Merge branch 'main' into games

Ein Cache kann nun auch mit `WeakReference`n genutzt werden.

.gitignore

@@ -34,6 +34,7 @@ hs_err_pid*
 Thumbs.db
 
 .gradle
+local.properties
 **/build/
 !src/**/build/
 
@@ -48,3 +49,11 @@ gradle-app.setting
 
 # Cache of project
 .gradletasknamecache
+
+# Python mkdocs
+.venv
+
+# Byte-compiled / optimized / DLL files
+__pycache__/
+*.py[cod]
+*$py.class

CHANGELOG.md

@@ -6,13 +6,51 @@ und diese Projekt folgt [Semantic Versioning](https://semver.org/spec/v2.0.0.htm
 
 ## [Unreleased]
 
+## Added 
+- Dokumentation erweitert.
+- Caching-Mechanismen in Klasse `util.Cache` ausgelagert. 
+  - `util.io.ImageLoader` und `util.io.FontLoader` verwenden `Cache`.
+- `mouseWheelMoved` Eventhandler für Mausrad.
+- `DrawingLayer.imageRotate(...)` Methoden, um Bilder um ihr Zentrum gedreht zu zeichnen.
+
+## Changed
+- Die Methoden in `Validator` erwarten nun als zweiten Parameter den Namen des Parameters, der geprüft wird.
+- `DrawingLayer.image(...)` mit Größenänderung umbenannt zu `imageScale(...)`.
+- Klassen in `schule.ngb.zm.util.io` werfen nun nur eine Warnung ohne Stack-Trace, wenn die Ressource nicht gefunden werden konnte.
+
+## Fixed
+- `Constants.choice(int...)` und `Constants.choice(double...)` wiederhergestellt.
+- Timing-Problem beim Aufruf von `AudioListener.playbackStopped()` in `Sound` behoben.
+
+## Removed
+- `layers.Shape2DLayer` ist nur noch im Test-Paket verfügbar.
+
+## Version 0.0.34
+
 ### Added
-- System für EventListener erstellt
+- `Faker`-Klasse zur Erzeugung von Fake-Daten hinzugefügt.
+- Dokumentation unter [zeichenmaschine.xyz](https://zeichenmaschine.xyz) mit 
+  [MkDocs](https://www.mkdocs.org) und [Material for MkDocs](https://squidfunk.github.io/mkdocs-material/).
+- Neue `image` methoden im `DrawingLayer`.
+
+### Changed
+- `FilledShape` und `StrokedShape` durch `Fillable` und `Strokeable` Interfaces ersetzt.
+	- `Shape` erweitert nun `BasisDrawable` als abstrakte Grundlage.
+- `io` Klassen nutzen nun mehr der `java.nio` Funktionen.
+- Package-Struktur angepasst.
+
+## Version 0.0.23
+
+### Added
+- System für EventListener.
   - `AudioListener` und `AnimationListener` als erste Anwendungsfälle.
-- Pakete für Animationen und Maschinelles-Lernen hinzugefügt
+- Pakete für Animationen und Maschinelles-Lernen.
+- Farbverläufe als Füllung.
 
 ### Changed
 - `update(double)` und `draw()` werden nun in einem eigenen Thread aufgerufen. 
+- Die Standardwerte in `Constants` wurden mit dem Prefix `DEFAULT_` benannt (vorher `STD_`).
+- Die Standardwerte sind nun nicht mehr `final` und können vom Nutzer manuell gesetzt werden.
 
 ## Version 0.0.22
 
@@ -24,7 +62,7 @@ und diese Projekt folgt [Semantic Versioning](https://semver.org/spec/v2.0.0.htm
 ### Changed
 - Neue Package-Struktur:
   - `schule.ngb.zm.media` für Audio-Klassen (und ggf. zukünftig Video).
-  - `schule.ngb.zm.tasks` für alles Rund um Parallelität.
+  - `schule.ngb.zm.util.tasks` für alles Rund um Parallelität.
 - `Zeichenthread` und `TaskRunner` setzen die Namen der Threads für besseres Debugging.
 
