != delta[0].length ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Can't add adjust bias vector by delta with wrong column count");
+		}
+
+		double[] result = new double[biases.length];
+		for( int j = 0; j < delta[0].length; j++ ) {
+			for( int i = 0; i < delta.length; i++ ) {
+				result[j] += biases[j] - delta[i][j];
+			}
+			result[j] /= delta.length;
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	private MLMath() {
+
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/MLMatrix.java

@@ -0,0 +1,316 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * Interface für Matrizen, die in {@link NeuralNetwork} Klassen verwendet
+ * werden.
+ * <p>
+ * Eine implementierende Klasse muss generell zwei Konstruktoren bereitstellen:
+ * <ol>
+ * <li> {@code MLMatrix(int rows, int columns)} erstellt eine Matrix mit den
+ * 		angegebenen Dimensionen und setzt alle Koeffizienten auf 0.
+ * <li> {@code MLMatrix(double[][] coefficients} erstellt eine Matrix mit der
+ * 		durch das Array gegebenen Dimensionen und setzt die Werte auf die
+ * 		jeweiligen Werte des Arrays.
+ * </ol>
+ * <p>
+ * Das Interface ist nicht dazu gedacht eine allgemeine Umsetzung für
+ * Matrizen-Algebra abzubilden, sondern soll gezielt die im Neuralen Netzwerk
+ * verwendeten Algorithmen umsetzen. Einerseits würde eine ganz allgemeine
+ * Matrizen-Klasse nicht im Rahmen der Zeichenmaschine liegen und auf der
+ * anderen Seite bietet eine Konzentration auf die verwendeten Algorithmen mehr
+ * Spielraum zur Optimierung.
+ * <p>
+ * Intern wird das Interface von {@link DoubleMatrix} implementiert. Die Klasse
+ * ist eine weitestgehend naive Implementierung der Algorithmen mit kleineren
+ * Optimierungen. Die Verwendung eines generalisierten Interfaces erlaubt aber
+ * zukünftig die optionale Integration spezialisierterer Algebra-Bibliotheken
+ * wie
+ * <a href="https://dst.lbl.gov/ACSSoftware/colt/">Colt</a>, um auch große
+ * Netze effizient berechnen zu können.
+ */
+public interface MLMatrix {
+
+	/**
+	 * Die Anzahl der Spalten der Matrix.
+	 *
+	 * @return Spaltenzahl.
+	 */
+	int columns();
+
+	/**
+	 * Die Anzahl der Zeilen der Matrix.
+	 *
+	 * @return Zeilenzahl.
+	 */
+	int rows();
+
+	/**
+	 * Gibt den Wert an der angegebenen Stelle der Matrix zurück.
+	 *
+	 * @param row Die Spaltennummer zwischen 0 und {@code rows()-1}.
+	 * @param col Die Zeilennummer zwischen 0 und {@code columns()-1}
+	 * @return Den Koeffizienten in der Zeile {@code row} und der Spalte
+	 *    {@code col}.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code row >= rows()} oder
+	 *                                  {@code col >= columns()}.
+	 */
+	double get( int row, int col ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Setzt den Wert an der angegebenen Stelle der Matrix.
+	 *
+	 * @param row Die Spaltennummer zwischen 0 und {@code rows()-1}.
+	 * @param col Die Zeilennummer zwischen 0 und {@code columns()-1}
+	 * @param value Der neue Wert.
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining).
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code row >= rows()} oder
+	 *                                  {@code col >= columns()}.
+	 */
+	MLMatrix set( int row, int col, double value ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Setzt jeden Wert in der Matrix auf eine Zufallszahl zwischen -1 und 1.
+	 * <p>
+	 * Nach Möglichkeit sollte der
+	 * {@link schule.ngb.zm.Constants#random(int, int) Zufallsgenerator der
+	 * Zeichenmaschine} verwendet werden.
+	 *
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining).
+	 */
+	MLMatrix initializeRandom();
+
+	/**
+	 * Setzt jeden Wert in der Matrix auf eine Zufallszahl innerhalb der
+	 * angegebenen Grenzen.
+	 * <p>
+	 * Nach Möglichkeit sollte der
+	 * {@link schule.ngb.zm.Constants#random(int, int) Zufallsgenerator der
+	 * Zeichenmaschine} verwendet werden.
+	 *
+	 * @param lower Untere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param upper Obere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining).
+	 */
+	MLMatrix initializeRandom( double lower, double upper );
+
+	/**
+	 * Setzt alle Werte der Matrix auf 1.
+	 *
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining).
+	 */
+	MLMatrix initializeOne();
+
+	/**
+	 * Setzt alle Werte der Matrix auf 0.
+	 *
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining).
+	 */
+	MLMatrix initializeZero();
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix {@code C} mit dem Ergebnis der Matrixoperation
+	 * <pre>
+	 * C = this . B + V'
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code this} dieses Matrixobjekt ist und {@code .} für die
+	 * Matrixmultiplikation steht. {@code V'} ist die Matrix {@code V}
+	 * {@code rows()}-mal untereinander wiederholt.
+	 * <p>
+	 * Wenn diese Matrix die Dimension r x c hat, dann muss die Matrix {@code B}
+	 * die Dimension c x m haben und {@code V} eine 1 x m Matrix sein. Die
+	 * Matrix {@code V'} hat also die Dimension r x m, ebenso wie das Ergebnis
+	 * der Operation.
+	 *
+	 * @param B Eine {@code columns()} x m Matrix mit der Multipliziert wird.
+	 * @param V Eine 1 x {@code B.columns()} Matrix mit den Bias-Werten.
+	 * @return Eine {@code rows()} x m Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.columns() != B.rows()} oder
+	 *                                  {@code B.columns() != V.columns()} oder
+	 *                                  {@code V.rows() != 1}.
+	 */
+	MLMatrix multiplyAddBias( MLMatrix B, MLMatrix V ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix {@code C} mit dem Ergebnis der Matrixoperation
+	 * <pre>
+	 * C = this . t(B)
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code this} dieses Matrixobjekt ist, {@code t(B)} die
+	 * Transposition der Matrix {@code B} ist und {@code .} für die
+	 * Matrixmultiplikation steht.
+	 * <p>
+	 * Wenn diese Matrix die Dimension r x c hat, dann muss die Matrix {@code B}
+	 * die Dimension m x c haben und das Ergebnis ist eine r x m Matrix.
+	 *
+	 * @param B Eine m x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Eine {@code rows()} x m Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.columns() != B.columns()}.
+	 */
+	MLMatrix multiplyTransposed( MLMatrix B ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix {@code C} mit dem Ergebnis der Matrixoperation
+	 * <pre>
+	 * C = t(this) . B * scalar
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code this} dieses Matrixobjekt ist, {@code t(this)} die
+	 * Transposition dieser Matrix ist und {@code .} für die
+	 * Matrixmultiplikation steht. {@code *} bezeichnet die
+	 * Skalarmultiplikation, bei der jeder Wert der Matrix mit {@code scalar}
+	 * multipliziert wird.
+	 * <p>
+	 * Wenn diese Matrix die Dimension r x c hat, dann muss die Matrix {@code B}
+	 * die Dimension r x m haben und das Ergebnis ist eine c x m Matrix.
+	 *
+	 * @param B Eine m x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Eine {@code rows()} x m Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.rows() != B.rows()}.
+	 */
+	MLMatrix transposedMultiplyAndScale( MLMatrix B, double scalar ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix {@code C} mit dem Ergebnis der komponentenweisen
+	 * Matrix-Addition
+	 * <pre>
+	 * C = this + B
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code this} dieses Matrixobjekt ist. Für ein Element {@code C_ij}
+	 * in {@code C} gilt
+	 * <pre>
+	 * C_ij = A_ij + B_ij
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Die Matrix {@code B} muss dieselbe Dimension wie diese Matrix haben.
+	 *
+	 * @param B Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.rows() != B.rows()} oder
+	 *                                  {@code this.columns() != B.columns()}.
+	 */
+	MLMatrix add( MLMatrix B ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Setzt diese Matrix auf das Ergebnis der komponentenweisen
+	 * Matrix-Addition
+	 * <pre>
+	 * A' = A + B
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code A} dieses Matrixobjekt ist und {@code A'} diese Matrix nach
+	 * der Operation. Für ein Element {@code A'_ij} in {@code A'} gilt
+	 * <pre>
+	 * A'_ij = A_ij + B_ij
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Die Matrix {@code B} muss dieselbe Dimension wie diese Matrix haben.
+	 *
+	 * @param B Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.rows() != B.rows()} oder
+	 *                                  {@code this.columns() != B.columns()}.
+	 */
+	MLMatrix addInPlace( MLMatrix B ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix {@code C} mit dem Ergebnis der komponentenweisen
+	 * Matrix-Subtraktion
+	 * <pre>
+	 * C = A - B
+	 * </pre>
+	 * wobei {@code A} dieses Matrixobjekt ist. Für ein Element {@code C_ij} in
+	 * {@code C} gilt
+	 * <pre>
+	 * C_ij = A_ij - B_ij
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Die Matrix {@code B} muss dieselbe Dimension wie diese Matrix haben.
+	 *
+	 * @param B Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.rows() != B.rows()} oder
+	 *                                  {@code this.columns() != B.columns()}.
+	 */
+	MLMatrix sub( MLMatrix B ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Multipliziert jeden Wert dieser Matrix mit dem angegebenen Skalar.
+	 * <p>
+	 * Ist {@code A} dieses Matrixobjekt und {@code A'} diese Matrix nach der
+	 * Operation, dann gilt für ein Element {@code A'_ij} in {@code A'}
+	 * <pre>
+	 * A'_ij = A_ij * scalar
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param scalar Ein Skalar.
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining)
+	 */
+	MLMatrix scaleInPlace( double scalar );
+
+	/**
+	 * Multipliziert jeden Wert dieser Matrix mit dem entsprechenden Wert in der
+	 * Matrix {@code S}.
+	 * <p>
+	 * Ist {@code A} dieses Matrixobjekt und {@code A'} diese Matrix nach der
+	 * Operation, dann gilt für ein Element {@code A'_ij} in {@code A'}
+	 * <pre>
+	 * A'_ij = A_ij * S_ij
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param S Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining)
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls die Dimensionen der Matrizen nicht
+	 *                                  zur Operation passen. Also
+	 *                                  {@code this.rows() != B.rows()} oder
+	 *                                  {@code this.columns() != B.columns()}.
+	 */
+	MLMatrix scaleInPlace( MLMatrix S ) throws IllegalArgumentException;
+
+	/**
+	 * Berechnet eine neue Matrix mit nur einer Zeile, die die Spaltensummen
+	 * dieser Matrix enthalten.
+	 *
+	 * @return Eine 1 x {@code columns()} Matrix.
+	 */
+	MLMatrix colSums();
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix, deren Werte gleich den Werten dieser Matrix
+	 * nach der Anwendung der angegebenen Funktion sind.
+	 *
+	 * @param op Eine Operation {@code (double) -> double}.
+	 * @return Eine {@code rows()} x {@code columns()} Matrix.
+	 */
+	MLMatrix apply( DoubleUnaryOperator op );
+
+	/**
+	 * Endet die gegebene Funktion auf jeden Wert der Matrix an.
+	 *
+	 * @param op Eine Operation {@code (double) -> double}.
+	 * @return Diese Matrix selbst (method chaining)
+	 */
+	MLMatrix applyInPlace( DoubleUnaryOperator op );
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine neue Matrix mit denselben Dimensionen und Koeffizienten wie
+	 * diese Matrix.
+	 *
+	 * @return Eine Kopie dieser Matrix.
+	 */
+	MLMatrix duplicate();
+
+	String toString();
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/MatrixFactory.java

@@ -0,0 +1,246 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import cern.colt.matrix.DoubleFactory2D;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * Zentrale Klasse zur Erstellung neuer Matrizen. Generell sollten neue Matrizen
+ * nicht direkt erstellt werden, sondern durch den Aufruf von
+ * {@link #create(int, int)} oder {@link #create(double[][])}. Die Fabrik
+ * ermittelt automatisch die beste verfügbare Implementierung und initialisiert
+ * eine entsprechende Implementierung von {@link MLMatrix}.
+ * <p>
+ * Derzeit werden die optionale Bibliothek <a
+ * href="https://dst.lbl.gov/ACSSoftware/colt/">Colt</a> und die interne
+ * Implementierung {@link DoubleMatrix} unterstützt.
+ */
+public class MatrixFactory {
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Matrix mit den angegebenen Dimensionen und
+	 * initialisiert alle Werte mit 0.
+	 *
+	 * @param rows Anzahl der Zeilen.
+	 * @param cols Anzahl der Spalten.
+	 * @return Eine {@code rows} x {@code cols} Matrix.
+	 */
+	public static final MLMatrix create( int rows, int cols ) {
+		try {
+			return getMatrixType().getDeclaredConstructor(int.class, int.class).newInstance(rows, cols);
+		} catch( Exception ex ) {
+			LOG.error(ex, "Could not initialize matrix implementation for class <%s>. Using internal implementation.", matrixType);
+		}
+		return new DoubleMatrix(rows, cols);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Matrix mit den Dimensionen des angegebenen Arrays und
+	 * initialisiert die Werte mit den entsprechenden Werten des Arrays.
+	 *
+	 * @param values Die Werte der Matrix.
+	 * @return Eine {@code values.length} x {@code values[0].length} Matrix mit
+	 * 	den Werten des Arrays.
+	 */
+	public static final MLMatrix create( double[][] values ) {
+		try {
+			return getMatrixType().getDeclaredConstructor(double[][].class).newInstance((Object) values);
+		} catch( Exception ex ) {
+			LOG.error(ex, "Could not initialize matrix implementation for class <%s>. Using internal implementation.", matrixType);
+		}
+		return new DoubleMatrix(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Die verwendete {@link MLMatrix} Implementierung, aus der Matrizen erzeugt
+	 * werden.
+	 */
+	static Class<? extends MLMatrix> matrixType = null;
+
+	/**
+	 * Ermittelt die beste verfügbare Implementierung von {@link MLMatrix}.
+	 *
+	 * @return Die verwendete {@link MLMatrix} Implementierung.
+	 */
+	private static final Class<? extends MLMatrix> getMatrixType() {
+		if( matrixType == null ) {
+			try {
+				Class<?> clazz = Class.forName("cern.colt.matrix.impl.DenseDoubleMatrix2D", false, MatrixFactory.class.getClassLoader());
+				matrixType = ColtMatrix.class;
+				LOG.info("Colt library found. Using <cern.colt.matrix.impl.DenseDoubleMatrix2D> as matrix implementation.");
+			} catch( ClassNotFoundException e ) {
+				LOG.info("Colt library not found. Falling back on internal implementation.");
+				matrixType = DoubleMatrix.class;
+			}
+		}
+		return matrixType;
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(MatrixFactory.class);
+
+	/**
+	 * Interner Wrapper der DoubleMatrix2D Klasse aus der Colt Bibliothek, um
+	 * das {@link MLMatrix} Interface zu implementieren.
+	 */
+	static class ColtMatrix implements MLMatrix {
+
+		cern.colt.matrix.DoubleMatrix2D matrix;
+
+		public ColtMatrix( double[][] doubles ) {
+			matrix = new cern.colt.matrix.impl.DenseDoubleMatrix2D(doubles);
+		}
+
+		public ColtMatrix( int rows, int cols ) {
+			matrix = new cern.colt.matrix.impl.DenseDoubleMatrix2D(rows, cols);
+		}
+
+		public ColtMatrix( ColtMatrix matrix ) {
+			this.matrix = matrix.matrix.copy();
+		}
+
+		@Override
+		public int columns() {
+			return matrix.columns();
+		}
+
+		@Override
+		public int rows() {
+			return matrix.rows();
+		}
+
+		@Override
+		public double get( int row, int col ) {
+			return matrix.get(row, col);
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix set( int row, int col, double value ) {
+			matrix.set(row, col, value);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix initializeRandom() {
+			return initializeRandom(-1.0, 1.0);
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix initializeRandom( double lower, double upper ) {
+			matrix.assign(( d ) -> ((upper - lower) * Constants.random()) + lower);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix initializeOne() {
+			this.matrix.assign(1.0);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix initializeZero() {
+			this.matrix.assign(0.0);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix duplicate() {
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(matrix.rows(), matrix.columns());
+			newMatrix.matrix.assign(this.matrix);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix multiplyTransposed( MLMatrix B ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(0, 0);
+			newMatrix.matrix = matrix.zMult(CB.matrix, null, 1.0, 0.0, false, true);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix multiplyAddBias( MLMatrix B, MLMatrix C ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(0, 0);
+			newMatrix.matrix = DoubleFactory2D.dense.repeat(((ColtMatrix) C).matrix, rows(), 1);
+			matrix.zMult(CB.matrix, newMatrix.matrix, 1.0, 1.0, false, false);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix transposedMultiplyAndScale( final MLMatrix B, final double scalar ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(0, 0);
+			newMatrix.matrix = matrix.zMult(CB.matrix, null, scalar, 0.0, true, false);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix add( MLMatrix B ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(this);
+			newMatrix.matrix.assign(CB.matrix, ( d1, d2 ) -> d1 + d2);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix addInPlace( MLMatrix B ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			matrix.assign(CB.matrix, ( d1, d2 ) -> d1 + d2);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix sub( MLMatrix B ) {
+			ColtMatrix CB = (ColtMatrix) B;
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(this);
+			newMatrix.matrix.assign(CB.matrix, ( d1, d2 ) -> d1 - d2);
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix colSums() {
+			double[][] sums = new double[1][matrix.columns()];
+			for( int c = 0; c < matrix.columns(); c++ ) {
+				for( int r = 0; r < matrix.rows(); r++ ) {
+					sums[0][c] += matrix.getQuick(r, c);
+				}
+			}
+			return new ColtMatrix(sums);
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix scaleInPlace( double scalar ) {
+			this.matrix.assign(( d ) -> d * scalar);
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix scaleInPlace( MLMatrix S ) {
+			this.matrix.forEachNonZero(( r, c, d ) -> d * S.get(r, c));
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix apply( DoubleUnaryOperator op ) {
+			ColtMatrix newMatrix = new ColtMatrix(matrix.rows(), matrix.columns());
+			newMatrix.matrix.assign(matrix);
+			newMatrix.matrix.assign(( d ) -> op.applyAsDouble(d));
+			return newMatrix;
+		}
+
+		@Override
+		public MLMatrix applyInPlace( DoubleUnaryOperator op ) {
+			this.matrix.assign(( d ) -> op.applyAsDouble(d));
+			return this;
+		}
+
+		@Override
+		public String toString() {
+			return matrix.toString();
+		}
+
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/NeuralNetwork.java

@@ -0,0 +1,231 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.io.ResourceStreamProvider;
+
+import java.io.*;
+import java.util.LinkedList;
+import java.util.List;
+import java.util.NoSuchElementException;
+
+public class NeuralNetwork {
+
+	public static void saveToFile( String source, NeuralNetwork network ) {
+		try(
+			Writer writer = ResourceStreamProvider.getWriter(source);
+			PrintWriter out = new PrintWriter(writer)
+		) {
+			for( NeuronLayer layer : network.layers ) {
+				out.print(layer.getNeuronCount());
+				out.print(' ');
+				out.print(layer.getInputCount());
+				out.println();
+
+				for( int i = 0; i < layer.getInputCount(); i++ ) {
+					for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
+						out.print(layer.weights.get(i, j));
+						out.print(' ');
+					}
+					out.println();
+				}
+				for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
+					out.print(layer.biases.get(0, j));
+					out.print(' ');
+				}
+				out.println();
+			}
+			out.flush();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "");
+		}
+	}
+
+	public static void saveToDataFile( String source, NeuralNetwork network ) {
+		try(
+			OutputStream stream = ResourceStreamProvider.getOutputStream(source);
+			DataOutputStream out = new DataOutputStream(stream)
+		) {
+			for( NeuronLayer layer : network.layers ) {
+				out.writeInt(layer.getNeuronCount());
+				out.writeInt(layer.getInputCount());
+
+				for( int i = 0; i < layer.getInputCount(); i++ ) {
+					for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
+						out.writeDouble(layer.weights.get(i, j));
+					}
+				}
+				for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
+					out.writeDouble(layer.biases.get(0, j));
+				}
+			}
+			out.flush();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "");
+		}
+	}
+
+	public static NeuralNetwork loadFromFile( String source ) {
+		try(
+			Reader reader = ResourceStreamProvider.getReader(source);
+			BufferedReader in = new BufferedReader(reader)
+		) {
+			List<NeuronLayer> layers = new LinkedList<>();
+			String line;
+			while( (line = in.readLine()) != null ) {
+				String[] split = line.split(" ");
+				int neurons = Integer.parseInt(split[0]);
+				int inputs = Integer.parseInt(split[1]);
+
+				NeuronLayer layer = new NeuronLayer(neurons, inputs);
+				for( int i = 0; i < inputs; i++ ) {
+					split = in.readLine().split(" ");
+					for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
+						layer.weights.set(i, j, Double.parseDouble(split[j]));
+					}
+				}
+				// Load Biases
+				split = in.readLine().split(" ");
+				for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
+					layer.biases.set(0, j, Double.parseDouble(split[j]));
+				}
+
+				layers.add(layer);
+			}
+
+			return new NeuralNetwork(layers);
+		} catch( IOException | NoSuchElementException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
+		}
+		return null;
+	}
+
+	public static NeuralNetwork loadFromDataFile( String source ) {
+		try(
+			InputStream stream = ResourceStreamProvider.getInputStream(source);
+			DataInputStream in = new DataInputStream(stream)
+		) {
+			List<NeuronLayer> layers = new LinkedList<>();
+			while( in.available() > 0 ) {
+				int neurons = in.readInt();
+				int inputs = in.readInt();
+
+				NeuronLayer layer = new NeuronLayer(neurons, inputs);
+				for( int i = 0; i < inputs; i++ ) {
+					for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
+						layer.weights.set(i, j, in.readDouble());
+					}
+				}
+				// Load Biases
+				for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
+					layer.biases.set(0, j, in.readDouble());
+				}
+
+				layers.add(layer);
+			}
+
+			return new NeuralNetwork(layers);
+		} catch( IOException | NoSuchElementException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
+		}
+		return null;
+	}
+
+	private NeuronLayer[] layers;
+
+	private MLMatrix output;
+
+	private double learningRate = 0.1;
+
+	public NeuralNetwork( int inputs, int layer1, int outputs ) {
+		this(new NeuronLayer(layer1, inputs), new NeuronLayer(outputs, layer1));
+	}
+
+	public NeuralNetwork( int inputs, int layer1, int layer2, int outputs ) {
+		this(new NeuronLayer(layer1, inputs), new NeuronLayer(layer2, layer1), new NeuronLayer(outputs, layer2));
+	}
+
+	public NeuralNetwork( int inputs, int layer1, int layer2, int layer3, int outputs ) {
+		this(new NeuronLayer(layer1, inputs), new NeuronLayer(layer2, layer1), new NeuronLayer(layer3, layer2), new NeuronLayer(outputs, layer3));
+	}
+
+	public NeuralNetwork( List<NeuronLayer> layers ) {
+		this.layers = new NeuronLayer[layers.size()];
+		for( int i = 0; i < layers.size(); i++ ) {
+			this.layers[i] = layers.get(i);
+			if( i > 0 ) {
+				this.layers[i - 1].setNextLayer(this.layers[i]);
+			}
+		}
+	}
+
+	public NeuralNetwork( NeuronLayer... layers ) {
+		this.layers = new NeuronLayer[layers.length];
+		for( int i = 0; i < layers.length; i++ ) {
+			this.layers[i] = layers[i];
+			if( i > 0 ) {
+				this.layers[i - 1].setNextLayer(this.layers[i]);
+			}
+		}
+	}
+
+	public int getLayerCount() {
+		return layers.length;
+	}
+
+	public NeuronLayer[] getLayers() {
+		return layers;
+	}
+
+	public NeuronLayer getLayer( int i ) {
+		return layers[i - 1];
+	}
+
+	public double getLearningRate() {
+		return learningRate;
+	}
+
+	public void setLearningRate( double pLearningRate ) {
+		this.learningRate = pLearningRate;
+	}
+
+	public MLMatrix getOutput() {
+		return output;
+	}
+
+	public MLMatrix predict( double[] inputs ) {
+		return predict(MatrixFactory.create(new double[][]{inputs}));
+	}
+
+	public MLMatrix predict( double[][] inputs ) {
+		return predict(MatrixFactory.create(inputs));
+	}
+
+	public MLMatrix predict( MLMatrix inputs ) {
+		this.output = layers[0].apply(inputs);
+		return this.output;
+	}
+
+	public void learn( double[][] expected ) {
+		learn(MatrixFactory.create(expected));
+	}
+
+	public void learn( MLMatrix expected ) {
+		layers[layers.length - 1].backprop(expected, learningRate);
+	}
+
+	public void train( double[][] inputs, double[][] expected, int iterations/*, double minChange, int timeout */ ) {
+		for( int i = 0; i < iterations; i++ ) {
+			// pass the training set through the network
+			predict(inputs);
+			// start backpropagation through all layers
+			learn(expected);
+
+			if( i % 10000 == 0 ) {
+				LOG.trace("Training iteration %d of %d", i, iterations);
+			}
+		}
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(NeuralNetwork.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/NeuronLayer.java

@@ -0,0 +1,185 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+import java.util.function.Function;
+
+/**
+ * Implementierung einer Neuronenebene in einem Neuonalen Netz.
+ * <p>
+ * Eine Ebene besteht aus einer Anzahl an <em>Neuronen</em> die jeweils eine
+ * Anzahl <em>Eingänge</em> haben. Die Eingänge erhalten als Signal die Ausgabe
+ * der vorherigen Ebene und berechnen die Ausgabe des jeweiligen Neurons.
+ */
+public class NeuronLayer implements Function<MLMatrix, MLMatrix> {
+
+	public static NeuronLayer fromArray( double[][] weights, boolean transpose ) {
+		NeuronLayer layer;
+		if( transpose ) {
+			layer = new NeuronLayer(weights.length, weights[0].length);
+		} else {
+			layer = new NeuronLayer(weights[0].length, weights.length);
+		}
+
+		for( int i = 0; i < weights[0].length; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < weights.length; j++ ) {
+				if( transpose ) {
+					layer.weights.set(j, i, weights[i][j]);
+				} else {
+					layer.weights.set(i, j, weights[i][j]);
+				}
+			}
+		}
+
+		return layer;
+	}
+
+	public static NeuronLayer fromArray( double[][] weights, double[] biases, boolean transpose ) {
+		NeuronLayer layer = fromArray(weights, transpose);
+
+		for( int j = 0; j < biases.length; j++ ) {
+			layer.biases.set(0, j, biases[j]);
+		}
+
+		return layer;
+	}
+
+	MLMatrix weights;
+
+	MLMatrix biases;
+
+	NeuronLayer previous, next;
+
+	DoubleUnaryOperator activationFunction, activationFunctionDerivative;
+
+	MLMatrix lastOutput, lastInput;
+
+	public NeuronLayer( int neurons, int inputs ) {
+		weights = MatrixFactory
+			.create(inputs, neurons)
+			.initializeRandom();
+
+		biases = MatrixFactory
+			.create(1, neurons)
+			.initializeZero();
+
+		activationFunction = MLMath::sigmoid;
+		activationFunctionDerivative = MLMath::sigmoidDerivative;
+	}
+
+	public void connect( NeuronLayer prev, NeuronLayer next ) {
+		setPreviousLayer(prev);
+		setNextLayer(next);
+	}
+
+	public NeuronLayer getPreviousLayer() {
+		return previous;
+	}
+
+	public boolean hasPreviousLayer() {
+		return previous != null;
+	}
+
+	public void setPreviousLayer( NeuronLayer pPreviousLayer ) {
+		this.previous = pPreviousLayer;
+		if( pPreviousLayer != null ) {
+			pPreviousLayer.next = this;
+		}
+	}
+
+	public NeuronLayer getNextLayer() {
+		return next;
+	}
+
+	public boolean hasNextLayer() {
+		return next != null;
+	}
+
+	public void setNextLayer( NeuronLayer pNextLayer ) {
+		this.next = pNextLayer;
+		if( pNextLayer != null ) {
+			pNextLayer.previous = this;
+		}
+	}
+
+	public MLMatrix getWeights() {
+		return weights;
+	}
+
+	public MLMatrix getBiases() {
+		return biases;
+	}
+
+	public int getNeuronCount() {
+		return weights.columns();
+	}
+
+	public int getInputCount() {
+		return weights.rows();
+	}
+
+	public MLMatrix getLastOutput() {
+		return lastOutput;
+	}
+
+	public void setWeights( MLMatrix newWeights ) {
+		weights = newWeights.duplicate();
+	}
+
+	@Override
+	public String toString() {
+		return "weights:\n" + weights.toString() + "\nbiases:\n" + biases.toString();
+	}
+
+	@Override
+	public MLMatrix apply( MLMatrix inputs ) {
+		lastInput = inputs.duplicate();
+		lastOutput = inputs
+			.multiplyAddBias(weights, biases)
+			.applyInPlace(activationFunction);
+
+		if( next != null ) {
+			return next.apply(lastOutput);
+		} else {
+			return lastOutput;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public <V> Function<V, MLMatrix> compose( Function<? super V, ? extends MLMatrix> before ) {
+		return ( in ) -> apply(before.apply(in));
+	}
+
+	@Override
+	public <V> Function<MLMatrix, V> andThen( Function<? super MLMatrix, ? extends V> after ) {
+		return ( in ) -> after.apply(apply(in));
+	}
+
+	public void backprop( MLMatrix expected, double learningRate ) {
+		MLMatrix error, adjustment;
+		if( next == null ) {
+			error = expected.sub(lastOutput);
+		} else {
+			error = expected.multiplyTransposed(next.weights);
+		}
+
+		error.scaleInPlace(
+			lastOutput.apply(this.activationFunctionDerivative)
+		);
+		// Hier schon leraningRate anwenden?
+		// See https://towardsdatascience.com/understanding-and-implementing-neural-networks-in-java-from-scratch-61421bb6352c
+		//delta = MLMath.matrixApply(delta, ( x ) -> learningRate * x);
+		if( previous != null ) {
+			previous.backprop(error, learningRate);
+		}
+
+		biases.addInPlace(
+			error.colSums().scaleInPlace(
+				-learningRate / (double) error.rows()
+			)
+		);
+
+		adjustment = lastInput.transposedMultiplyAndScale(error, learningRate);
+		weights.addInPlace(adjustment);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/ml/package-info.java

@@ -0,0 +1,16 @@
+/**
+ * Dieses Paekt enthält Klassen für Experimente mit Verfahren des maschinellen
+ * Lernens (ML).
+ * <p>
+ * Die hier implementierten Klassen sind eine prototypische Umsetzung von
+ * einfachen neuronalen Netzwerken, mit denen an kleinen Problemstellungen
+ * experimentell Modelle trainiert und angewandt werden können.
+ * <p>
+ * Die Implementierungen sind nicht optimiert und setzen auf native
+ * Java-Methoden. Daher sind sie nur für die Anwendung auf extrem kleine Modelle
+ * in Bildungskontexten gedacht.
+ * <p>
+ * Durch Einbettung wissenschaftlicher Bibliotheken mit optimierten Operationen
+ * lassen sich bessere Ergebnisse erreichen.
+ */
+package schule.ngb.zm.ml;

src/main/java/schule/ngb/zm/package-info.java

@@ -0,0 +1,13 @@
+/**
+ * <h2>Die Zeichenmaschine</h2>
+ * <p>
+ * Die <b>Zeichenmaschine</b> ist eine für den Informatikunterricht entwickelte
+ * Bibliothek, die unter anderem an <a
+ * href="https://processing.org/">Processing</a> angelehnt ist. Die Bibliothek
+ * soll einige der üblichen Anfängerschwierigkeiten mit Java vereinfachen und
+ * für Schülerinnen und Schüler im Unterricht nutzbar machen.
+ * <p>
+ * Eine umfassende Dokumentation ist unter <a
+ * href="https://zeichenmaschine.xyz">zeichenmaschine.xyz</a> verfügbar.
+ */
+package schule.ngb.zm;

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/Picture.java

@@ -3,7 +3,7 @@ package schule.ngb.zm.shapes;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.Options;
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
 
 import java.awt.*;
 import java.awt.geom.AffineTransform;

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/Rectangle.java

@@ -15,6 +15,8 @@ public class Rectangle extends Shape {
 		this.width = width;
 		this.height = height;
 		this.anchor = Options.Direction.NORTHWEST;
+
+		//this.cacheEnabled = getClass().equals(Rectangle.class);
 	}
 
 	public Rectangle( Rectangle pRechteck ) {
@@ -24,9 +26,25 @@ public class Rectangle extends Shape {
 		copyFrom(pRechteck);
 	}
 
+	public Rectangle( Bounds pBounds ) {
+		this(
+			pBounds.x, pBounds.y,
+			pBounds.width, pBounds.height);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt ein Rechteck zur Darstellung der
+	 * @param pShape
+	 */
 	public Rectangle( Shape pShape ) {
+		this(pShape, true);
+	}
+
+	public Rectangle( Shape pShape, boolean transformed ) {
 		java.awt.Shape s = pShape.getShape();
-		s = pShape.getTransform().createTransformedShape(s);
+		if( transformed ) {
+			s = pShape.getTransform().createTransformedShape(s);
+		}
 		Rectangle2D bounds = s.getBounds2D();
 		x = bounds.getX();
 		y = bounds.getY();

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/Shape.java

@@ -0,0 +1,815 @@
+package schule.ngb.zm.shapes;
+
+import schule.ngb.zm.BasicDrawable;
+import schule.ngb.zm.Fillable;
+import schule.ngb.zm.Options;
+import schule.ngb.zm.Strokeable;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.geom.AffineTransform;
+import java.awt.geom.Point2D;
+
+/**
+ * Dies ist die Basisklasse für alle Formen in der Zeichenmaschine.
+ * <p>
+ * Alle Formen sind als Unterklassen von {@code Shape} implementiert.
+ * <p>
+ * Neben den abstrakten Methoden implementieren Unterklassen mindestens zwei
+ * Konstruktoren. Einen Konstruktor, der die Form mit vom Nutzer gegebenen
+ * Parametern initialisiert und einen, der die Werte einer anderen Form
+ * desselben Typs übernimmt. In der Klasse {@link Circle} sind die Konstruktoren
+ * beispielsweise so implementiert:
+ * <pre><code>
+ * public Circle( double x, double y, double radius ) {
+ *     super(x, y);
+ *     this.radius = radius;
+ * }
+ *
+ * public Circle( Circle circle ) {
+ *     super(circle.x, circle.y);
+ *     copyFrom(circle);
+ * }
+ * </code></pre>
+ * <p>
+ * Außerdem implementieren Unterklassen eine passende {@link #toString()} und
+ * eine {@link #equals(Object)} Methode.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public abstract class Shape extends BasicDrawable {
+
+	/**
+	 * Speichert die x-Koordinate der Form.
+	 */
+	protected double x;
+
+	/**
+	 * Speichert die y-Koordinate der Form.
+	 */
+	protected double y;
+
+	/**
+	 * Speichert die Rotation in Grad um den Punkt (x, y).
+	 */
+	protected double rotation = 0.0;
+
+	/**
+	 * Speichert den Skalierungsfaktor.
+	 */
+	protected double scale = 1.0;
+
+	/**
+	 * Speichert den Ankerpunkt.
+	 */
+	protected Options.Direction anchor = Options.Direction.CENTER;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine neue Form mit den Koordinaten {@code (0,0)}.
+	 */
+	public Shape() {
+		this(0.0, 0.0);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Form mit den angegebenen Koordinaten.
+	 *
+	 * @param x Die x-Koordinate.
+	 * @param y Die y-Koordinate.
+	 */
+	public Shape( double x, double y ) {
+		this.x = x;
+		this.y = y;
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die aktuelle x-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @return Die x-Koordinate.
+	 */
+	public double getX() {
+		return x;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die x-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @param x Die neue x-Koordinate.
+	 */
+	public void setX( double x ) {
+		this.x = x;
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die aktuelle y-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @return Die y-Koordinate.
+	 */
+	public double getY() {
+		return y;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die x-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @param y Die neue y-Koordinate der Form.
+	 */
+	public void setY( double y ) {
+		this.y = y;
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert die aktuelle Breite dieser Form.
+	 * <p>
+	 * Die Breite einer Form ist immer die Breite ihrer Begrenzung,
+	 * <strong>bevor</strong> Drehungen und andere Transformationen auf sie
+	 * angewandt wurden.
+	 * <p>
+	 * Die Begrenzungen der tatsächlich gezeichneten Form wird mit
+	 * {@link #getBounds()} abgerufen.
+	 *
+	 * @return Die Breite der Form.
+	 */
+	public abstract double getWidth();
+
+	/**
+	 * Liefert die aktuelle Höhe dieser Form.
+	 * <p>
+	 * Die Höhe einer Form ist immer die Höhe ihrer Begrenzung,
+	 * <strong>bevor</strong> Drehungen und andere Transformationen auf sie
+	 * angewandt wurden.
+	 * <p>
+	 * Die Begrenzungen der tatsächlich gezeichneten Form wird mit
+	 * {@link #getBounds()} abgerufen.
+	 *
+	 * @return Die Höhe der Form.
+	 */
+	public abstract double getHeight();
+
+	/**
+	 * Liefert die Rotation in Grad.
+	 *
+	 * @return Rotation in Grad.
+	 */
+	public double getRotation() {
+		return rotation;
+	}
+
+	/**
+	 * Dreht die Form um den angegebenen Winkel um ihren Ankerpunkt.
+	 *
+	 * @param angle Drehwinkel in Grad.
+	 */
+	public void rotate( double angle ) {
+		this.rotation += angle % 360;
+	}
+
+	/**
+	 * Dreht die Form um den angegebenen Winkel um das angegebene Drehzentrum.
+	 *
+	 * @param center Das Drehzentrum der Drehung.
+	 * @param angle Der Drehwinkel.
+	 */
+	public void rotate( Point2D center, double angle ) {
+		Validator.requireNotNull(center, "center");
+		rotate(center.getX(), center.getY(), angle);
+	}
+
+	/**
+	 * Dreht die Form um den angegebenen Drehwinkel um die angegbenen
+	 * Koordinaten als Drehzentrum.
+	 *
+	 * @param x x-Koordiante des Drehzentrums.
+	 * @param y y-Koordiante des Drehzentrums.
+	 * @param angle Drehwinkel in Grad.
+	 */
+	public void rotate( double x, double y, double angle ) {
+		this.rotation += angle % 360;
+
+		// Rotate x/y position
+		double x1 = this.x - x, y1 = this.y - y;
+
+		double rad = Math.toRadians(angle);
+		double x2 = x1 * Math.cos(rad) - y1 * Math.sin(rad);
+		double y2 = x1 * Math.sin(rad) + y1 * Math.cos(rad);
+
+		this.x = x2 + x;
+		this.y = y2 + y;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Drehung der Form auf den angegebenen Winkel.
+	 *
+	 * @param angle Drehwinkel in Grad.
+	 */
+	public void rotateTo( double angle ) {
+		this.rotation = angle % 360;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt den aktuellen Skalierungsfaktor zurück.
+	 *
+	 * @return Der Skalierungsfaktor.
+	 */
+	public double getScale() {
+		return scale;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Skalierungsfaktor auf den angegebenen Faktor.
+	 * <p>
+	 * Bei einem Faktor größer 0 wird die Form vergrößert, bei einem Faktor
+	 * kleiner 0 verkleinert. Bei negativen Werten wird die Form entlang der x-
+	 * bzw. y-Achse gespiegelt.
+	 * <p>
+	 * Das Seitenverhältnis wird immer beibehalten.
+	 *
+	 * @param factor Der Skalierungsfaktor.
+	 */
+	public void scale( double factor ) {
+		scale = factor;
+	}
+
+	/**
+	 * Skaliert die Form um den angegebenen Faktor.
+	 * <p>
+	 * Bei einem Faktor größer 0 wird die Form vergrößert, bei einem Faktor
+	 * kleiner 0 verkleinert. Bei negativen Werten wird die Form entlang der x-
+	 * bzw. y-Achse gespiegelt.
+	 * <p>
+	 * Die Skalierung wird zusätzlich zur aktuellen Skalierung angewandt. Wurde
+	 * die Form zuvor um den Faktor 0.5 verkleinert und wird dann um 1.5
+	 * vergrößert, dann ist die Form im Anschluss ein Drittel kleiner als zu
+	 * Beginn ({@code 0.5 * 1.5 = 0.75}).
+	 *
+	 * @param factor Der Skalierungsfaktor.
+	 */
+	public void scaleBy( double factor ) {
+		scale(scale * factor);
+	}
+
+	/**
+	 * Liefert den aktuellen Ankerpunkt der Form.
+	 *
+	 * @return Der Ankerpunkt.
+	 */
+	public Options.Direction getAnchor() {
+		return anchor;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Ankerpunkt der Form auf die angegebene Richtung.
+	 * <p>
+	 * Jede Form hat einen Ankerpunkt, von dem aus sie gezeichnet wird. Jede
+	 * {@link schule.ngb.zm.Options.Direction Richtung} beschreibt einen der
+	 * Neun Ankerpunkte:
+	 * <pre>
+	 * NW────N────NE
+	 * │           │
+	 * │           │
+	 * W     C     E
+	 * │           │
+	 * │           │
+	 * SW────S────SE
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Für den Ankerpunkt {@link #CENTER} wird die Form also ausgehend von den
+	 * Koordinaten {@link #x} und {@link #y} um die Hälfte der Breite nach links
+	 * und rechts, sowie um die Hälfte der Höhe nach oben und unten gezeichnet.
+	 * Fpr den Ankerpunkt {@link #NORTHWEST} dagegen um die gesamte Breite nach
+	 * rechts und die Höhe nach unten.
+	 * <pre>
+	 * setAnchor(CENTER) │   setAnchor(NORTHWEST)
+	 *   ┌───────────┐   │
+	 *   │           │   │
+	 *   │           │   │
+	 *   │   (x,y)   │   │       (x,y)─────────┐
+	 *   │           │   │         │           │
+	 *   │           │   │         │           │
+	 *   └───────────┘   │         │           │
+	 *                   │         │           │
+	 *                   │         │           │
+	 *                   │         └───────────┘
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * Der Ankerpunkt der Form bestimmt bei Transformationen auch die Position
+	 * des Drehzentrums und anderer relativer Koordinaten bezüglich der Form.
+	 *
+	 * @param anchor Der Ankerpunkt.
+	 */
+	public void setAnchor( Options.Direction anchor ) {
+		Validator.requireNotNull(anchor, "anchor");
+		this.anchor = anchor;
+	}
+
+	/**
+	 * Bestimmt die relativen Koordinaten des angegebenen Ankerpunkts basierend
+	 * auf der angegebenen Breite und Höhe des umschließenden Rechtecks.
+	 * <p>
+	 * Die Koordinaten des Ankerpunktes werden relativ zur oberen linken Ecke
+	 * des Rechtecks mit der Breite {@code width} und der Höhe {@code height}
+	 * bestimmt. Der Ankerpunkt {@link #NORTHWEST} hat daher immer das Ergebnis
+	 * {@code (0,0)} und {@link #SOUTHEAST} {@code (width, height)}.
+	 * <pre>
+	 *  (0,0)───(w/2,0)───(w,0)
+	 *    │                 │
+	 *    │                 │
+	 *    │                 │
+	 * (0,h/2) (w/2,h/2) (w,h/2)
+	 *    │                 │
+	 *    │                 │
+	 *    │                 │
+	 *  (0,h)───(w/2,h)───(w,h)
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param width Breite des umschließenden Rechtecks.
+	 * @param height Höhe des umschließenden Rechtecks.
+	 * @param anchor Gesuchter Ankerpunkt.
+	 * @return Ein {@link Point2D} mit den relativen Koordinaten.
+	 */
+	public static Point2D.Double getAnchorPoint( double width, double height, Options.Direction anchor ) {
+		double wHalf = width * .5, hHalf = height * .5;
+
+		return new Point2D.Double(
+			wHalf + wHalf * anchor.x,
+			hHalf + hHalf * anchor.y
+		);
+	}
+
+	/**
+	 * Bestimmt die Koordinaten des angegebenen Ankers der Form relativ zum
+	 * aktuellen {@link #setAnchor(Options.Direction) Ankerpunkt}.
+	 *
+	 * @param anchor Die Richtung des Ankers.
+	 * @return Der relative Ankerpunkt.
+	 * @see #getAnchorPoint(double, double, Options.Direction)
+	 */
+	public Point2D.Double getAnchorPoint( Options.Direction anchor ) {
+		double wHalf = getWidth() * .5, hHalf = getHeight() * .5;
+
+		// anchor == CENTER
+		return new Point2D.Double(
+			wHalf * (anchor.x - this.anchor.x),
+			hHalf * (anchor.y - this.anchor.y)
+		);
+	}
+
+	/**
+	 * Ermittelt die absoluten Koordinaten des angegebenen
+	 * {@link #setAnchor(Options.Direction) Ankers}.
+	 * <p>
+	 * Die absoluten Koordinaten werden bestimmt durch die Position der Form
+	 * {@code (x,y)} plus die
+	 * {@link #getAnchorPoint(Options.Direction) relativen Koordinaten} des
+	 * Ankers.
+	 *
+	 * <b>Wichtig:</b> Die Berechnung berücksichtigt derzeit keine Rotationen
+	 * und Transformationen der Form.
+	 *
+	 * @param anchor Die Richtung des Ankers.
+	 * @return Der absolute Ankerpunkt.
+	 * @see #getAnchorPoint(double, double, Options.Direction)
+	 */
+	public Point2D.Double getAbsAnchorPoint( Options.Direction anchor ) {
+		// TODO: Die absoluten Anker müssten eigentlich die Rotation berücksichtigen.
+		Point2D.Double ap = getAnchorPoint(anchor);
+		ap.x += getX();
+		ap.y += getY();
+		return ap;
+	}
+
+	/**
+	 * Kopiert die Eigenschaften der angegebenen Form in diese.
+	 * <p>
+	 * Unterklassen überschreiben diese Methode, um weitere Eigenschaften zu
+	 * kopieren (zum Beispiel den Radius eines Kreises). Überschreibende
+	 * Methoden sollten immer mit dem Aufruf {@code super.copyFrom(shape)} die
+	 * Basiseigenschaften kopieren.
+	 * <p>
+	 * Die Methode kopiert so viele Eigenschaften wie möglich von der
+	 * angegebenen Form in diese. Wenn die andere Form einen anderen Typ hat,
+	 * dann werden trotzdem die Basiseigenschaften (Konturlinie, Füllung,
+	 * Position, Rotation, Skalierung, Sichtbarkeit und Ankerpunkt) in diese
+	 * Form kopiert. Soweit sinnvoll übernehmen implementierende Unterklassen
+	 * auch andere Werte. Eine {@link Ellipse} kopiert beispielsweise auch die
+	 * Breite und Höhe eines {@link Rectangle}.
+	 * <p>
+	 * Wird {@code null} übergeben, dann passiert nichts.
+	 *
+	 * @param shape Die Originalform, von der kopiert wird.
+	 */
+	public void copyFrom( Shape shape ) {
+		if( shape != null ) {
+			moveTo(shape.x, shape.y);
+			setFillColor(shape.getFillColor());
+			setStrokeColor(shape.getStrokeColor());
+			setStrokeWeight(shape.getStrokeWeight());
+			setStrokeType(shape.getStrokeType());
+			visible = shape.isVisible();
+			rotation = shape.getRotation();
+			scale(shape.getScale());
+			setAnchor(shape.getAnchor());
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine Kopie dieser Form mit denselben Eigenschaften.
+	 * <p>
+	 * Unterklassen implementieren diese Methode mit dem genauen Typ der
+	 * Unterklasse. In {@link Rectangle} sieht die Umsetzung beispielsweise so
+	 * aus:
+	 * <pre><code>
+	 * public Rectangle copy() {
+	 *     return new Rectangle(this);
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 * <p>
+	 * Die Methode kann beliebig umgesetzt werden, um eine 1-zu-1-Kopie dieser
+	 * Form zu erhalten. In der Regel besitzt aber jede Form einen Konstruktor,
+	 * der alle Werte einer andern Form übernimmt. Die gezeigte Implementierung
+	 * ist daher im Regelfall ausreichend.
+	 *
+	 * @return Eine genaue Kopie dieser Form.
+	 */
+	public abstract Shape copy();
+
+	/**
+	 * Gibt eine {@link java.awt.Shape Java-AWT Shape} Version dieser Form
+	 * zurück. Intern werden die AWT Shapes benutzt, um sie auf den
+	 * {@link Graphics2D Grafikkontext} zu zeichnen.
+	 * <p>
+	 * Wenn diese Form nicht durch eine AWT-Shape dargestellt wird, liefert die
+	 * Methode {@code null}.
+	 *
+	 * @return Eine Java-AWT {@code Shape} die diese Form repräsentiert oder
+	 *    {@code null}.
+	 */
+	public abstract java.awt.Shape getShape();
+
+	/**
+	 * Gibt die Begrenzungen der Form zurück.
+	 * <p>
+	 * Ein {@code Bounds}-Objekt beschreibt eine "<a
+	 * href="https://gdbooks.gitbooks.io/3dcollisions/content/Chapter1/aabb.html">Axis
+	 * Aligned Bounding Box</a>" (AABB).
+	 *
+	 * @return Die Abgrenzungen der Form nach Anwendung der Transformationen.
+	 */
+	public Bounds getBounds() {
+		return new Bounds(this);
+	}
+
+	/**
+	 * Verschiebt die Form um die angegebenen Werte entlang der
+	 * Koordinatenachsen.
+	 *
+	 * @param dx Verschiebung entlang der x-Achse.
+	 * @param dy Verschiebung entlang der y-Achse.
+	 */
+	public void move( double dx, double dy ) {
+		x += dx;
+		y += dy;
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form an die angegebenen Koordinaten.
+	 *
+	 * @param x Die neue x-Koordinate.
+	 * @param y Die neue y-Koordinate.
+	 */
+	public void moveTo( double x, double y ) {
+		this.x = x;
+		this.y = y;
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form an dieselben Koordinaten wie die angegebene Form.
+	 *
+	 * @param shape Eine andere Form.
+	 */
+	public void moveTo( Shape shape ) {
+		moveTo(shape.getX(), shape.getY());
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form zum angegebenen Ankerpunkt der angegebenen Form.
+	 *
+	 * @param shape Die andere Form.
+	 * @param dir Die Richtung des Ankerpunktes.
+	 * @see #moveTo(Shape, Options.Direction, double)
+	 */
+	public void moveTo( Shape shape, Options.Direction dir ) {
+		moveTo(shape, dir, 0.0);
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt den Ankerpunkt dieser Form zu einem Ankerpunkt einer anderen
+	 * Form.
+	 * <p>
+	 * Mit {@code buff} wird ein zusätzlicher Abstand angegeben, um den die Form
+	 * entlang des Ankerpunktes {@code anchor} verschoben wird.
+	 * <p>
+	 * Ist der Anker zum Beispiel {@code NORTH}, dann wird die Form um
+	 * {@code buff} oberhalb der oberen Kante der zweiten Form verschoben.
+	 * <p>
+	 * Befinden sich die Formen zuvor in folgender Ausrichtung:
+	 * <pre>
+	 *                  ┌─────────┐
+	 *                  │         │
+	 *                  W    B    │
+	 *      ┌─────┐     │         │
+	 *      │     │     └─────────┘
+	 *      W  A  │
+	 *      │     │
+	 *      └─────┘
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * bringt sie der Aufruf {@code B.moveTo(A, DOWN, 0)} in diese Ausrichtung:
+	 * <pre>
+	 *  B.moveTo(A, WEST, 0) │ B.moveTo(A, WEST, 10)
+	 *                       │
+	 *       ┌─────┬───┐     │    ┌┬────┬────┐
+	 *       │     │   │     │    ││    │    │
+	 *       │  A B│   │     │    ││ A  B    │
+	 *       │     │   │     │    ││    │    │
+	 *       └─────┴───┘     │    └┴────┴────┘
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param shape Die andere Form.
+	 * @param dir Die Richtung des Ankerpunktes.
+	 * @param buff Der Abstand zum angegebenen Ankerpunkt.
+	 */
+	public void moveTo( Shape shape, Options.Direction dir, double buff ) {
+		Point2D ap = shape.getAbsAnchorPoint(dir);
+
+		this.x = ap.getX() + dir.x * buff;
+		this.y = ap.getY() + dir.y * buff;
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form an den Rand der Zeichenfläche in der angegebenen
+	 * Richtung.
+	 *
+	 * @param dir Die Richtung.
+	 */
+	public void alignTo( Options.Direction dir ) {
+		alignTo(dir, 0.0);
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form mit dem angegebenen Abstand an den Rand der Zeichenfläche
+	 * in der angegebenen Richtung aus.
+	 *
+	 * @param dir Die Richtung.
+	 * @param buff Der Abstand zum Rand.
+	 */
+	public void alignTo( Options.Direction dir, double buff ) {
+		Point2D anchorShape = Shape.getAnchorPoint(canvasWidth, canvasHeight, dir);
+		Point2D anchorThis = this.getAbsAnchorPoint(dir);
+
+		this.x += Math.abs(dir.x) * (anchorShape.getX() - anchorThis.getX()) + dir.x * buff;
+		this.y += Math.abs(dir.y) * (anchorShape.getY() - anchorThis.getY()) + dir.y * buff;
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt den Ankerpunkt dieser Form in der angegebenen Richtung zum
+	 * Gleichen Ankerpunkt der anderen Form.
+	 *
+	 * @param shape Die andere Form.
+	 * @param dir Die Richtung des Ankerpunktes.
+	 * @see #alignTo(Shape, Options.Direction, double)
+	 */
+	public void alignTo( Shape shape, Options.Direction dir ) {
+		alignTo(shape, dir, 0.0);
+	}
+
+	/**
+	 * Richtet die Form entlang der angegebenen Richtung an einer anderen Form
+	 * aus.
+	 * <p>
+	 * {@code buff} gibt einen Abstand ab, um den diese From versetzt
+	 * ausgerichtet wird.
+	 * <p>
+	 * Für {@link #DOWN} wird beispielsweise die y-Koordinate der unteren Kante
+	 * dieser Form an der unteren Kante von {@code shape} ausgerichtet. Die
+	 * x-Koordinate wird in dem Fall nicht verändert.
+	 * <p>
+	 * Befinden sich die Formen beispielsweise in folgender Position:
+	 * <pre>
+	 *              ┌─────┐
+	 *              │     │
+	 *              │  B  │
+	 *   ┌─────┐    │     │
+	 *   │     │    └──D──┘
+	 *   │  A  │
+	 *   │     │
+	 *   └──D──┘
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * <p>
+	 * werden sie durch {@code alignTo} so positioniert:
+	 * <pre>
+	 * B.alignTo(A, EAST, 0)  │  B.alignTo(A, EAST, 10)
+	 *                        │
+	 *   ┌─────┐    ┌─────┐   │    ┌─────┐
+	 *   │     │    │     │   │    │     │    ┌─────┐
+	 *   │  A  │    │  B  │   │    │  A  │    │     │
+	 *   │     │    │     │   │    │     │    │  B  │
+	 *   └──D──┘    └──D──┘   │    └──D──┘    │     │
+	 *                        │               └──D──┘
+	 *                        │
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param shape Die andere Form.
+	 * @param dir Die Richtung.
+	 * @param buff Der Abstand.
+	 */
+	public void alignTo( Shape shape, Options.Direction dir, double buff ) {
+		Point2D anchorShape = shape.getAbsAnchorPoint(dir);
+		Point2D anchorThis = this.getAbsAnchorPoint(dir);
+
+		this.x += Math.abs(dir.x) * (anchorShape.getX() - anchorThis.getX()) + dir.x * buff;
+		this.y += Math.abs(dir.y) * (anchorShape.getY() - anchorThis.getY()) + dir.y * buff;
+	}
+
+	/**
+	 * @param shape
+	 * @param dir
+	 * @see #nextTo(Shape, Options.Direction, double)
+	 */
+	public void nextTo( Shape shape, Options.Direction dir ) {
+		nextTo(shape, dir, DEFAULT_BUFFER);
+	}
+
+	/**
+	 * Bewegt die Form neben eine andere in Richtung des angegebenen
+	 * Ankerpunktes.
+	 * <p>
+	 * Im Gegensatz zu {@link #moveTo(Shape, Options.Direction, double)} wird
+	 * die Breite bzw. Höhe der Formen berücksichtigt und die Formen so
+	 * platziert, dass keine Überlappungen vorhanden sind.
+	 * <p>
+	 * Befinden sich die Formen zuvor in folgender Ausrichtung:
+	 * <pre>
+	 *                 ┌─────┐
+	 *                 │     │
+	 *                 W  B  │
+	 * ┌──────┐        │     │
+	 * │      │        └─────┘
+	 * │  A   E
+	 * │      │
+	 * └──────┘
+	 * </pre>
+	 * <p>
+	 * bringt sie der Aufruf {@code B.nextTo(A, EAST, 0)} in diese Ausrichtung:
+	 * <pre>
+	 * B.nextTo(A, EAST, 0) │  B.nextTo(A, EAST, 10)
+	 *                      │
+	 *    ┌─────┬─────┐     │     ┌─────┐ ┌─────┐
+	 *    │     │     │     │     │     │ │     │
+	 *    │  A  │  B  │     │     │  A  │ │  B  │
+	 *    │     │     │     │     │     │ │     │
+	 *    └─────┴─────┘     │     └─────┘ └─────┘
+	 *                      │
+	 * </pre>
+	 *
+	 * @param shape
+	 * @param dir
+	 * @param buff
+	 */
+	public void nextTo( Shape shape, Options.Direction dir, double buff ) {
+		Point2D anchorShape = shape.getAbsAnchorPoint(dir);
+		Point2D anchorThis = this.getAbsAnchorPoint(dir.inverse());
+
+		this.x += (anchorShape.getX() - anchorThis.getX()) + dir.x * buff;
+		this.y += (anchorShape.getY() - anchorThis.getY()) + dir.y * buff;
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( schule.ngb.zm.Color from, schule.ngb.zm.Color to, Options.Direction dir ) {
+		Point2D apDir = getAbsAnchorPoint(dir);
+		Point2D apInv = getAbsAnchorPoint(dir.inverse());
+		setGradient(apInv.getX(), apInv.getY(), from, apDir.getX(), apDir.getY(), to);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( schule.ngb.zm.Color from, schule.ngb.zm.Color to ) {
+		Point2D ap = getAbsAnchorPoint(CENTER);
+		setGradient(ap.getX(), ap.getY(), Math.min(ap.getX(), ap.getY()), from, to);
+	}
+
+    /*public void shear( double dx, double dy ) {
+        verzerrung.shear(dx, dy);
+    }*/
+
+	public AffineTransform getTransform() {
+		// Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint();
+		Point2D.Double basePoint = getAnchorPoint(Options.Direction.NORTHWEST);
+
+		AffineTransform transform = new AffineTransform();
+		transform.translate(x, y);
+		transform.rotate(Math.toRadians(rotation));
+		//transform.scale(scale, scale);
+		//transform.translate(-anchorPoint.x, -anchorPoint.y);
+		transform.translate(basePoint.x, basePoint.y);
+		return transform;
+	}
+
+	/**
+	 * Zeichnet die Form.
+	 *
+	 * @param graphics
+	 */
+	@Override
+	public final void draw( Graphics2D graphics ) {
+		draw(graphics, getTransform());
+	}
+
+	/**
+	 * Zeichnet die Form, aber wendet zuvor noch eine zusätzliche
+	 * Transformations- matrix an. Wird u.A. von der {@link ShapeGroup}
+	 * verwendet.
+	 *
+	 * @param graphics
+	 * @param transform
+	 */
+	public void draw( Graphics2D graphics, AffineTransform transform ) {
+		if( !visible ) {
+			return;
+		}
+
+		java.awt.Shape shape = getShape();
+		if( shape != null ) {
+			if( transform != null ) {
+				shape = transform.createTransformedShape(shape);
+			}
+
+			java.awt.Color currentColor = graphics.getColor();
+			fillShape(shape, graphics);
+			strokeShape(shape, graphics);
+			graphics.setColor(currentColor);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Vergleicht die Form mit einem anderen Objekt. Handelt es sich bei dem
+	 * Objekt um eine andere Form, werden Position, Drehwinkel und Skalierung
+	 * verglichen. Unterklassen überschreiben die Methode, um weitere
+	 * Eigenschaften zu berücksichtigen.
+	 * <p>
+	 * Die Eigenschaften, die durch {@link Fillable} und {@link Strokeable}
+	 * impliziert werden, werden nicht verglichen.
+	 *
+	 * @param o Ein anderes Objekt.
+	 * @return
+	 */
+	@Override
+	public boolean equals( Object o ) {
+		if( this == o ) return true;
+		if( o == null || getClass() != o.getClass() ) return false;
+		Shape pShape = (Shape) o;
+		return Double.compare(pShape.x, x) == 0 &&
+			Double.compare(pShape.y, y) == 0 &&
+			Double.compare(pShape.rotation, rotation) == 0 &&
+			Double.compare(pShape.scale, scale) == 0;
+	}
+
+	/**
+	 * Hilfsmethode für Unterklassen, um die angegebene Form mit den aktuellen
+	 * Kontureigenschaften auf den Grafik-Kontext zu zeichnen. Die Methode
+	 * verändert gegebenenfalls die aktuelle Farbe des Grafikobjekts und setzt
+	 * sie nicht auf den Ursprungswert zurück, wie von {@link #draw(Graphics2D)}
+	 * gefordert. Dies sollte die aufrufende Unterklasse übernehmen.
+	 *
+	 * @param shape Die zu zeichnende Java-AWT Form
+	 * @param graphics Das Grafikobjekt.
+	 */
+	protected void strokeShape( java.awt.Shape shape, Graphics2D graphics ) {
+		if( strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0
+			&& strokeWeight > 0.0 ) {
+			graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
+			graphics.setStroke(getStroke());
+			graphics.draw(shape);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Hilfsmethode für Unterklassen, um die angegebene Form mit der aktuellen
+	 * Füllung auf den Grafik-Kontext zu zeichnen. Die Methode verändert
+	 * gegebenenfalls die aktuelle Farbe des Grafikobjekts und setzt sie nicht
+	 * auf den Ursprungswert zurück, wie von {@link #draw(Graphics2D)}
+	 * gefordert. Dies sollte die aufrufende Unterklasse übernehmen.
+	 *
+	 * @param shape Die zu zeichnende Java-AWT Form
+	 * @param graphics Das Grafikobjekt.
+	 */
+	protected void fillShape( java.awt.Shape shape, Graphics2D graphics ) {
+		if( fill != null ) {
+			graphics.setPaint(fill);
+			graphics.fill(shape);
+		} else if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
+			graphics.setColor(fillColor.getJavaColor());
+			graphics.fill(shape);
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/ShapeGroup.java

@@ -5,7 +5,9 @@ import schule.ngb.zm.Options;
 import java.awt.Graphics2D;
 import java.awt.geom.AffineTransform;
 import java.awt.geom.Path2D;
+import java.awt.geom.Point2D;
 import java.util.ArrayList;
+import java.util.Collections;
 import java.util.LinkedList;
 import java.util.List;
 
@@ -28,10 +30,21 @@ import java.util.List;
  * benötigen, erst nach Hinzufügen der Gruppenelemente ausgeführt werden.
  * Nachdem sich die Zusammensetzung der Gruppe geändert hat, muss die Gruppe
  * ggf. neu ausgerichtet werden.
+ * <p>
+ * Für die Ausrichtung der Elemente in einer Gruppe können
+ * {@link #arrange(Options.Direction, double)},
+ * {@link #arrangeInGrid(int, Options.Direction, double, int)} und
+ * {@link #align(Options.Direction)} verwendet werden, die jeweils die Position
+ * der Formen in der Gruppe ändern und nicht die Position der Gruppe selbst (so
+ * wie z.B. {@link #alignTo(Shape, Options.Direction)}).
  */
 public class ShapeGroup extends Shape {
 
-	private List<Shape> shapes;
+	public static final int ARRANGE_ROWS = 0;
+
+	public static final int ARRANGE_COLS = 1;
+
+	private final List<Shape> shapes;
 
 	private double groupWidth = -1.0;
 
@@ -39,7 +52,7 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 
 	public ShapeGroup() {
 		super();
-		shapes = new ArrayList<>(10);
+		shapes = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>(10));
 	}
 
 	public ShapeGroup( double x, double y ) {
@@ -50,9 +63,7 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 	public ShapeGroup( double x, double y, Shape... shapes ) {
 		super(x, y);
 		this.shapes = new ArrayList<>(shapes.length);
-		for( Shape pShape : shapes ) {
-			this.shapes.add(pShape);
-		}
+		Collections.addAll(this.shapes, shapes);
 	}
 
 	public Shape copy() {
@@ -87,9 +98,11 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 
 	public <ShapeType extends Shape> List<ShapeType> getShapes( Class<ShapeType> typeClass ) {
 		LinkedList<ShapeType> list = new LinkedList<>();
-		for( Shape s : shapes ) {
-			if( typeClass.getClass().isInstance(s) ) {
-				list.add((ShapeType) s);
+		synchronized( shapes ) {
+			for( Shape shape : shapes ) {
+				if( typeClass.isInstance(shape) ) {
+					list.add(typeClass.cast(shape));
+				}
 			}
 		}
 		return list;
@@ -132,6 +145,107 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 		return groupHeight;
 	}
 
+	public void arrange( Options.Direction dir, double buffer ) {
+		Shape last = null;
+		for( Shape s : shapes ) {
+			if( last != null ) {
+				s.nextTo(last, dir, buffer);
+			} else {
+				s.moveTo(0, 0);
+			}
+			last = s;
+		}
+		invalidateBounds();
+	}
+
+	public void arrangeInRows( int n, Options.Direction dir, double buffer ) {
+		arrangeInGrid(n, dir, buffer, ARRANGE_ROWS);
+	}
+
+	public void arrangeInColumns( int n, Options.Direction dir, double buffer ) {
+		arrangeInGrid(n, dir, buffer, ARRANGE_COLS);
+	}
+
+	public void arrangeInGrid( int n, Options.Direction dir, double buffer, int mode ) {
+		// Calculate grid size
+		int rows, cols;
+		if( mode == ARRANGE_ROWS ) {
+			rows = n;
+			cols = (int) ceil(shapes.size() / (double)n);
+		} else {
+			cols = n;
+			rows = (int) ceil(shapes.size() / (double)n);
+		}
+
+		// Calculate grid cell size
+		double maxHeight = shapes.stream().mapToDouble(Shape::getHeight).reduce(0.0, Double::max);
+		double maxWidth = shapes.stream().mapToDouble(Shape::getWidth).reduce(0.0, Double::max);
+		double halfHeight = maxHeight * .5;
+		double halfWidth = maxWidth * .5;
+
+		// Layout shapes
+		for( int i = 0; i < shapes.size(); i++ ) {
+			// Calculate center of grid cell
+			int row, col;
+			switch( dir ) {
+				case UP:
+				case NORTH:
+					row = rows - i % rows;
+					col = cols - (i / rows);
+					break;
+				case LEFT:
+				case WEST:
+					row = rows - (i / cols);
+					col = cols - i % cols;
+					break;
+				case RIGHT:
+				case EAST:
+					row = i / cols;
+					col = i % cols;
+					break;
+				case DOWN:
+				case SOUTH:
+				default:
+					row = i % rows;
+					col = i / rows;
+					break;
+			}
+
+			double centerX = halfWidth + col * (maxWidth + buffer);
+			double centerY = halfHeight + row * (maxHeight + buffer);
+
+			// Move shape to proper anchor location in cell
+			Shape s = shapes.get(i);
+			Point2D ap = Shape.getAnchorPoint(maxWidth, maxHeight, s.getAnchor());
+			s.moveTo(centerX + ap.getX(), centerY + ap.getY());
+		}
+
+		invalidateBounds();
+	}
+
+	public void align( Options.Direction dir ) {
+		Shape target = shapes.stream().reduce(null,
+			( t, s ) -> {
+				if( t == null ) return s;
+				Point2D apt = t.getAbsAnchorPoint(dir);
+				Point2D aps = s.getAbsAnchorPoint(dir);
+				if( apt.getX() * dir.x >= aps.getX() * dir.x && apt.getY() * dir.y >= aps.getY() * dir.y ) {
+					return t;
+				} else {
+					return s;
+				}
+			}
+		);
+
+		for( Shape s : shapes ) {
+			if( s != target ) {
+				s.alignTo(target, dir);
+			}
+		}
+
+		invalidateBounds();
+	}
+
 	private void invalidateBounds() {
 		groupWidth = -1.0;
 		groupHeight = -1.0;
@@ -148,6 +262,25 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 			maxy = Math.max(maxy, bounds.y + bounds.height);
 		}
 
+		//groupWidth = maxx - minx;
+		//groupHeight = maxy - miny;
+		groupWidth = maxx;
+		groupHeight = maxy;
+	}
+
+	public void pack() {
+		double minx = Double.MAX_VALUE, miny = Double.MAX_VALUE,
+			maxx = Double.MIN_VALUE, maxy = Double.MIN_VALUE;
+		for( Shape pShape : shapes ) {
+			Bounds bounds = pShape.getBounds();
+			minx = Math.min(minx, bounds.x);
+			maxx = Math.max(maxx, bounds.x + bounds.width);
+			miny = Math.min(miny, bounds.y);
+			maxy = Math.max(maxy, bounds.y + bounds.height);
+		}
+
+		x = minx;
+		y = miny;
 		groupWidth = maxx - minx;
 		groupHeight = maxy - miny;
 	}

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/Text.java

@@ -2,7 +2,7 @@ package schule.ngb.zm.shapes;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.Options;
-import schule.ngb.zm.util.FontLoader;
+import schule.ngb.zm.util.io.FontLoader;
 
 import java.awt.Canvas;
 import java.awt.Font;
@@ -22,15 +22,16 @@ public class Text extends Shape {
 	protected int width = 0, height = 0, ascent = 0;
 
 	public Text( double x, double y, String text ) {
-		this(x, y, text, new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, STD_FONTSIZE));
+		this(x, y, text, new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, DEFAULT_FONTSIZE));
 	}
+
 	public Text( double x, double y, String text, String fontname ) {
 		super(x, y);
 		Font userfont = FontLoader.loadFont(fontname);
 		if( userfont != null ) {
 			font = userfont;
 		} else {
-			font = new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, STD_FONTSIZE);
+			font = new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, DEFAULT_FONTSIZE);
 		}
 		setText(text);
 		fillColor = null;
@@ -60,29 +61,58 @@ public class Text extends Shape {
 		return height;
 	}
 
-	public void setFont( String fontname ) {
-		Font newFont = FontLoader.loadFont(fontname);
+	public Font getFont() {
+		return font;
+	}
+
+	public void setFont( Font newFont ) {
+		//font = newFont.deriveFont(font.getStyle(), font.getSize2D());
+		font = new Font(newFont.getFontName(), newFont.getStyle(), newFont.getSize());
+		//font = newFont;
+		calculateBounds();
+	}
+
+	public void setFont( String fontName ) {
+		Font newFont = FontLoader.loadFont(fontName);
 		if( newFont != null ) {
 			setFont(newFont);
 		}
 	}
 
-	public void setFont( Font newFont ) {
-		font = newFont.deriveFont(font.getSize2D());
+	public void setFont( String fontName, double fontSize ) {
+		Font newFont = FontLoader.loadFont(fontName);
+		if( newFont != null ) {
+			setFont(newFont);
+		}
+		font = newFont.deriveFont((float) fontSize);
 		calculateBounds();
 	}
 
-	public Font getFont() {
-		return font;
+	public void setFont( String fontName, double fontSize, int style ) {
+		Font newFont = FontLoader.loadFont(fontName);
+		if( newFont != null ) {
+			setFont(newFont);
+		}
+		font = newFont.deriveFont(style, (float) fontSize);
+		calculateBounds();
 	}
 
-	public void setFontsize( double size ) {
+	public double getFontSize() {
+		return font.getSize2D();
+	}
+
+	public void setFontSize( double size ) {
 		font = font.deriveFont((float) size);
 		calculateBounds();
 	}
 
-	public double getFontsize() {
-		return font.getSize2D();
+	public int getFontStyle() {
+		return font.getStyle();
+	}
+
+	public void setFontStyle( int fontStyle ) {
+		font = font.deriveFont(fontStyle);
+		calculateBounds();
 	}
 
 	public String getText() {
@@ -151,19 +181,19 @@ public class Text extends Shape {
 
 	@Override
 	public void copyFrom( Shape shape ) {
-		super.copyFrom(shape);
 		if( shape instanceof Text ) {
 			Text pText = (Text) shape;
 			this.text = pText.getText();
 			this.font = pText.getFont();
-			calculateBounds();
 		}
+		super.copyFrom(shape);
+		calculateBounds();
 	}
 
 	@Override
 	public void scale( double factor ) {
 		super.scale(factor);
-		setFontsize(font.getSize2D() * factor);
+		setFontSize(font.getSize2D() * factor);
 	}
 
 	@Override
@@ -191,7 +221,7 @@ public class Text extends Shape {
 		if( strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0
 			&& strokeWeight > 0.0 ) {
 			graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-			graphics.setStroke(createStroke());
+			graphics.setStroke(getStroke());
 			graphics.drawRect(0, 0, width, height);
 		}
 

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/BarChart.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
@@ -9,6 +9,7 @@ import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.HashMap;
 
+@SuppressWarnings("unused")
 public class BarChart extends Rectangle {
 
 	public static String DEFAULT_LABEL = "%.2f";
@@ -105,10 +106,10 @@ public class BarChart extends Rectangle {
 	}
 
 	public void addValue( double pValue, Color pColor ) {
-		addValue(pValue, pColor, String.format(DEFAULT_LABEL, pValue));
+		addValue(pValue, String.format(DEFAULT_LABEL, pValue), pColor);
 	}
 
-	public void addValue( double pValue, Color pColor, String pLabel ) {
+	public void addValue( double pValue, String pLabel, Color pColor ) {
 		addValue(new BasicChartValue(pValue, pLabel, pColor));
 	}
 
@@ -288,7 +289,7 @@ public class BarChart extends Rectangle {
 			barY += barHeight + gap;
 		}
 		graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		if( inverted ) {
 			graphics.drawLine((int) width, 0, (int) width, (int) height);
 		} else {
@@ -360,7 +361,7 @@ public class BarChart extends Rectangle {
 		}
 
 		graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		if( inverted ) {
 			graphics.drawLine(0, 0, (int) width, 0);
 		} else {

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/BasicChartValue.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 
@@ -136,57 +136,36 @@ public class BasicChartValue implements ChartValue {
 		this.color = color;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public double getX() {
 		return xValue;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public double getValue() {
 		return value;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void setValue( double pValue ) {
 		this.value = pValue;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public String getLabel() {
 		return label;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void setLabel( String pLabel ) {
 		this.label = pLabel;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public Color getColor() {
 		return color;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void setColor( Color pColor ) {
 		this.color = pColor;

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/ChartAxes.java

@@ -1,7 +1,6 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
-import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.Options;
 import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
 
@@ -53,7 +52,7 @@ public class ChartAxes extends Rectangle {
 		}
 
 		graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		graphics.drawLine(0, (int)(height), (int)((xMax-xMin) * xUnit), (int)(height));
 		graphics.drawLine(0, (int)(height), 0, (int)(height - (yMax-yMin) * yUnit));
 		if( showArrows ) {

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/ChartValue.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/LineChart.java

@@ -1,7 +1,6 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
-import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import java.awt.BasicStroke;
 import java.awt.Graphics2D;
@@ -92,7 +91,7 @@ public class LineChart extends Rectangle {
 		for( ChartValue lcv : val ) {
 			if( drawLines && lastLcv != null ) {
 				graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-				graphics.setStroke(createStroke());
+				graphics.setStroke(getStroke());
 				graphics.drawLine((int)(lastLcv.getX()*xUnit), (int)(height - lastLcv.getValue()*yUnit), (int)(lcv.getX()*xUnit), (int)(height - lcv.getValue()*yUnit));
 				drawDot(graphics, lastLcv, xUnit, yUnit);
 			}

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/PieChart.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.shapes.Circle;
@@ -326,7 +326,7 @@ public class PieChart extends Circle {
 		}
 
 		graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		graphics.drawOval(0, 0, (int) (radius * 2), (int) (radius * 2));
 
 		graphics.setTransform(originalTransform);

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/RingChart.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.shapes.Circle;

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/charts/package-info.java

@@ -0,0 +1,4 @@
+/**
+ * Diese Paket enthält Formen, die Diagramme darstellen.
+ */
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;

src/main/java/schule/ngb/zm/shapes/package-info.java

@@ -0,0 +1,13 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Implementationen der abstrakten
+ * {@link schule.ngb.zm.shapes.Shape} Klasse.
+ *
+ * Jede Unterklasse von {@code Shape} stellt eine konkrete Form wie ein
+ * {@link schule.ngb.zm.shapes.Rectangle Rechteck}, ein
+ * {@link schule.ngb.zm.shapes.Circle Kreis} oder ein
+ * {@link schule.ngb.zm.shapes.Picture Bild} dar.
+ *
+ * Mit {@link schule.ngb.zm.shapes.ShapeGroup} können Formen gruppiert
+ * und gemeinsam transformiert werden.
+ */
+package schule.ngb.zm.shapes;

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Cache.java

@@ -0,0 +1,204 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import java.lang.ref.Reference;
+import java.lang.ref.SoftReference;
+import java.lang.ref.WeakReference;
+import java.util.Collection;
+import java.util.Map;
+import java.util.Set;
+import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
+import java.util.function.Function;
+import java.util.stream.Collectors;
+
+/**
+ * Ein Cache ist ein {@link Map} Implementation, die Inhaltsobjekte in einer
+ * {@link Reference} speichert und als Zwischenspeicher für Objekte dienen kann,
+ * deren Erstellung aufwendig ist.
+ * <p>
+ * Für einen Cache ist nicht garantiert, dass ein eingefügtes Objekt beim
+ * nächsten Aufruf noch vorhanden ist, da die Referenz inzwischen vom Garbage
+ * Collector gelöscht worden sein kann.
+ * <p>
+ * Als interne Map wird einen {@link ConcurrentHashMap} verwendet.
+ * <p>
+ * Ein passender Cache wird mittels der Fabrikmethoden {@link #newSoftCache()}
+ * und {@link #newWeakCache()} erstellt.
+ * <pre><code>
+ * Cache&lt;String, Image&gt; imageCache = Cache.newSoftCache();
+ * </code></pre>
+ *
+ * @param <K> Der Typ der Schlüssel.
+ * @param <V> Der Typ der Objekte.
+ */
+public final class Cache<K, V> implements Map<K, V> {
+
+	/**
+	 * Erstellt einen Cache mit {@link SoftReference} Referenzen.
+	 *
+	 * @param <K> Der Typ der Schlüssel.
+	 * @param <V> Der Typ der Objekte.
+	 * @return Ein Cache.
+	 */
+	public static <K, V> Cache<K, V> newSoftCache() {
+		return new Cache<>(SoftReference::new);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen Cache mit {@link WeakReference} Referenzen.
+	 *
+	 * @param <K> Der Typ der Schlüssel.
+	 * @param <V> Der Typ der Objekte.
+	 * @return Ein Cache.
+	 */
+	public static <K, V> Cache<K, V> newWeakCache() {
+		return new Cache<>(WeakReference::new);
+	}
+
+
+	private final Map<K, Reference<V>> cache = new ConcurrentHashMap<>();
+
+	private final Reference<V> NOCACHE;
+
+	private final Function<V, Reference<V>> refSupplier;
+
+	private Cache( Function<V, Reference<V>> refSupplier ) {
+		this.refSupplier = refSupplier;
+		NOCACHE = refSupplier.apply(null);
+	}
+
+	@Override
+	public int size() {
+		return cache.size();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean isEmpty() {
+		return cache.isEmpty();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean containsKey( Object key ) {
+		return cache.containsKey(key) && cache.get(key).get() != null;
+	}
+
+	@Override
+	public boolean containsValue( Object value ) {
+		return cache.values().stream()
+			.anyMatch(( ref ) -> ref.get() != null && ref.get() == value);
+	}
+
+	@Override
+	public V get( Object key ) {
+		if( cache.containsKey(key) ) {
+			return cache.get(key).get();
+		}
+		return null;
+	}
+
+	/**
+	 * Deaktiviert das Caching für den angegebenen Schlüssel.
+	 * <p>
+	 * Folgende Aufrufe von {@link #put(Object, Object)} mit demselben Schlüssel
+	 * haben keinen Effekt. Um das Caching wieder zu aktivieren, muss
+	 * {@link #remove(Object)} mit dem Schlüssel aufgerufen werden,
+	 *
+	 * @param key Der Schlüssel.
+	 */
+	public void disableCache( K key ) {
+		cache.put(key, NOCACHE);
+	}
+
+	/**
+	 * Prüft, ob der für den angegebenen Schlüssel zuvor
+	 * {@link #disableCache(Object)} aufgerufen wurde.
+	 *
+	 * @param key Der Schlüssel.
+	 * @return {@code true}, wenn der Schlüssel nicht gespeichert wird.
+	 */
+	public boolean isCachingDisabled( K key ) {
+		return cache.get(key) == NOCACHE;
+	}
+
+	@Override
+	public V put( K key, V value ) {
+		if( !isCachingDisabled(key) ) {
+			V prev = remove(key);
+			cache.put(key, refSupplier.apply(value));
+			return prev;
+		} else {
+			return null;
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public V remove( Object key ) {
+		Reference<V> ref = cache.get(key);
+		cache.remove(key);
+
+		V prev = null;
+		if( ref != null ) {
+			prev = ref.get();
+			ref.clear();
+		}
+		return prev;
+	}
+
+	@Override
+	public void putAll( Map<? extends K, ? extends V> m ) {
+		for( Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet() ) {
+			put(e.getKey(), e.getValue());
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void clear() {
+		cache.clear();
+	}
+
+	@Override
+	public Set<K> keySet() {
+		return cache.keySet();
+	}
+
+	@Override
+	public Collection<V> values() {
+		return cache.values().stream()
+			.filter(( ref ) -> ref.get() != null)
+			.map(( ref ) -> ref.get())
+			.collect(Collectors.toList());
+	}
+
+	@Override
+	public Set<Entry<K, V>> entrySet() {
+		return cache.entrySet().stream()
+			.filter(( e ) -> e.getValue() != null && e.getValue().get() != null)
+			.map(( e ) -> new SoftCacheEntryView(e.getKey()))
+			.collect(Collectors.toSet());
+	}
+
+	private final class SoftCacheEntryView implements Map.Entry<K, V> {
+
+		private K key;
+
+		public SoftCacheEntryView( K key ) {
+			this.key = key;
+		}
+
+		@Override
+		public K getKey() {
+			return key;
+		}
+
+		@Override
+		public V getValue() {
+			return Cache.this.get(key);
+		}
+
+		@Override
+		public V setValue( V value ) {
+			return Cache.this.put(key, value);
+		}
+
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Counter.java

@@ -0,0 +1,314 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import java.util.Collection;
+import java.util.List;
+import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
+
+/**
+ * Eine Hilfsklasse, um Dinge zu zählen.
+ * <p>
+ * Im einfachsten Fall kann der Zähler als geteilte Zählvariable genutzt werden,
+ * die mit {@link #inc()} und {@link #dec()} aus verschiedenen Objekten oder
+ * Methoden verändert werden kann.
+ * <p>
+ * Der Zähler kann aber auch Objekte zählen, indem die Instanzen an
+ * {@link #count(Object)} übergeben werden. Am Ende kann mit {@link #getCount()}
+ * die Anzahl der Objekte abgerufen werden.
+ * <p>
+ * Handelt es sich bei den Objekten um Zahlen, dann merkt sich ein
+ * {@code Counter} auch das Maximum, das Minimum, die Summe und den Durchschnitt
+ * der gezählten Werte.
+ * <p>
+ * Ein Zähler kann auch komplette Arrays oder Listen von Zahlen zählen und die
+ * obigen Statistiken auswerten.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public final class Counter {
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Integer im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
+	public static Counter fromArray( int[] values ) {
+		return new Counter().countAll(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Doubles im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
+	public static Counter fromArray( double[] values ) {
+		return new Counter().countAll(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Zahlen im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
+	public static Counter fromArray( Number[] values ) {
+		return new Counter().countAll(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Zahlen in der angegebenen
+	 * Liste gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
+	public static Counter fromList( List<Number> values ) {
+		return new Counter().countAll(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Aktuelle Anzahl gezählter Werte.
+	 */
+	private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
+
+	/**
+	 * Statistiken zu den gezählten Werten.
+	 */
+	private double min = Double.NaN, max = Double.NaN, sum = Double.NaN;
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen, leeren {@code Counter}.
+	 */
+	public Counter() {
+	}
+
+	/**
+	 * Ertstellt einen neuen {@code Counter}, der mit dem angegebenen Wert
+	 * initialisiert ist.
+	 *
+	 * @param initial Wert des Zählers zu Beginn.
+	 */
+	public Counter( int initial ) {
+		count.set(initial);
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die aktuelle Anzahl.
+	 */
+	public int getCount() {
+		return count.get();
+	}
+
+	/**
+	 * @return Das Maxium der bisher gezählten Werte.
+	 */
+	public double getMax() {
+		synchronized( count ) {
+			return max;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * @return Das Minimum der bisher gezählten Werte.
+	 */
+	public double getMin() {
+		synchronized( count ) {
+			return min;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * @return Die Summe der bisher gezählten Werte.
+	 */
+	public double getSum() {
+		synchronized( count ) {
+			return sum;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * @return Der Mittelwert der bisher gezählten Werte.
+	 */
+	public double getAvg() {
+		if( Double.isNaN(sum) ) {
+			return Double.NaN;
+		} else {
+			return sum / count.doubleValue();
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Zähler auf den angegebenen Wert.
+	 * <p>
+	 * Die anderen Statistiken werden nicht verändert.
+	 *
+	 * @param count Der neue Wert des Zählers.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter setCount( int count ) {
+		this.count.set(count);
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Zähler auf Null.
+	 * <p>
+	 * Die Statistiken werden auf {@link Double#NaN} gesetzt.
+	 *
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter reset() {
+		count.set(0);
+		synchronized( count ) {
+			min = Double.NaN;
+			max = Double.NaN;
+			sum = Double.NaN;
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Erhöht den Zähler um Eins.
+	 * <p>
+	 * Die anderen Statistiken werden nicht verändert.
+	 *
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter inc() {
+		this.count.incrementAndGet();
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Verringert den Zähler um Eins.
+	 * <p>
+	 * Die anderen Statistiken werden nicht verändert.
+	 *
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter dec() {
+		this.count.decrementAndGet();
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Zählt den angegebenen Wert.
+	 * <p>
+	 * Erhöht den Zähler um Eins und aktualisiert die Statistiken.
+	 *
+	 * @param value Der neue Wert.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter count( double value ) {
+		inc();
+		// Update stats
+		synchronized( count ) {
+			sum = Double.isNaN(sum) ? value : sum + value;
+			if( Double.isNaN(max) || max < value )
+				max = value;
+			if( Double.isNaN(min) || min > value )
+				min = value;
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Zählt die angegebene Zahl.
+	 * <p>
+	 * Erhöht den Zähler um Eins und aktualisiert die Statistiken.
+	 *
+	 * @param num Die neue Zahl.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter count( Number num ) {
+		return count(num.doubleValue());
+	}
+
+	/**
+	 * Zählt das angegebenen Objekt.
+	 * <p>
+	 * Erhöht den Zähler um Eins.
+	 *
+	 * @param obj Ein beliebiges Objekt.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Counter count( Object obj ) {
+		if( obj instanceof Number ) {
+			return count((Number) obj);
+		} else {
+			inc();
+			return this;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Zöhlt alle Werte im angegebenen Array.
+	 *
+	 * @param values Das Array der neuen Werte.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 * @see #count(double)
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public synchronized Counter countAll( double[] values ) {
+		for( double value : values ) {
+			count(value);
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Zöhlt alle Werte im angegebenen Array.
+	 *
+	 * @param values Das Array der neuen Werte.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 * @see #count(double)
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public synchronized Counter countAll( int[] values ) {
+		for( double value : values ) {
+			count(value);
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Zöhlt alle Zahlen im angegebenen Array.
+	 *
+	 * @param values Das Array der neuen Zahlen.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 * @see #count(Number)
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public synchronized Counter countAll( Number[] values ) {
+		for( Number value : values ) {
+			count(value);
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Zöhlt alle Zahlen in der angegebenen Sammlung.
+	 *
+	 * @param values Die Sammlung der neuen Zahlen.
+	 * @return Dieser Zähler selbst (method chaining).
+	 * @see #count(Number)
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public synchronized Counter countAll( Collection<Number> values ) {
+		for( Number value : values ) {
+			count(value);
+		}
+		return this;
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Faker.java

@@ -0,0 +1,400 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import java.awt.Font;
+import java.awt.FontMetrics;
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.font.LineMetrics;
+import java.awt.image.BufferedImage;
+import java.io.BufferedReader;
+import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.io.InputStreamReader;
+import java.lang.reflect.Array;
+import java.time.LocalDate;
+import java.time.LocalDateTime;
+import java.time.ZoneOffset;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.List;
+import java.util.function.*;
+import java.util.regex.Matcher;
+import java.util.regex.Pattern;
+
+import static java.lang.Math.exp;
+import static java.lang.Math.log;
+import static schule.ngb.zm.Constants.random;
+
+/**
+ * Eine Hilfsklasse, um zufällige Beispieldaten zu erzeugen.
+ * <p>
+ * Die Klasse kann verschiedene Arten realistischer Beispieldaten erzeugen.
+ * Unter anderem Namen, E-Mail-Adressen, Passwörter oder Platzhalter-Bilder.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public final class Faker {
+
+	/**
+	 * URL, von der extern generierte Fake-Bilder geladen werden können.
+	 * <p>
+	 * Die URL wird als Format-String definiert mit zwei {@code %d}
+	 * Platzhaltern, die durch die Breite und Höhe des gewünschten Bildes
+	 * ersetzt werden.
+	 */
+	public static final String FAKE_IMG_URL = "https://loremflickr.com/%d/%d";
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Benutzerdaten.
+	 * <p>
+	 * Jeder Datensatz besteht aus einem String-Array mit den folgenden Daten
+	 * <ul>
+	 * <li><code>fakeUser[i][0]</code>: Vorname</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][1]</code>: Nachname</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][2]</code>: Geschlecht</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][3]</code>: Nutzername</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][4]</code>: Passwort</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][5]</code>: E-Mail</li>
+	 * <li><code>fakeUser[i][6]</code>: Geburtsdatum</li>
+	 * </ul>
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[][] fakeUsers( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> line.split(","), String[].class);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Vornamen.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeNames( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> line.split(",")[0], String.class);
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Namen im Format
+	 * "Vorname Nachname".
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeFullnames( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> {
+			String[] parts = line.split(",");
+			return parts[0] + " " + parts[1];
+		}, String.class);
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Nutzernamen.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeUsernames( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> line.split(",")[3], String.class);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Passwörter.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakePasswords( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> line.split(",")[4], String.class);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger E-Mail-Adressen.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeEmails( int count ) {
+		return randomSample("users", count, ( line ) -> line.split(",")[5], String.class);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger deutscher
+	 * Wörter.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeStrings( int count ) {
+		return randomSample("words", count, ( line ) -> line, String.class);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger
+	 * {@code LocalDate}-Objekte, die ein Datum ohne Uhrzeit beschreiben.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static LocalDate[] fakeDates( int count ) {
+		long nowEpoch = LocalDate.now().toEpochDay();
+		long from = LocalDate.ofEpochDay(nowEpoch - 18 * 365).toEpochDay();
+		long to = LocalDate.ofEpochDay(nowEpoch - 14 * 365).toEpochDay();
+
+		LocalDate[] result = new LocalDate[count];
+		for( int i = 0; i < count; i++ ) {
+			result[i] = LocalDate.ofEpochDay((int) Constants.interpolate(from, to, random()));
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger
+	 * {@code LocalDateTime}-Objekte, die einen Zeitpunkt mit Dateum und Uhrzeit
+	 * beschreiben,
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static LocalDateTime[] fakeDatetimes( int count ) {
+		long nowEpoch = LocalDateTime.now().toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
+		long from = LocalDateTime.ofEpochSecond(nowEpoch - 18 * 365, 0, ZoneOffset.UTC).toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
+		long to = LocalDateTime.ofEpochSecond(nowEpoch - 14 * 365, 0, ZoneOffset.UTC).toEpochSecond(ZoneOffset.UTC);
+
+		LocalDateTime[] result = new LocalDateTime[count];
+		for( int i = 0; i < count; i++ ) {
+			result[i] = LocalDateTime.ofEpochSecond((int) Constants.interpolate(from, to, random()), 0, ZoneOffset.UTC);
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt einen Blindtext mit der angegebenen Anzahl Worten, aufgeteilt in
+	 * die angegebene Anzahl Absätze.
+	 * <p>
+	 * Abssätze werden duch einen doppelten Zeilenumbruch {@code \n\n}
+	 * getrennt.
+	 *
+	 * @param words Anzahl Wörter im Text insgesamt.
+	 * @param paragraphs Anzahl Absätze.
+	 * @return Ein zufälliger Blindtext.
+	 */
+	public static String fakeText( int words, int paragraphs ) {
+		String basetext = "";
+		try(
+			InputStream in = Faker.class.getResourceAsStream("mock-text.txt");
+			BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in))
+		) {
+			basetext = reader.readLine();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error generating fake blindtext: " + ex.getMessage());
+		}
+
+		String result = basetext.repeat(words / 283);
+
+		int w = (words % 283);
+		if( w > 0 ) {
+			Matcher m = Pattern.compile("([a-zA-Z_0-9\\u00C0-\\u017F]+\\W+){" + w + "}").matcher(basetext);
+			if( m.find() ) {
+				result += m.group().stripTrailing();
+			}
+		}
+
+		if( paragraphs > 1 ) {
+			int half = words / paragraphs;
+			final int maxLength = result.length();
+			Matcher m = Pattern.compile("([a-zA-Z_0-9\\u00C0-\\u017F]+\\W+){" + (half - 10) + "," + (half + 10) + "}([a-zA-Z_0-9\\u00C0-\\u017F]+)\\.").matcher(result);
+			if( m.find() ) {
+				result = m.replaceAll(( mr ) -> mr.end() == maxLength ? mr.group().trim() : mr.group().trim() + "\n\n");
+			}
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit der angegebenen Anzahl zufällig erzeugter Integer
+	 * im angegebenen Bereich.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der Zahlen im Array.
+	 * @param min Untere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param max Obere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @return Ein Array mit Zufallszahlen.
+	 * @see Constants#random(int, int)
+	 */
+	public static int[] fakeIntArray( int count, int min, int max ) {
+		int[] arr = new int[count];
+		for( int i = 0; i < count; i++ ) {
+			arr[i] = random(min, max);
+		}
+		return arr;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt eine Liste mit der angegebenen Anzahl zufällig erzeugter Integer
+	 * im angegebenen Bereich.
+	 * <p>
+	 * Ist {@code list} ein Listenobjekt, werden dei Zahlen an diese angehängt.
+	 * Wird {@code null} übergeben, wird eine neue {@link ArrayList} erzeugt.
+	 *
+	 * @param count Anzahl der erzeugten Zahlen.
+	 * @param min Untere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param max Obere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param list Eine Liste, die befüllt werden soll, oder {@code null}.
+	 * @return Ein Array mit Zufallszahlen.
+	 * @see Constants#random(int, int)
+	 */
+	public static List<Integer> fakeIntegerList( int count, int min, int max, List<Integer> list ) {
+		List<Integer> result = (list == null) ? new ArrayList<>(count) : list;
+		fakeIntegers(count, min, max, result::add);
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt die angegebene Anzahl Zufallszahlen im angegebenen Bereich und
+	 * übergibt sie an den angegebenen {@code Consumer}.
+	 *
+	 * Ein typischer Aufruf, um eine {@code #LinkedList} mit 100 Zufallszahlen
+	 * zu erzeugen könnte so aussehen:
+	 * <pre><code>
+	 * List&lt;Integer&gt; l = new LinkedList&lt;&gt;();
+	 * Faker.fakeIntegers(100, 0, 100, l::add);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param count Anzahl der erzeugten Zahlen.
+	 * @param min Untere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param max Obere Grenze der Zufallszahlen.
+	 * @param con {@code Consumer} für die Zahlen.
+	 */
+	public static void fakeIntegers( int count, int min, int max, Consumer<Integer> con ) {
+		for( int i = 0; i < count; i++ ) {
+			con.accept(random(min, max));
+		}
+	}
+
+	public static <L> L fakeIntegers( int count, int min, int max, Supplier<L> sup, BiConsumer<L, Integer> con ) {
+		L result = sup.get();
+
+		for( int i = 0; i < count; i++ ) {
+			con.accept(result, random(min, max));
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+	@SuppressWarnings( "unchecked" )
+	private static <T> T[] randomSample( String filename, int count, Function<String, T> transformer, Class<T> type ) {
+		T[] result = (T[]) Array.newInstance(type, count);
+
+		int i = 0;
+		double k = count; // cast to double
+
+		double W = exp(log(random()) / k);
+
+		try(
+			InputStream in = Faker.class.getResourceAsStream("mock-" + filename + ".csv");
+			BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in))
+		) {
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				if( i < count ) {
+					result[i] = transformer.apply(line);
+					i += 1;
+				} else {
+					int j = (int) (log(random()) / log(1 - W)) + 1;
+					while( j > 0 ) {
+						line = reader.readLine();
+						j -= 1;
+					}
+
+					if( line != null ) {
+						result[random(0, count - 1)] = transformer.apply(line);
+						i += 1;
+					} else {
+						break;
+					}
+
+					W *= exp(log(random()) / k);
+				}
+			}
+
+			// Fill remaining array
+			while( i < count ) {
+				result[i] = result[random(0, i - 1)];
+				i += 1;
+			}
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error loading mock data file: " + ex.getMessage());
+		}
+
+		return result;
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Platzhalter-Bild in der angegebenen Größe.
+	 * <p>
+	 * Das Bild ist ein aus dem Internet geladenes, zufälliges Motiv, dass unter
+	 * einer freien Lizenz (Creative Commons) steht.
+	 *
+	 * @param width Breite des Bildes.
+	 * @param height Höhe des Bildes.
+	 * @return Ein zufälliges Bild in der angegebenen Größe.
+	 */
+	public static BufferedImage fakeImage( int width, int height ) {
+		return fakeImage(width, height, true);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Platzhalter-Bild in der angegebenen Größe.
+	 * <p>
+	 * Wenn {@code fromWeb} auf {@code true} gesetzt ist, wird ein zufälliges
+	 * Motiv, das unter einer freien Lizenz (Creative Commons) steht, geladen.
+	 * Bei {@code false} wird das Bild lokal generiert.
+	 *
+	 * @param width Breite des Bildes.
+	 * @param height Höhe des Bildes.
+	 * @param fromWeb Bei {@code true} wird das Bild aus dem Internet geladen,
+	 * 	bei {@code false} wird das Bild lokal erzeugt.
+	 * @return Ein zufälliges Bild in der angegebenen Größe.
+	 */
+	public static BufferedImage fakeImage( int width, int height, boolean fromWeb ) {
+		if( !fromWeb ) {
+			BufferedImage img = ImageLoader.createImage(width, height);
+			Graphics2D graphics = (Graphics2D) img.getGraphics().create();
+
+			String text = width + " x " + height;
+
+			Color clr = Constants.randomNiceColor();
+
+			graphics.setBackground(clr.getJavaColor());
+			graphics.clearRect(0, 0, width, height);
+
+			graphics.setColor(clr.textcolor().getJavaColor());
+			graphics.setFont(new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, (int) ((width + height) * 0.05)));
+			FontMetrics fontMerics = graphics.getFontMetrics();
+			LineMetrics lineMetrics = fontMerics.getLineMetrics(text, graphics);
+			graphics.drawString(text,
+				(width - fontMerics.stringWidth(text)) / 2,
+				(int) (height / 2 - lineMetrics.getDescent() + lineMetrics.getAscent() / 2)
+			);
+			graphics.dispose();
+
+			return img;
+		} else {
+			return ImageLoader.loadImage(String.format(FAKE_IMG_URL, width, height), false);
+		}
+	}
+
+	private Faker() {
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(Faker.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Log.java

@@ -1,6 +1,9 @@
 package schule.ngb.zm.util;
 
-import java.util.Enumeration;
+import java.io.PrintWriter;
+import java.io.StringWriter;
+import java.time.ZoneId;
+import java.time.ZonedDateTime;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.function.Supplier;
 import java.util.logging.*;
@@ -23,12 +26,17 @@ import static java.util.logging.Level.*;
  * Klasse nur genau ein {@code Log}-Objekt erstellt. Mehrere {@code Log}s nutzen
  * dann aber denselben {@code Logger}.
  * <p>
- * Die API orientiert sich lose an <a href="#">Log4j</a> und vereinfacht die
+ * Die API orientiert sich lose an <a
+ * href="https://logging.apache.org/log4j/2.x/">Log4j</a> und vereinfacht die
  * Nutzung der Java logging API für die häufigsten Anwendungsfälle.
  */
 public final class Log {
 
-	private static final String ROOT_LOGGER = "schule.ngb.zm";
+	private static final String ROOT_LOGGER = "schule";
+
+	private static final String DEFAULT_LOG_FORMAT = "[%1$tT] [%4$11s] %5$s %6$s%n";
+
+	private static final String DEFAULT_DEBUG_FORMAT = "[%1$tT] [%4$11s] (%2$s) %5$s %6$s%n";
 
 	private static boolean LOGGING_INIT = false;
 
@@ -43,7 +51,7 @@ public final class Log {
 	 *
 	 * @see #enableGlobalLevel(Level)
 	 */
-	public static final void enableGlobalDebugging() {
+	public static void enableGlobalDebugging() {
 		enableGlobalLevel(ALL);
 	}
 
@@ -68,32 +76,18 @@ public final class Log {
 	 * @param level Das Level, auf das alle {@code Logger} und {@code Handler}
 	 * 	mindestens	herabgesenkt werden sollen.
 	 */
-	public static final void xenableGlobalLevel( Level level ) {
-		int lvl = Validator.requireNotNull(level).intValue();
+	public static void enableGlobalLevel( Level level ) {
+		int lvl = Validator.requireNotNull(level, "level").intValue();
+		ensureRootLoggerInitialized();
 
-		Logger rootLogger = Logger.getLogger(ROOT_LOGGER);
-		rootLogger.setLevel(level);
-
-		for( Handler handler : rootLogger.getHandlers() ) {
-			if( handler instanceof ConsoleHandler ) {
-				Level handlerLevel = handler.getLevel();
-				if( handlerLevel == null || handler.getLevel().intValue() > lvl ) {
-					handler.setLevel(level);
-				}
-			}
-		}
-	}
-
-	public static final void enableGlobalLevel( Level level ) {
-		int lvl = Validator.requireNotNull(level).intValue();
-
-		// Decrease level of root level ConsoleHandlers for outpu
+		// Decrease level of root level ConsoleHandlers for output
 		Logger rootLogger = Logger.getLogger("");
 		for( Handler handler : rootLogger.getHandlers() ) {
 			if( handler instanceof ConsoleHandler ) {
 				Level handlerLevel = handler.getLevel();
 				if( handlerLevel == null || handler.getLevel().intValue() > lvl ) {
 					handler.setLevel(level);
+					handler.setFormatter(new LogFormatter());
 				}
 			}
 		}
@@ -117,16 +111,41 @@ public final class Log {
 				}
 			}
 		}
+
+		Logger LOG = Logger.getLogger(ROOT_LOGGER);
+		LOG.fine("Debug logging enabled.");
 	}
 
-	public static final Log getLogger( Class<?> clazz ) {
-		if( !LOGGING_INIT ) {
-			Logger.getLogger(ROOT_LOGGER);
-			LOGGING_INIT = true;
-		}
+	public static Log getLogger( Class<?> clazz ) {
+		ensureRootLoggerInitialized();
 		return new Log(clazz);
 	}
 
+	private static void ensureRootLoggerInitialized() {
+		if( LOGGING_INIT ) {
+			return;
+		}
+
+		if( System.getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null ) {
+			System.setProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format", DEFAULT_LOG_FORMAT);
+		}
+		Logger rootLogger = Logger.getLogger(ROOT_LOGGER);
+		rootLogger.setLevel(Level.INFO);
+
+		if( System.getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null
+			&& LogManager.getLogManager().getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null ) {
+			rootLogger.addHandler(new StreamHandler(System.err, new LogFormatter()) {
+				@Override
+				public synchronized void publish( final LogRecord record ) {
+					super.publish(record);
+					flush();
+				}
+			});
+		}
+
+		LOGGING_INIT = true;
+	}
+
 	private final Logger LOGGER;
 
 	private final Class<?> sourceClass;
@@ -180,26 +199,15 @@ public final class Log {
 		}
 	}
 
-	private String inferCallerName() {
-		StackTraceElement[] trace = new Throwable().getStackTrace();
-		for( int i = 0; i < trace.length; i++ ) {
-			/// if( trace[i].getClassName().equals(sourceClass.getName()) ) {
-			if( !trace[i].getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
-				return trace[i].getMethodName();
-			}
-		}
-		return "unknown";
-	}
-
 	private void doLog( Level level, final Throwable throwable, final Supplier<String> msgSupplier ) {
 		String clazz = sourceClass.getName();
 		String method = "unknown";
 
 		StackTraceElement[] trace = new Throwable().getStackTrace();
-		for( int i = 0; i < trace.length; i++ ) {
-			if( !trace[i].getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
-				clazz = trace[i].getClassName();
-				method = trace[i].getMethodName();
+		for( StackTraceElement stackTraceElement : trace ) {
+			if( !stackTraceElement.getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
+				clazz = stackTraceElement.getClassName();
+				method = stackTraceElement.getMethodName();
 				break;
 			}
 		}
@@ -315,4 +323,40 @@ public final class Log {
 		this.log(FINER, throwable, msgSupplier);
 	}
 
+	static final class LogFormatter extends Formatter {
+
+		@Override
+		public String format( LogRecord record ) {
+			ZonedDateTime zdt = ZonedDateTime.ofInstant(
+				record.getInstant(), ZoneId.systemDefault());
+			String source;
+			if( record.getSourceClassName() != null ) {
+				source = record.getSourceClassName();
+				if( record.getSourceMethodName() != null ) {
+					source += " " + record.getSourceMethodName();
+				}
+			} else {
+				source = record.getLoggerName();
+			}
+			String message = formatMessage(record);
+			String throwable = "";
+			if( record.getThrown() != null ) {
+				StringWriter sw = new StringWriter();
+				PrintWriter pw = new PrintWriter(sw);
+				pw.println();
+				record.getThrown().printStackTrace(pw);
+				pw.close();
+				throwable = sw.toString();
+			}
+			return String.format(DEFAULT_DEBUG_FORMAT,
+				zdt,
+				source,
+				record.getLoggerName(),
+				record.getLevel().getLocalizedName(),
+				message,
+				throwable);
+		}
+
+	}
+
 }

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Noise.java

@@ -0,0 +1,367 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import java.util.Random;
+
+/**
+ * Generator für Perlin-Noise.
+ * <p>
+ * Die Implementierung basiert auf dem von Ken Perlin entwickelten Algorithmus
+ * und wurde anhand der <a
+ * href="https://adrianb.io/2014/08/09/perlinnoise.html">Beschreibung von
+ * FLAFLA2</a> implementiert.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Noise {
+
+	private static final int N = 256;
+
+	private static final int M = N - 1;
+
+	/**
+	 * Interne Permutationstabelle für diesen Generator.
+	 */
+	private int[] p;
+
+	private double octaves = 1, persistence = .5;
+
+	private double frequency = 1;
+
+	private double amplitude = 1;
+
+	private int repeat = -1;
+
+	private double rangeMin = 0.0, rangeMax = 1.0;
+
+	public Noise() {
+		this(null);
+	}
+
+	public Noise( long seed ) {
+		init(new Random(seed));
+	}
+
+	/**
+	 * Initialisiert diesen Perlin-Noise mit dem angegebenen Zufallsgenerator.
+	 *
+	 * @param rand Ein Zufallsgenerator-Objekt.
+	 */
+	public Noise( Random rand ) {
+		init(rand);
+	}
+
+	public double getOctaves() {
+		return octaves;
+	}
+
+	public void setOctaves( double pOctaves ) {
+		this.octaves = pOctaves;
+	}
+
+	public double getPersistence() {
+		return persistence;
+	}
+
+	public void setPersistence( double pPersistence ) {
+		this.persistence = pPersistence;
+	}
+
+	public double getFrequency() {
+		return frequency;
+	}
+
+	public void setFrequency( double pFrequency ) {
+		this.frequency = pFrequency;
+	}
+
+	public double getAmplitude() {
+		return amplitude;
+	}
+
+	public void setAmplitude( double pAmplitude ) {
+		this.amplitude = pAmplitude;
+	}
+
+	public void setRange( double pRangeMin, double pRangeMax ) {
+		this.rangeMin = pRangeMin;
+		this.rangeMax = pRangeMax;
+	}
+
+	public double getRangeMin() {
+		return rangeMin;
+	}
+
+	public double getRangeMax() {
+		return rangeMax;
+	}
+
+	public int getRepeat() {
+		return repeat;
+	}
+
+	public void setRepeat( int pRepeat ) {
+		this.repeat = pRepeat;
+	}
+
+	public double noise( double x ) {
+		double total = 0;
+		double freq = this.frequency;
+		double amp = this.amplitude;
+		double maxValue = 0;
+
+		for( int i = 0; i < octaves; i++ ) {
+			total += perlin(x * freq) * amp;
+
+			maxValue += amp;
+
+			amp *= persistence;
+			freq *= 2;
+		}
+
+		return lerp(rangeMin, rangeMax, (total / maxValue));
+	}
+
+	public double noise( double x, double y ) {
+		double total = 0;
+		double freq = this.frequency;
+		double amp = this.amplitude;
+		double maxValue = 0;
+
+		for( int i = 0; i < octaves; i++ ) {
+			total += perlin(x * freq, y * freq) * amp;
+
+			maxValue += amp;
+
+			amp *= persistence;
+			freq *= 2;
+		}
+
+		return lerp(rangeMin, rangeMax, (total / maxValue));
+	}
+
+	public double noise( double x, double y, double z ) {
+		double total = 0;
+		double freq = this.frequency;
+		double amp = this.amplitude;
+		double maxValue = 0;
+
+		for( int i = 0; i < octaves; i++ ) {
+			total += perlin(x * freq, y * freq, z * freq) * amp;
+
+			maxValue += amp;
+
+			amp *= persistence;
+			freq *= 2;
+		}
+
+		return lerp(rangeMin, rangeMax, (total / maxValue));
+	}
+
+	private double perlin( double x ) {
+		// @formatter:off
+		if( repeat > 0 ) {
+			x %= repeat;
+		}
+
+		int xi = (int)x & M;
+
+		double xf = x - (int)x;
+
+		double u = fade(xf);
+
+		int a, b;
+		a = p[    xi ];
+		b = p[inc(xi)];
+
+		return (lerp(grad(a,xf), grad(b,xf-1), u) + 1) / 2;
+		// @formatter:on
+	}
+
+	private double perlin( double x, double y ) {
+		// @formatter:off
+		if( repeat > 0 ) {
+			x %= repeat;
+			y %= repeat;
+		}
+
+		int xi = (int) x & M;
+		int yi = (int) y & M;
+
+		double xf = x - (int) x;
+		double yf = y - (int) y;
+
+		double u = fade(xf);
+		double v = fade(yf);
+
+		int aa, ab, ba, bb;
+		aa = p[p[    xi ] +     yi ];
+		ab = p[p[    xi ] + inc(yi)];
+		ba = p[p[inc(xi)] +     yi ];
+		bb = p[p[inc(xi)] + inc(yi)];
+
+		double x1, x2;
+		x1 = lerp(
+			grad(aa,    xf  , yf),
+			grad(ba, xf-1, yf),
+			u);
+		x2 = lerp(
+			grad(ab,    xf  , yf-1),
+			grad(bb, xf-1, yf-1),
+			u);
+
+		return (lerp(x1, x2, v) + 1) / 2;
+		// @formatter:on
+	}
+
+	private double perlin( double x, double y, double z ) {
+		// @formatter:off
+		if( repeat > 0 ) {
+			x %= repeat;
+			y %= repeat;
+			z %= repeat;
+		}
+
+		int xi = (int)x & M;
+		int yi = (int)y & M;
+		int zi = (int)z & M;
+		double xf = x - (int)x;
+		double yf = y - (int)y;
+		double zf = z - (int)z;
+
+		double u = fade(xf);
+		double v = fade(yf);
+		double w = fade(zf);
+
+		int aaa, aba, aab, abb, baa, bba, bab, bbb;
+		aaa = p[p[p[    xi ] +     yi ] +     zi ];
+		aba = p[p[p[    xi ] + inc(yi)] +     zi ];
+		aab = p[p[p[    xi ] +     yi ] + inc(zi)];
+		abb = p[p[p[    xi ] + inc(yi)] + inc(zi)];
+		baa = p[p[p[inc(xi)] +     yi ] +     zi ];
+		bba = p[p[p[inc(xi)] + inc(yi)] +     zi ];
+		bab = p[p[p[inc(xi)] +     yi ] + inc(zi)];
+		bbb = p[p[p[inc(xi)] + inc(yi)] + inc(zi)];
+
+		double x1, x2, y1, y2;
+		x1 = lerp(
+			grad(aaa,    xf  , yf, zf),
+			grad(baa, xf-1, yf, zf),
+			u);
+		x2 = lerp(
+			grad(aba,    xf  , yf-1, zf),
+			grad(bba, xf-1, yf-1, zf),
+			u);
+		y1 = lerp(x1, x2, v);
+
+		x1 = lerp(
+			grad(aab,    xf  , yf, zf-1),
+			grad(bab, xf-1, yf, zf-1),
+			u);
+		x2 = lerp(
+			grad(abb,    xf  , yf-1, zf-1),
+			grad(bbb, xf-1, yf-1, zf-1),
+			u);
+		y2 = lerp(x1, x2, v);
+
+		return (lerp(y1, y2, w) + 1) / 2;
+		// @formatter:on
+	}
+
+	public void init( Random rand ) {
+		p = new int[N * 2];
+
+		if( rand == null ) {
+			System.arraycopy(PERLIN_PERMUTATION, 0, p, 0, N);
+		} else {
+			// Generate random permutation
+			for( int i = 0; i < N; i++ ) {
+				int n = rand.nextInt(N);
+				if( p[n] == 0 )
+					p[n] = i;
+				else
+					i--;
+			}
+		}
+
+		// Duplicate permutation array to prevent overflow errors
+		System.arraycopy(p, 0, p, N, N);
+	}
+
+	private double fade( double t ) {
+		return t * t * t * (t * (t * 6 - 15) + 10);
+	}
+
+	private double lerp( double a, double b, double t ) {
+		return a + t * (b - a);
+	}
+
+	private int inc( int i ) {
+		++i;
+		if( repeat > 0 )
+			i = i % repeat;
+		return i;
+	}
+
+	private double grad( int hash, double x ) {
+		switch( hash & 0x1 ) {
+			// @formatter:off
+			case 0x0: return  x;
+			case 0x1: return -x;
+			 default: return 0;
+			// @formatter:on
+		}
+	}
+
+
+	private double grad( int hash, double x, double y ) {
+		switch( hash & 0x3 ) {
+			// @formatter:off
+			case 0x0: return  x;
+			case 0x1: return -x;
+			case 0x2: return  y;
+			case 0x3: return -y;
+			 default: return 0;
+			// @formatter:on
+		}
+	}
+
+	private double grad( int hash, double x, double y, double z ) {
+		switch( hash & 0xF ) {
+			// @formatter:off
+			case 0x0: return  x + y;
+			case 0x1: return -x + y;
+			case 0x2: return  x - y;
+			case 0x3: return -x - y;
+			case 0x4: return  x + z;
+			case 0x5: return -x + z;
+			case 0x6: return  x - z;
+			case 0x7: return -x - z;
+			case 0x8: return  y + z;
+			case 0x9: return -y + z;
+			case 0xA: return  y - z;
+			case 0xB: return -y - z;
+			case 0xC: return  y + x;
+			case 0xD: return -y + z;
+			case 0xE: return  y - x;
+			case 0xF: return -y - z;
+			 default: return 0; // never happens
+			// @formatter:on
+		}
+	}
+
+	private static final int[] PERLIN_PERMUTATION = new int[]{
+		151, 160, 137, 91, 90, 15,
+		131, 13, 201, 95, 96, 53, 194, 233, 7, 225, 140, 36, 103, 30, 69, 142, 8, 99, 37, 240, 21, 10, 23,
+		190, 6, 148, 247, 120, 234, 75, 0, 26, 197, 62, 94, 252, 219, 203, 117, 35, 11, 32, 57, 177, 33,
+		88, 237, 149, 56, 87, 174, 20, 125, 136, 171, 168, 68, 175, 74, 165, 71, 134, 139, 48, 27, 166,
+		77, 146, 158, 231, 83, 111, 229, 122, 60, 211, 133, 230, 220, 105, 92, 41, 55, 46, 245, 40, 244,
+		102, 143, 54, 65, 25, 63, 161, 1, 216, 80, 73, 209, 76, 132, 187, 208, 89, 18, 169, 200, 196,
+		135, 130, 116, 188, 159, 86, 164, 100, 109, 198, 173, 186, 3, 64, 52, 217, 226, 250, 124, 123,
+		5, 202, 38, 147, 118, 126, 255, 82, 85, 212, 207, 206, 59, 227, 47, 16, 58, 17, 182, 189, 28, 42,
+		223, 183, 170, 213, 119, 248, 152, 2, 44, 154, 163, 70, 221, 153, 101, 155, 167, 43, 172, 9,
+		129, 22, 39, 253, 19, 98, 108, 110, 79, 113, 224, 232, 178, 185, 112, 104, 218, 246, 97, 228,
+		251, 34, 242, 193, 238, 210, 144, 12, 191, 179, 162, 241, 81, 51, 145, 235, 249, 14, 239, 107,
+		49, 192, 214, 31, 181, 199, 106, 157, 184, 84, 204, 176, 115, 121, 50, 45, 127, 4, 150, 254,
+		138, 236, 205, 93, 222, 114, 67, 29, 24, 72, 243, 141, 128, 195, 78, 66, 215, 61, 156, 180
+	};
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Timer.java

@@ -0,0 +1,193 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import java.util.concurrent.TimeUnit;
+
+/**
+ * Hilfsklasse zur Zeitmessung im Nanosekundenbereich.
+ * <p>
+ * Mit einem {@code Timer} kann zum Beispiel die Laufzeit eines Algorithmus
+ * gemessen werden. Wie eine echte Stoppuhr läuft der {@code Timer} weiter, wenn
+ * nach einem {@link #stop()} wieder {@link #start()} aufgerufen wird. Soll die
+ * Zeitmessung wieder bei null beginnen, muss vorher {@link #reset()} genutzt
+ * werden.
+ * <p>
+ * Die gemessene Zeit kann in {@link #getMillis() Millisekunden} oder
+ * {@link #getSeconds() Sekunden} abgerufen werden. Wird eine noch größere
+ * Genauigkeit benötigt, können mit {@link #getTime(TimeUnit)} beliebige
+ * Zeiteinheiten (zum Beispiel {@link TimeUnit#NANOSECONDS Nanosekunden})
+ * abgerufen werden.
+ * <p>
+ * Die Zeit kann auch bei laufender Uhr abgefragt werden. In dem Fall wird die
+ * bis zu diesem Zeitpunkt gemessene Zeit zurückgegeben.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public final class Timer {
+
+	/**
+	 * Die Basiseinheit für die Zeitmessung.
+	 */
+	private final TimeUnit baseUnit;
+
+	/**
+	 * Ob die Zeitmessung gerade läuft.
+	 */
+	private boolean running = false;
+
+	/**
+	 * Startzeit der Zeitmessung. -1, wenn noch keine Messung gestartet wurde.
+	 */
+	private long start = -1;
+
+	/**
+	 * Zeit, die bisher bei allen Zeitmessungen, die gestoppt wurden, insgesamt
+	 * vergangen ist.
+	 */
+	private long elapsed = 0;
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Timer} mit Millisekunden als Basiseinheit.
+	 */
+	public Timer() {
+		this(TimeUnit.MILLISECONDS);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen {@code Timer}, der die angegebene Einheit als Basiseinheit
+	 * für {@link #getTime()} benutzt.
+	 * <p>
+	 * Um eine Zeitmessung in Nanosekunden durchzuführen, kann der {@code Timer}
+	 * beispielsweise so instanziiert werden:
+	 * <pre><code>
+	 * Timer clock = new Timer(TimeUnit.NANOSECONDS);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param baseUnit Die Basiseinheit für die Zeitmessung.
+	 */
+	public Timer( TimeUnit baseUnit ) {
+		this.baseUnit = baseUnit;
+	}
+
+	/**
+	 * Ob die Zeitmessung gerade läuft.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Zeitmessung mit {@link #start()} gestartet
+	 * 	wurde.
+	 */
+	public boolean isRunning() {
+		return running;
+	}
+
+	/**
+	 * Startet die Zeitmessung.
+	 * <p>
+	 * Wenn zuvor schon eine Zeitmessung gestartet wurde, wird die neue Messung
+	 * zur Summe aller Messungen hinzuaddiert. Soll die Messung bei null
+	 * starten, muss vorher {@link #reset()} verwendet werden:
+	 *
+	 * <pre><code>
+	 * // Timer auf null stellen und sofort starten
+	 * timer.reset().start();
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Timer start() {
+		start = System.nanoTime();
+		running = true;
+
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Stoppt den {@code Timer}, wenn er derzeit läuft. Die gemessene Dauer wird
+	 * zur Summe aller gemessenen Zeiten hinzuaddiert.
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Timer stop() {
+		if( running ) {
+			running = false;
+			elapsed += System.nanoTime() - start;
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den {@code Timer} auf den Startzustand und löscht alle bisher
+	 * gemessenen Zeiten. Falls die Zeitmessung gerade läuft, stoppt sie nicht,
+	 * sondern startet vom Zeitpunkt des Aufrufs neu.
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public Timer reset() {
+		elapsed = 0;
+		start = -1;
+
+		if( running ) {
+			start = System.nanoTime();
+		}
+
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Zeit in der Basiseinheit zurück.
+	 *
+	 * @return Die bisher insgesamt gemessene Zeit.
+	 */
+	public long getTime() {
+		return getTime(baseUnit);
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Zeit in der angegebenen Einheit zurück.
+	 * <p>
+	 * Größere Zeiteinheiten werden gerundet und verlieren daher an Genauigkeit.
+	 * Eine Zeitmessung von 999 Millisekunden wird als 0 Sekunden
+	 * zurückgegeben.
+	 * <p>
+	 * Um genauere Ergebnisse zu erhalten, kann mit {@link #getMillis()} und
+	 * {@link #getSeconds()} die gemessene Zeit in Minuten beziehungsweise
+	 * Sekunden als Kommazahl abgefragt werden.
+	 *
+	 * @param unit Zeiteinheit
+	 * @return Die bisher insgesamt gemessene Zeit in der gewählten Zeiteinheit.
+	 */
+	public long getTime( TimeUnit unit ) {
+		if( running ) {
+			return unit.convert(System.nanoTime() - start + elapsed, TimeUnit.NANOSECONDS);
+		} else {
+			return unit.convert(elapsed, TimeUnit.NANOSECONDS);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die gemessene Zeit in Millisekunden (gerundet) zurück.
+	 *
+	 * @return Die gemessene Zeit in ms.
+	 */
+	public int getMillis() {
+		if( running ) {
+			return (int) ((System.nanoTime() - start + elapsed) / 1000000);
+		} else {
+			return (int) (elapsed / 1000000);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die gemessene Zeit in Sekunden zurück.
+	 *
+	 * @return Die gemessene Zeit in s.
+	 */
+	public double getSeconds() {
+		if( running ) {
+			return (System.nanoTime() - start + elapsed) / 1000000000.0;
+		} else {
+			return elapsed / 1000000000.0;
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/Validator.java

@@ -1,39 +1,62 @@
 package schule.ngb.zm.util;
 
 import java.util.Objects;
-import java.util.function.Predicate;
 import java.util.function.Supplier;
 
+/**
+ * Statische Methoden, um Methodenparameter auf Gültigkeit zu prüfen.
+ */
+@SuppressWarnings( {"unused", "UnusedReturnValue"} )
 public class Validator {
 
-	public static final <T> T requireNotNull( T obj ) {
-		return Objects.requireNonNull(obj);
+	public static final <T> T requireNotNull( T obj, CharSequence paramName ) {
+		return requireNotNull(obj, () -> "Parameter <%s> may not be null.".format(paramName.toString()));
 	}
 
-	public static final <T> T requireNotNull( T obj, CharSequence msg ) {
-		return Objects.requireNonNull(obj, msg::toString);
+	public static final <T> T requireNotNull( T obj, CharSequence paramName, CharSequence msg ) {
+		return requireNotNull(obj, () -> msg.toString().format(paramName.toString()));
 	}
 
 	public static final <T> T requireNotNull( T obj, Supplier<String> msg ) {
-		return Objects.requireNonNull(obj, msg);
+		if( obj == null ) {
+			throw new NullPointerException(msg == null ? "Parameter may nut be null." : msg.get());
+		}
+		return obj;
 	}
 
-	public static final String requireNotEmpty( String str ) {
-		return requireNotEmpty(str, (Supplier<String>)null);
+	public static final String requireNotEmpty( String str, CharSequence paramName ) {
+		return requireNotEmpty(str, () -> String.format("Parameter <%s> may not be empty string (<%s> provided)", paramName, str));
 	}
 
-	public static final String requireNotEmpty( String str, CharSequence msg ) {
-		return requireNotEmpty(str, msg::toString);
+	public static final String requireNotEmpty( String str, CharSequence paramName, CharSequence msg ) {
+		return requireNotEmpty(str, () -> msg.toString().format(paramName.toString()));
 	}
 
 	public static final String requireNotEmpty( String str, Supplier<String> msg ) {
-		if( str.isEmpty() )
+		if( str.isEmpty() ) {
 			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter may not be empty string (<%s> provided)", str) : msg.get());
+		}
 		return str;
 	}
 
+	public static final <T> T[] requireNotEmpty( T[] arr, CharSequence paramName ) {
+		return requireNotEmpty(arr, () -> String.format("Parameter <%s> may not be empty", paramName));
+	}
+
+	public static final <T> T[] requireNotEmpty( T[] arr, CharSequence paramName, CharSequence msg ) {
+		return requireNotEmpty(arr, () -> msg.toString().format(paramName.toString()));
+	}
+
+	public static final <T> T[] requireNotEmpty( T[] arr, Supplier<String> msg ) {
+		if( arr.length == 0 )
+			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? "Parameter array may not be empty" : msg.get());
+		return arr;
+	}
+
+
+
 	public static final int requirePositive( int i ) {
-		return requirePositive(i, (Supplier<String>)null);
+		return requirePositive(i, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final int requirePositive( int i, CharSequence msg ) {
@@ -47,7 +70,7 @@ public class Validator {
 	}
 
 	public static final int requireNotNegative( int i ) {
-		return requireNotNegative(i, (Supplier<String>)null);
+		return requireNotNegative(i, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final int requireNotNegative( int i, CharSequence msg ) {
@@ -61,7 +84,7 @@ public class Validator {
 	}
 
 	public static final int requireInRange( int i, int min, int max ) {
-		return requireInRange(i, min, max, (Supplier<String>)null);
+		return requireInRange(i, min, max, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final int requireInRange( int i, int min, int max, CharSequence msg ) {
@@ -75,7 +98,7 @@ public class Validator {
 	}
 
 	public static final double requirePositive( double i ) {
-		return requirePositive(i, (Supplier<String>)null);
+		return requirePositive(i, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final double requirePositive( double i, CharSequence msg ) {
@@ -89,7 +112,7 @@ public class Validator {
 	}
 
 	public static final double requireNotNegative( double i ) {
-		return requireNotNegative(i, (Supplier<String>)null);
+		return requireNotNegative(i, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final double requireNotNegative( double i, CharSequence msg ) {
@@ -103,7 +126,7 @@ public class Validator {
 	}
 
 	public static final double requireInRange( double i, double min, double max ) {
-		return requireInRange(i, min, max, (Supplier<String>)null);
+		return requireInRange(i, min, max, (Supplier<String>) null);
 	}
 
 	public static final double requireInRange( double i, double min, double max, CharSequence msg ) {
@@ -136,13 +159,17 @@ public class Validator {
 	}
 	*/
 
-	public static final <T> T[] requireNotEmpty( T[] arr, Supplier<String> msg ) {
-		return requireSize(arr, 0, ()->"Parameter array may not be empty");
+	public static final <T> T[] requireSize( T[] arr, int size ) {
+		return requireSize(arr, size, (Supplier<String>) null);
+	}
+
+	public static final <T> T[] requireSize( T[] arr, int size, CharSequence msg ) {
+		return requireSize(arr, size, msg::toString);
 	}
 
 	public static final <T> T[] requireSize( T[] arr, int size, Supplier<String> msg ) {
 		if( arr.length != size )
-			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array must have <%d> elements (<%d> provided)", size) : msg.get());
+			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array must have <%d> elements (<%d> provided)", size, arr.length) : msg.get());
 		return arr;
 	}
 

src/main/java/schule/ngb/zm/util/events/EventDispatcher.java

@@ -0,0 +1,114 @@
+package schule.ngb.zm.util.events;
+
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
+import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
+import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
+import java.util.function.BiConsumer;
+
+/**
+ * Implementierung einer EventListener-API basierend auf dem Artikel
+ * <a href="https://org.coloradomesa.edu/~wmacevoy/listen/paper.html">Skilled
+ * Listening in Java</a> von Dr. Warren D. MacEvoy.
+ * <p>
+ * Der {@code EventDispatcher} verwaltet eine Liste von angemeldeten Listenern
+ * in einem {@link CopyOnWriteArraySet}, dass besonders für Situationen geeignet
+ * ist, in denen in der Regel wenige Objekte verwaltet werden müssen, auf die
+ * schnell zugegriffen werden soll und die sich selten ändern. Das trifft in den
+ * meisten Fällen auf die Listener eines Objekts zu.
+ * <p>
+ * Um einen {@code EventDispatcher} zu nutzen, muss eine Schnittstelle als
+ * Unterinterface von {@link Listener} erstellt werden, die Methoden für die
+ * einzelnen Events definiert. In der Regel wird eine Methode pro Event
+ * angelegt, aber dies ist nicht unbedingt notwendig.
+ * <p>
+ * Ein Objekt, dass Events für diese Art von Listener erzeugt, erstellt einen
+ * {@code EventDispatcher} und
+ * {@link #registerEventType(String, BiConsumer) registriert} die notwendigen
+ * Events.
+ *
+ * <pre><code>
+ * EventDispatcher&lt;MyEvent, MyEventListener&gt; dispatcher = new EventDispatcher&lt;&gt;();
+ * dispatcher.registerEventType("start", (evt, listener) -> listener.started(evt));
+ * dispatcher.registerEventType("stop", (evt, listener) -> listener.stopped(evt));
+ * </code></pre>
+ * <p>
+ * Hier werden zwei Events registriert "start" und "stop". Die Bezeichnung der
+ * Events wird nut intern verwendet. Jedes Event registriert eine Funktion, die
+ * den Aufruf der Listener-Schnittstelle umsetzt. In der Regel ist dies ein
+ * Lambda-Ausdruck von zwei Parametern: dem Event-Objekt vom Typ {@code E} und
+ * der Listener, der aufgerufen werden soll, vom Typ {@code L}.
+ * <p>
+ * Nun können {@code MyEventListener} angemeldet und Events ausgelöst werden.
+ *
+ * <pre><code>
+ * public void addEventListener( MyEventListener listener ) {
+ *     dispatcher.addListener(listener);
+ * }
+ *
+ * public void removeEventListener( MyEventListener listener ) {
+ *     dispatcher.removeListener(listener);
+ * }
+ *
+ * public void methodThatCreatesEvents() {
+ *     dispatcher.dispatchEvent("start", new MyEvent());
+ *     // Do something
+ *     dispatcher.dispatchEvent("stop", new MyEvent());
+ * }
+ * </code></pre>
+ * <p>
+ * Siehe {@link schule.ngb.zm.media.AudioListener} und
+ * {@link schule.ngb.zm.media.Music} für ein Beispiel der Verwendung.
+ *
+ * @param <E> Typ der Event-Objekte.
+ * @param <L> Typ der verwendeten Listener-Schnittstelle.
+ */
+public class EventDispatcher<E, L extends Listener<E>> {
+
+	private final CopyOnWriteArraySet<L> listeners;
+
+	private final ConcurrentMap<String, BiConsumer<E, L>> eventRegistry;
+
+	public EventDispatcher() {
+		listeners = new CopyOnWriteArraySet<>();
+		eventRegistry = new ConcurrentHashMap<>();
+	}
+
+	public void registerEventType( String eventKey, BiConsumer<E, L> dispatcher ) {
+		Validator.requireNotNull(eventKey, "eventKey");
+		Validator.requireNotNull(dispatcher, "dispatcher");
+
+		if( !eventRegistered(eventKey) ) {
+			eventRegistry.put(eventKey, dispatcher);
+		}
+	}
+
+	public void addListener( L listener ) {
+		listeners.add(listener);
+	}
+
+	public void removeListener( L listener ) {
+		listeners.remove(listener);
+	}
+
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public boolean hasListeners() {
+		return !listeners.isEmpty();
+	}
+
+	public boolean eventRegistered( String eventKey ) {
+		return eventRegistry.containsKey(eventKey);
+	}
+
+	public void dispatchEvent( String eventKey, final E event ) {
+		Validator.requireNotNull(eventKey, "eventKey");
+		Validator.requireNotNull(event, "event");
+
+		if( eventRegistered(eventKey) ) {
+			final BiConsumer<E, L> dispatcher = eventRegistry.get(eventKey);
+			listeners.forEach(( listener ) -> dispatcher.accept(event, listener));
+		}
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/events/Listener.java

@@ -0,0 +1,11 @@
+package schule.ngb.zm.util.events;
+
+/**
+ * Generische Basisschnittstelle für die Implementierung von EventListenern.
+ *
+ * @param <E> Typ der Event-Objekte, die von diesem Listener empfangen werden.
+ * @see EventDispatcher
+ */
+public interface Listener<E> {
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/events/package-info.java

@@ -0,0 +1,5 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Hilfsklassen, die das Listener-Entwurfsmuster
+ * umsetzen.
+ */
+package schule.ngb.zm.util.events;

src/main/java/schule/ngb/zm/util/io/FileLoader.java

@@ -0,0 +1,214 @@
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+
+import java.io.BufferedReader;
+import java.io.IOException;
+import java.nio.charset.Charset;
+import java.nio.charset.StandardCharsets;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Collections;
+import java.util.List;
+import java.util.function.Function;
+
+/**
+ * Hilfsklasse, um Textdateien in verschiedenen Formaten einzulesen.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public final class FileLoader {
+
+	/**
+	 * Charset: ASCII
+	 */
+	public static final Charset ASCII = StandardCharsets.US_ASCII;
+
+	/**
+	 * Charset: UTF-8
+	 */
+	public static final Charset UTF8 = StandardCharsets.UTF_8;
+
+	/**
+	 * Charset: UTF-16
+	 */
+	public static final Charset UTF16 = StandardCharsets.UTF_16;
+
+	/**
+	 * Charset: ISO-8859-1
+	 */
+	public static final Charset ISO_8859_1 = StandardCharsets.ISO_8859_1;
+
+	/**
+	 * Lädt die angegebene Textdatei zeilenweise in eine Liste.
+	 * <p>
+	 * Als {@link Charset} wird {@link #UTF8} verwendet.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der Textdatei.
+	 * @return Eine Liste mit den Zeilen der Textdatei.
+	 * @see #loadLines(String, Charset)
+	 */
+	public static List<String> loadLines( String source ) {
+		return loadLines(source, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die angegebene Textdatei mit dem angegebenen Charset zeilenweise in
+	 * eine Liste.
+	 * <p>
+	 * Am Ende jeder Zeile wird das Symbol für einen Zeilenumbruch ({@code \n})
+	 * entfernt.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der Textdatei.
+	 * @param charset Das zu verwendene {@code Charset}.
+	 * @return Eine Liste mit den Zeilen der Textdatei.
+	 */
+	public static List<String> loadLines( String source, Charset charset ) {
+		try( BufferedReader reader = ResourceStreamProvider.getReader(source, charset) ) {
+			List<String> result = new ArrayList<>();
+
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				result.add(line);
+			}
+
+			return result;
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error while loading lines from source <%s>", source);
+			return Collections.emptyList();
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt den Inhalt der angegebenen Textdatei vollständig in einen String.
+	 * <p>
+	 * Als {@link Charset} wird {@link #UTF8} verwendet.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Textdatei (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkressource)
+	 * @return Der Inhalt der Textdatei.
+	 */
+	public static String loadText( String source ) {
+		return loadText(source, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt den Inhalt der angegebenen Textdatei mit dem angegebenen
+	 * {@code Charset} vollständig in einen String.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Textdatei (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkressource)
+	 * @param charset Der {@code Charset} der Textdatei.
+	 * @return Der Inhalt der Textdatei.
+	 */
+	public static String loadText( String source, Charset charset ) {
+		try( BufferedReader reader = ResourceStreamProvider.getReader(source, charset) ) {
+			StringBuilder result = new StringBuilder();
+
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				result.append(line).append('\n');
+			}
+
+			return result.toString();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error while loading string from source <%s>", source);
+			return "";
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die Daten aus einer CSV-Datei in ein zweidimensionales
+	 * String-Array.
+	 * <p>
+	 * Der Aufruf entspricht
+	 * <pre><code>
+	 * FileLoader.loadCsv(source, ',', skipFirst, UTF8);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die CSV-Datei (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkressource)
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 * @see #loadCsv(String, char, boolean, Charset)
+	 */
+	public static String[][] loadCsv( String source, boolean skipFirst ) {
+		return loadCsv(source, ',', skipFirst, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die Daten aus einer CSV-Datei in ein zweidimensionales
+	 * String-Array.
+	 * <p>
+	 * Die Methode ist nicht in der Lage, komplexe CSV-Dateien zu verarbeiten.
+	 * Insbesondere werden Inhalte, die das Trennzeichen {@code separator}
+	 * enthalten, nicht korrekt erkannt. Das Trennzeichen wird unabhängig
+	 * vom Kontext immer als Zelltrenner erkannt. (Im Normalfall kann das
+	 * Trennzeichen durch die Verwendung doppelter Anführungszeichen in der Art
+	 * {@code Inhalt,"Inhalt, der Komma enthält",Inhalt} maskiert werden.)
+	 * <p>
+	 * Es wird auch keine erweiterte Inhaltserkennung ausgeführt, sondern alle
+	 * Inhalte als {@code String} gelesen. Die weitere Verarbeitung mit den
+	 * passenden Parser-Methoden (beispielsweise
+	 * {@link Double#parseDouble(String)}) obligt dem Nutzer.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der CSV-Daten.
+	 * @param separator Das verwendete Trennzeichen.
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @param charset Die zu verwendende Zeichenkodierung.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 */
+	public static String[][] loadCsv( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
+		int n = skipFirst ? 1 : 0;
+		List<String> lines = loadLines(source, charset);
+		return lines.stream().skip(n).map(
+			//( line ) -> line.split(Character.toString(separator))
+			( line ) -> line.split("\\s*" + separator + "\\s*")
+		).toArray(String[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst ) {
+		return loadValues(source, separator, skipFirst, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt Double-Werte aus einer CSV Datei in ein zweidimensionales Array.
+	 * <p>
+	 * Die gelesenen Strings werden mit {@link Double#parseDouble(String)} in
+	 * {@code double} umgeformt. Es leigt in der Verantwortung des Nutzers
+	 * sicherzustellen, dass die CSV-Datei auch nur Zahlen enthält, die korrekt
+	 * in {@code double} umgewandelt werden können. Zellen für die die
+	 * Umwandlung fehlschlägt werden mit 0.0 befüllt.
+	 * <p>
+	 * Die Methode unterliegt denselben Einschränkungen wie
+	 * {@link #loadCsv(String, char, boolean, Charset)}.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der CSV-Daten.
+	 * @param separator Das verwendete Trennzeichen.
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @param charset Die zu verwendende Zeichenkodierung.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 */
+	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
+		int n = skipFirst ? 1 : 0;
+		List<String> lines = loadLines(source, charset);
+		return lines.stream().skip(n).map(
+			( line ) -> Arrays
+				.stream(line.split(Character.toString(separator)))
+				.mapToDouble(
+					( value ) -> {
+						try {
+							return Double.parseDouble(value);
+						} catch( NumberFormatException nfe ) {
+							return 0.0;
+						}
+					}
+				).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	private FileLoader() {
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(FileLoader.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/io/FontLoader.java

@@ -0,0 +1,141 @@
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Cache;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.awt.Font;
+import java.awt.FontFormatException;
+import java.awt.Image;
+import java.io.File;
+import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.util.Map;
+import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
+
+/**
+ * Eine Hilfsklasse mit Klassenmethoden, um Schriftarten zu laden.
+ * <p>
+ * Schriftarten können von verschiedenen Quellen geladen werden. Schriftarten,
+ * die aus Dateien geladen wurden, werden in einem internen Cache gespeichert
+ * und nachfolgende Versuche, dieselbe Schriftart zu laden, werden aus dem Cache
+ * bedient.
+ */
+public class FontLoader {
+
+	private static final Cache<String, Font> fontCache = Cache.newSoftCache();
+
+	/**
+	 * Lädt eine Schrift aus einer Datei.
+	 * <p>
+	 * Die Methode kann eine Liste von Schriften bekommen und probiert diese
+	 * nacheinander zu laden. Die erste Schrift, die Fehlerfrei geladen werden
+	 * kann, wird zurückgegeben. Kann keine der Schriften geladen werden, ist
+	 * das Ergebnis {@code null}.
+	 * <p>
+	 * Die gefundene Schrift wird unter ihrem Dateinamen in den
+	 * Schriftenspeicher geladen und kann danach in der Zeichenmaschine benutzt
+	 * werden.
+	 * <p>
+	 * Eine Datei mit dem Namen "fonts/Font-Name.ttf" würde mit dem Namen
+	 * "Font-Name" geladen und kann danach zum Beispiel in einem
+	 * {@link schule.ngb.zm.shapes.Text} mit {@code text.setFont("Font-Name");}
+	 * verwendet werden.
+	 *
+	 * @param source
+	 * @return Die erste geladene Schrift oder {@code null}.
+	 * @see #loadFont(String, String)
+	 */
+	public static Font loadFont( String source ) {
+		String name = source;
+		// Dateipfad entfernen
+		int lastIndex = source.lastIndexOf(File.separatorChar);
+		if( lastIndex > -1 ) {
+			source = source.substring(lastIndex + 1);
+		}
+		// Dateiendung entfernen
+		lastIndex = name.lastIndexOf('.');
+		if( lastIndex > -1 ) {
+			name = name.substring(0, lastIndex);
+		}
+		return loadFont(name, source);
+	}
+
+	public static Font loadFont( String name, String source ) {
+		Validator.requireNotNull(source, "Font source may not be null");
+		Validator.requireNotEmpty(source, "Font source may not be empty.");
+
+		if( fontCache.containsKey(name) ) {
+			LOG.trace("Retrieved font <%s> from font cache.", name);
+			return fontCache.get(name);
+		}
+
+		// Look for System fonts
+		Font font = Font.decode(source);
+		if( source.toLowerCase().contains(font.getFamily().toLowerCase()) ) {
+			fontCache.put(name, font);
+			fontCache.put(source, font);
+			LOG.debug("Loaded system font for <%s>.", source);
+			return font;
+		} else {
+			font = null;
+		}
+
+		// Load userfonts
+		try( InputStream in = ResourceStreamProvider.getInputStream(source) ) {
+			font = Font.createFont(Font.TRUETYPE_FONT, in).deriveFont(Font.PLAIN);
+
+			if( font != null ) {
+				fontCache.put(name, font);
+				fontCache.put(source, font);
+				//ge.registerFont(font);
+			}
+			LOG.debug("Loaded custom font from source <%s>.", source);
+		} catch( IOException ioex ) {
+			LOG.error(ioex, "Error loading custom font file from source <%s>.", source);
+		} catch( FontFormatException ffex ) {
+			LOG.error(ffex, "Error creating custom font from source <%s>.", source);
+		}
+
+		return font;
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt eine Schrift aus einer Datei.
+	 * <p>
+	 * Die Methode kann eine Liste von Schriften bekommen und probiert diese
+	 * nacheinander zu laden. Die erste Schrift, die Fehlerfrei geladen werden
+	 * kann, wird zurückgegeben. Kann keine der Schriften geladen werden, ist
+	 * das Ergebnis {@code null}.
+	 * <p>
+	 * Die gefundene Schrift wird unter ihrem Dateinamen in den
+	 * Schriftenspeicher geladen und kann danach in der Zeichenmaschine benutzt
+	 * werden.
+	 * <p>
+	 * Eine Datei mit dem Namen "fonts/Font-Name.ttf" würde mit dem Namen
+	 * "Font-Name" geladen und kann danach zum Beispiel in einem
+	 * {@link schule.ngb.zm.shapes.Text} mit {@code text.setFont("Font-Name");}
+	 * verwendet werden.
+	 *
+	 * @param name
+	 * @param sources
+	 * @return Die erste geladene Schrift oder {@code null}.
+	 * @see #loadFont(String, String)
+	 */
+	public static Font loadFonts( String name, String... sources ) {
+		for( String fontSource : sources ) {
+			// TODO: Ignore exceptions in this case and throw own at end?
+			Font font = loadFont(name, fontSource);
+			if( font != null ) {
+				return font;
+			}
+		}
+		return null;
+	}
+
+	private FontLoader() {
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(FontLoader.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/io/ImageLoader.java

@@ -1,4 +1,8 @@
-package schule.ngb.zm.util;
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Cache;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import javax.imageio.ImageIO;
 import java.awt.Color;
@@ -12,24 +16,25 @@ import java.io.File;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.lang.ref.SoftReference;
-import java.util.Map;
-import java.util.Objects;
-import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
-import java.util.logging.Logger;
 
-public class ImageLoader {
+/**
+ * Eine Hilfsklasse mit Klassenmethoden, um Bilder zu laden.
+ * <p>
+ * Bilder können von verschiedenen Quellen als {@link Image} geladen werden. Die
+ * Objekte werden in einem internen Cache gespeichert und nachfolgende Versuche,
+ * dieselbe Quelle zu laden, werden aus dem Cache bedient.
+ */
+public final class ImageLoader {
 
 	public static boolean caching = true;
 
-	private static Map<String, SoftReference<BufferedImage>> imageCache = new ConcurrentHashMap<>();
-
-	private static SoftReference<BufferedImage> NOCACHE = new SoftReference<>(null);
+	private static final Cache<String, BufferedImage> imageCache = Cache.newSoftCache();
 
 	/**
 	 * Lädt ein Bild von der angegebenen Quelle {@code source}.
 	 * <p>
 	 * Die Bilddatei wird nach den Regeln von
-	 * {@link ResourceStreamProvider#getResourceStream(String)} gesucht und
+	 * {@link ResourceStreamProvider#getInputStream(String)} gesucht und
 	 * geöffnet. Tritt dabei ein Fehler auf oder konnte keine passende Datei
 	 * gefunden werden, wird {@code null} zurückgegeben.
 	 * <p>
@@ -47,12 +52,12 @@ public class ImageLoader {
 
 	/**
 	 * Lädt ein Bild von der angegebenen Quelle <var>source</var> und gibt das
-	 * Bild zurück oder <code>null</code>, wenn das Bild nicht geladen werden
-	 * konnte. Ist ein Bild mit der angegebenen Quelle im Cache, wird das
-	 * gespeicherte Bild zurückgegeben. Dies kann mit {@code caching = false}
-	 * verhindert werden.
+	 * Bild zurück oder {@code null}, wenn das Bild nicht geladen werden konnte.
+	 * Ist ein Bild mit der angegebenen Quelle im Cache, wird das gespeicherte
+	 * Bild zurückgegeben. Dies kann mit {@code caching = false} verhindert
+	 * werden.
 	 * <p>
-	 * Wurde das Chaching global deaktiviert, kann mit <code>caching =
+	 * Wurde das Caching global deaktiviert, kann mit <code>caching =
 	 * true</code> das Bild trotzdem aus dem Cache geladen werden, wenn es
 	 * vorhanden ist.
 	 *
@@ -65,19 +70,19 @@ public class ImageLoader {
 		Validator.requireNotNull(source, "Image source may not be null");
 		Validator.requireNotEmpty(source, "Image source may not be empty.");
 
-		if( caching && isCached(source) ) {
-			return getCache(source);
+		if( caching && imageCache.containsKey(source) ) {
+			return imageCache.get(source);
 		}
 
 		BufferedImage img = null;
-		try( InputStream in = ResourceStreamProvider.getResourceStream(source) ) {
+		try( InputStream in = ResourceStreamProvider.getInputStream(source) ) {
 			//URL url = ResourceStreamProvider.getResourceURL(source);
 			//BufferedImage img = ImageIO.read(url);
 
 			img = ImageIO.read(in);
 
 			if( caching && img != null ) {
-				putCache(source, img);
+				imageCache.put(source, img);
 			}
 		} catch( IOException ioex ) {
 			LOG.error(ioex, "Error loading image file from source <%s>.", source);
@@ -105,16 +110,16 @@ public class ImageLoader {
 	public static boolean preloadImage( String name, String source ) {
 		BufferedImage img = loadImage(source, true);
 		if( img != null ) {
-			putCache(name, img);
+			imageCache.put(name, img);
 			return true;
 		}
 		return false;
 	}
 
 	/**
-	 * Speiechert das angegebene Bild unter dem angegebenen Namen im Cache.
+	 * Speichert das angegebene Bild unter dem angegebenen Namen im Cache.
 	 * <p>
-	 * Exisitert zu {@code name} schon ein Bild im Zwischenspeicher
+	 * Existiert zu {@code name} schon ein Bild im Zwischenspeicher
 	 * ({@code ImageLoader.isCached(name) == true}), dann wird dieses
 	 * überschrieben.
 	 * <p>
@@ -126,7 +131,7 @@ public class ImageLoader {
 	 * @param img ZU speicherndes Bild.
 	 */
 	public static void preloadImage( String name, BufferedImage img ) {
-		putCache(name, img);
+		imageCache.put(name, img);
 	}
 
 	/**
@@ -137,8 +142,7 @@ public class ImageLoader {
 	 *    {@code false}.
 	 */
 	public static boolean isCached( String name ) {
-		SoftReference<BufferedImage> imgRef = imageCache.get(name);
-		return imgRef != null && imgRef != NOCACHE && imgRef.get() != null;
+		return imageCache.containsKey(name);
 	}
 
 	/**
@@ -148,33 +152,7 @@ public class ImageLoader {
 	 * @param name Name des Bildes im Cache.
 	 */
 	public static void invalidateCache( final String name ) {
-		if( imageCache.containsKey(name) ) {
-			imageCache.remove(name);
-		}
-	}
-
-	/**
-	 * Speichert ein Bild als {@link SoftReference} im Cache.
-	 *
-	 * @param name Name des Bildes im Zwischenspeicher.
-	 * @param img Das zu speichernde Bild.
-	 */
-	private static void putCache( final String name, final BufferedImage img ) {
-		imageCache.put(name, new SoftReference<>(img));
-	}
-
-	/**
-	 * Holt ein Bild aus dem Cache.
-	 * <p>
-	 * Prüft nicht, ob ein Bild vorhanden ist. Dies sollte vom Aufrufenden
-	 * übernommen werden, da sonst eine {@link NullPointerException} erzeugt
-	 * werden kann.
-	 *
-	 * @param name
-	 * @return
-	 */
-	private static BufferedImage getCache( final String name ) {
-		return imageCache.get(name).get();
+		imageCache.remove(name);
 	}
 
 	/**
@@ -186,14 +164,14 @@ public class ImageLoader {
 	 *
 	 * @param name Die Quelle des Bildes.
 	 */
-	public static void preventCache( final String name ) {
-		imageCache.put(name, NOCACHE);
+	public static void disableCache( final String name ) {
+		imageCache.disableCache(name);
 	}
 
 	/**
 	 * Leer den Cache und löschte alle bisher gespeicherten Bilder.
 	 * <p>
-	 * Auch vorher mit {@link #preventCache(String)} verhinderte Caches werden
+	 * Auch vorher mit {@link #disableCache(String)} verhinderte Caches werden
 	 * gelöscht und müssen neu gesetzt werden.
 	 */
 	public static void clearCache() {
@@ -210,7 +188,7 @@ public class ImageLoader {
 	 * Bild zurückgegeben und nicht komplett neu geladen.
 	 * <p>
 	 * <b>Wichtig:</b> Bildreferenzen, die aus dem Cache geladen werden,
-	 * verweisen alle auf dasselbe Objekt. Änderungen schalgen sich daher in
+	 * verweisen alle auf dasselbe Objekt. Änderungen schlagen sich daher in
 	 * allen anderen Versionen des Bildes nieder (inklusive dem Bild im
 	 * Zwischenspeicher). Für Änderungen sollte daher immer
 	 * {@link #copyImage(BufferedImage) eine Kopie} des Bildes erstellt werden:
@@ -301,7 +279,7 @@ public class ImageLoader {
 	 * @param file Die Zieldatei.
 	 * @param overwriteIfExists Bei {@code true} wird eine vorhandene Datei
 	 * 	überschrieben, bei {@code false} wird eine {@link IOException} geworfen,
-	 * 	wenn die Datei schon exisitiert.
+	 * 	wenn die Datei schon existiert.
 	 * @throws NullPointerException Falls {@code image} oder {@code file}
 	 *                              {@code null} ist.
 	 * @throws IOException          Falls es einen Fehler beim Speichern gab.
@@ -334,7 +312,7 @@ public class ImageLoader {
 	 * @param file Die Zieldatei.
 	 * @param overwriteIfExists Bei {@code true} wird eine vorhandene Datei
 	 * 	überschrieben, bei {@code false} wird eine {@link IOException} geworfen,
-	 * 	wenn die Datei schon exisitiert.
+	 * 	wenn die Datei schon existiert.
 	 * @throws NullPointerException Falls {@code image} oder {@code file}
 	 *                              {@code null} ist.
 	 * @throws IOException          Falls es einen Fehler beim Speichern gab.

src/main/java/schule/ngb/zm/util/io/ResourceStreamProvider.java

@@ -0,0 +1,213 @@
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+import java.io.*;
+import java.net.URISyntaxException;
+import java.net.URL;
+import java.nio.charset.Charset;
+import java.nio.charset.StandardCharsets;
+import java.nio.file.Files;
+import java.nio.file.Path;
+
+/**
+ * Hilfsklasse, um {@link InputStream}s für Ressourcen zu erhalten.
+ */
+@SuppressWarnings("unused")
+public class ResourceStreamProvider {
+
+	/**
+	 * Ermittelt zur angegebenen Quelle einen passenden {@link URL} (<em>Unified
+	 * Resource Locator</em>). Eine passende Datei-Ressource wird wie folgt
+	 * ermittelt:
+	 * <ol>
+	 * <li>Ist {@code source} eine existierende Datei
+	 *    ({@code new File(source}.isFile() == true})?</li>
+	 * <li>Ist {@code source} ein relativer Pfad im Projekt ({@code getResource(source) != null})?</li>
+	 * <li>Ist {@code source} im Classpath enthalten ({@code getClassLoader().getResource(source) != null})?</li>
+	 * <li>Ansonsten erstelle ein {@link URL}-Objekt.</li>
+	 * </ol>
+	 * <p>
+	 * Ein {@code URL} für die erste gefundene Resource wird zurückgegeben.
+	 * <p>
+	 * Auftretende Exceptions werden als {@link IOException} geworfen.
+	 * Bei einer Exception werden die nachfolgenden Quellen nicht mehr abgefragt.
+	 * Eine {@link java.net.MalformedURLException} beim Konstruieren des {@code URL}
+	 * zu einer Datei verhindert daher, dass noch im Classpath gesucht wird.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkressource)
+	 * @return Ein {@code InputStream} für die Ressource
+	 * @throws NullPointerException     Falls {@code source} {@code null} ist.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code source} ein leerer String
+	 *                                  ist.
+	 * @throws IOException              Geworfen beim Erzeugen einer URL zu
+	 *                                  einer bestehenden Ressource.
+	 */
+	public static URL getResourceURL( String source ) throws NullPointerException, IllegalArgumentException, IOException {
+		Validator.requireNotNull(source, "Resource source may not be null");
+		Validator.requireNotEmpty(source, "Resource source may not be empty.");
+
+		// Ist source ein valider Dateipfad?
+		File file = new File(source);
+		if( file.isFile() ) {
+			return file.toURI().toURL();
+		}
+		// Ist source im Classpath vorhanden?
+		URL url = Zeichenmaschine.class.getClassLoader().getResource(source);
+		if( url != null ) {
+			return url;
+		}
+		// Dann versuchen aus source direkt eine URL zu machen.
+		return new URL(source);
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Ressource und öffnet einen
+	 * passenden {@link InputStream}. Die konkrete Art des Streams hängt davon
+	 * ab, welche Art an Ressource gefunden wird:
+	 * <ol>
+	 * <li>Ist {@code source} eine existierende Datei
+	 *    {@code new File(source).isFile() == true}, dann wird ein
+	 *    {@link FileInputStream} erstellt.</li>
+	 * <li>Ist {@code source} ein relativer Pfad im Projekt, wird ein passender
+	 * 	Stream mit {@link Class#getResourceAsStream(String)} geöffnet.</li>
+	 * <li>Ist {@code source} im Classpath enthalten, wird ein passender Stream
+	 * 	mit {@link ClassLoader#getResourceAsStream(String)} geöffnet.</li>
+	 * <li>Ist {@code source} eine gültige {@link URL}, dann wird ein
+	 *    {@link URL#openStream() Netwerkstream} geöffnet.</li>
+	 * </ol>
+	 * <p>
+	 * Die Möglichen Ressourcen werden in der gelisteten Reihenfolge durchprobiert
+	 * und der erste gefundene Stream zurückgegeben. Auftretende Exceptions
+	 * werden als {@link IOException} geworfen. Das bedeutet, falls für {@code source}
+	 * keine gültige Ressource gefunden werden kann, wird am Ende die
+	 * von {@link URL#openStream()} erzeugte {@code IOException} geworfen.
+	 * <p>
+	 * Bei einer Exception werden die nachfolgenden Quellen nicht mehr abgefragt.
+	 * Eine {@link SecurityException} beim Öffnen des {@code FileInputStream}
+	 * (zum Beispiel, weil auf eine existierende Datei keine Leserechte bestehen)
+	 * verhindert daher, dass noch im Classpath gesucht wird.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource).
+	 * @return Ein {@code InputStream} für die Ressource.
+	 * @throws NullPointerException     Falls {@code source} {@code null} ist.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code source} ein leerer String
+	 *                                  ist.
+	 * @throws IOException              Geworfen beim Öffnen des Streams zu
+	 *                                  einer bestehenden Ressource oder falls
+	 *                                  keine passende Ressource gefunden
+	 *                                  wurde.
+	 */
+	public static InputStream getInputStream( String source ) throws NullPointerException, IllegalArgumentException, IOException {
+		return getResourceURL(source).openStream();
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Ressource und öffnet einen
+	 * passenden {@link OutputStream}.
+	 * <p>
+	 * Es wird davon ausgegangen, dass die Quelle auf eine Datei verweist, auf
+	 * die Schreibrechte bestehen. Ist dies nicht der Fall, wird eine
+	 * {@link IOException} geworfen.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath).
+	 * @return {@code OutputStream} für die Ressource.
+	 * @throws IOException Falls die Quelle kein gültiges Ziel beschreibt.
+	 */
+	public static OutputStream getOutputStream( String source ) throws IOException {
+		try {
+			return Files.newOutputStream(Path.of(getResourceURL(source).toURI()));
+		} catch( URISyntaxException ex ) {
+			throw new IOException(ex);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Ressource und öffnet einen
+	 * {@link BufferedReader}.
+	 * <p>
+	 * Die Suche erfolgt, wie bei {@link #getInputStream(String)} beschrieben.
+	 * <p>
+	 * Als {@link Charset} wird {@link StandardCharsets#UTF_8 UTF-8} verwendet.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource).
+	 * @return Ein {@code BufferedReader} für die Quelle.
+	 * @throws IOException Falls die Quelle nicht exisitert oder nicht geöffnet
+	 *                     werden kann.
+	 * @see #getInputStream(String)
+	 */
+	public static BufferedReader getReader( String source ) throws IOException {
+		return getReader(source, StandardCharsets.UTF_8);
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Ressource und öffnet einen
+	 * {@link BufferedReader} mit dem angegebenen Charset.
+	 * <p>
+	 * Die Suche erfolgt wie bei {@link #getInputStream(String)} beschrieben.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource).
+	 * @param charset Der zu verwendende Charset.
+	 * @return Ein {@code BufferedReader} für die Quelle.
+	 * @throws IOException Falls die Quelle nicht exisitert oder nicht geöffnet
+	 *                     werden kann.
+	 * @see #getInputStream(String)
+	 */
+	public static BufferedReader getReader( String source, Charset charset ) throws IOException {
+		return new BufferedReader(new InputStreamReader(getInputStream(source), charset.newDecoder()));
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Datei und öffnet einen
+	 * {@link BufferedWriter}.
+	 * <p>
+	 * Die Suche erfolgt wie bei {@link #getOutputStream(String)} beschrieben.
+	 * <p>
+	 * Als {@link Charset} wird {@link StandardCharsets#UTF_8 UTF-8} verwendet.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource).
+	 * @return Ein {@code BufferedWriter} für die Quelle.
+	 * @throws IOException Falls die Quelle nicht exisitert oder nicht geöffnet
+	 *                     werden kann.
+	 * @see #getOutputStream(String)
+	 */
+	public static BufferedWriter getWriter( String source ) throws IOException {
+		return getWriter(source, StandardCharsets.UTF_8);
+	}
+
+	/**
+	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Datei und öffnet einen
+	 * {@link BufferedWriter}.
+	 * <p>
+	 * Die Suche erfolgt wie bei {@link #getOutputStream(String)} beschrieben.
+	 * <p>
+	 * Als {@link Charset} wird {@link StandardCharsets#UTF_8 UTF-8} verwendet.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Ressource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource).
+	 * @return Ein {@code BufferedWriter} für die Quelle.
+	 * @param charset Der zu verwendende Charset.
+	 * @throws IOException Falls die Quelle nicht exisitert oder nicht geöffnet
+	 *                     werden kann.
+	 * @see #getOutputStream(String)
+	 */
+	public static BufferedWriter getWriter( String source, Charset charset ) throws IOException {
+		return new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(getOutputStream(source), charset.newEncoder()));
+	}
+
+	// Privater C'tor
+	private ResourceStreamProvider() {
+	}
+
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(ResourceStreamProvider.class);
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/io/package-info.java

@@ -0,0 +1,5 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Hilfsklassen, um Ressourcen aus verschiedenen Quellen
+ * zu laden.
+ */
+package schule.ngb.zm.util.io;

src/main/java/schule/ngb/zm/util/package-info.java

@@ -0,0 +1,4 @@
+/**
+ * Dieses Paket enthält Hilfsklassen für verschiedene Einsatzzwecke.
+ */
+package schule.ngb.zm.util;

src/main/java/schule/ngb/zm/util/tasks/DelayedTask.java

@@ -0,0 +1,66 @@
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
+
+import java.util.concurrent.Delayed;
+import java.util.concurrent.TimeUnit;
+
+public abstract class DelayedTask extends Task implements Delayed {
+
+	protected long startTime = System.currentTimeMillis(); // in ms
+
+	/**
+	 * Gibt die absolute Verzögerung der Task zurück. Im Gegensatz zu
+	 * {@link #getDelay(TimeUnit)} sollte das Ergebnis von {@code getDelay()}
+	 * bei mehrmaligem Aufruf konstant bleiben.
+	 *
+	 * @return Die ursprüngliche Verzögerung in Millisekunden
+	 */
+	public abstract int getDelay();
+
+	public long getStartTime() {
+		return startTime + getDelay();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die verbleibende Verzögerung bis zur Ausführung der Task zurück. Im
+	 * Gegensatz zu {@link #getDelay()} sollte für mehrere Aufrufe von
+	 * {@code getDelay(TimeUnit)} gelten, dass der zeitlich spätere Aufruf einen
+	 * kleineren Wert zurückgibt, als der Frühere (abhängig von der gewählten
+	 * {@link TimeUnit}).
+	 *
+	 * @param unit Die Zeiteinheit für die Verzögerung.
+	 * @return Die verbleibende Verzögerung in der angegebenen Zeiteinheit.
+	 */
+	@Override
+	public long getDelay( TimeUnit unit ) {
+		int diff = (int) (getStartTime() - System.currentTimeMillis());
+		return unit.convert(diff, TimeUnit.MILLISECONDS);
+	}
+
+	@Override
+	public int compareTo( Delayed o ) {
+		return (int) (getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
+	}
+
+	@Override
+	public void run() {
+		while( getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > 0 ) {
+			try {
+				System.out.println("Waiting for " + getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) + " ms");
+				Thread.sleep(getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
+				//wait(getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
+			} catch( InterruptedException e ) {
+				// Keep waiting
+			}
+		}
+
+		initialize();
+
+		running = true;
+		this.update(0.0);
+		running = false;
+		done = true;
+
+		finish();
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/util/tasks/FrameSynchronizedTask.java

@@ -0,0 +1,44 @@
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+
+public abstract class FrameSynchronizedTask extends Task {
+
+	@Override
+	public void run() {
+		initialize();
+		running = true;
+
+		final Object lock = Zeichenmaschine.globalSyncLock;
+
+		// current time in ns
+		long beforeTime = System.nanoTime();
+		// internal counters for tick and delta time
+		int _tick;
+		double delta;
+
+		while( running ) {
+			// delta in seconds
+			delta = (System.nanoTime() - beforeTime) / 1000000000.0;
+			beforeTime = System.nanoTime();
+
+			_tick = Constants.tick;
+			this.update(delta);
+
+			synchronized( lock ) {
+				while( _tick >= Constants.tick ) {
+					try {
+						lock.wait();
+					} catch( InterruptedException e ) {
+						// We got interrupted ...
+					}
+				}
+			}
+		}
+		done = true;
+		finish();
+	}
+
+
+}