 ### Removed

build.gradle

@@ -1,19 +1,16 @@
 plugins {
 	id 'idea'
     id 'java-library'
+	id 'org.hidetake.ssh' version '2.10.1'
 }
 
-/*properties {
-	zmVersion {
-		major = 0;
-		minor = 0;
-		rev = 21;
-	}
-}*/
-
 group 'schule.ngb'
-version '0.0.22-SNAPSHOT'
-//version '{$zmVersion.major}.{$zmVersion.minor}.{$zmVersion.rev}-SNAPSHOT'
+version '0.0.35-SNAPSHOT'
+
+java {
+	withSourcesJar()
+	withJavadocJar()
+}
 
 compileJava {
     options.release = 11
@@ -23,24 +20,134 @@ repositories {
     mavenCentral()
 }
 
+remotes {
+	uberspace {
+		host = 'westphal.uberspace.de'
+		user = 'ngb'
+		identity = file("${System.properties['user.home']}/.ssh/uberspace_rsa")
+		knownHosts = allowAnyHosts
+	}
+}
+
 dependencies {
     runtimeOnly 'com.googlecode.soundlibs:jlayer:1.0.1.4'
 	runtimeOnly 'com.googlecode.soundlibs:tritonus-share:0.3.7.4'
 	runtimeOnly 'com.googlecode.soundlibs:mp3spi:1.9.5.4'
 
+	compileOnlyApi 'colt:colt:1.2.0'
+	//api 'colt:colt:1.2.0'
+	//api 'net.sourceforge.parallelcolt:parallelcolt:0.10.1'
+
     testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-api:5.8.1'
-    testRuntimeOnly 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.8.1'
+	testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-params:5.8.1'
+	testRuntimeOnly 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.8.1'
 }
 
-test {
-    useJUnitPlatform()
+jar {
+	manifest {
+		attributes 'Class-Path': '.'
+	}
 }
 
 tasks.register('jarMP3SPI', Jar) {
-	archiveClassifier = 'all'
+	group "build"
+	description "Build jar with MP3SPI included"
+
+	archiveClassifier = 'mp3spi'
 	duplicatesStrategy = 'exclude'
-	archivesBaseName = 'zeichenmaschine-mp3spi'
+	// archivesBaseName = 'zeichenmaschine-mp3spi'
 	from {
 		configurations.runtimeClasspath.collect { it.isDirectory() ? it : zipTree(it) }
 	}
+	with jar
+}
+
+task buildAll {
+	group "build"
+	description "Build all jar packages"
+
+	dependsOn 'jar'
+	dependsOn 'jarMP3SPI'
+	dependsOn 'sourcesJar'
+	dependsOn 'javadocJar'
+}
+
+javadoc {
+	options {
+		encoding = "UTF-8"
+		overview = "src/resources/java/overview.html"
+		// title = "Die Zeichenmaschine"
+
+		// options.links 'https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/'
+		// options.links 'https://docs.oracle.com/javaee/7/api'
+		options.links 'https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api'
+	}
+	options.addStringOption("charset", "UTF-8")
+}
+
+task mkdocs(type: Exec) {
+	group "documentation"
+	description "Build MKDocs site"
+
+	workingDir "${projectDir}"
+	commandLine ".venv/bin/python", "-m", "mkdocs", "build"
+}
+
+task buildDocs {
+	group "documentation"
+	description "Run all documentation tasks"
+
+	dependsOn 'javadoc'
+	dependsOn 'javadocJar'
+	dependsOn 'mkdocs'
+}
+
+task zipSite(type: Zip) {
+	group "documentation"
+	description "Create zip archives for documentations"
+
+	dependsOn 'mkdocs'
+
+	from fileTree("${buildDir}/docs/site")
+	exclude '*.py'
+	exclude '__pycache__'
+	archiveName 'site.zip'
+	destinationDir(file("${buildDir}/docs"))
+}
+
+task zipJavadoc(type: Zip) {
+	group "documentation"
+	description "Create zip archives for javadoc"
+
+	dependsOn 'javadoc'
+
+	from fileTree("${buildDir}/docs/javadoc")
+	archiveName 'javadoc.zip'
+	destinationDir(file("${buildDir}/docs"))
+}
+
+task uploadDocs {
+	group "documentation"
+	description "Run all documentation tasks and upload artifacts to zeichenmaschine.xyz"
+
+	dependsOn 'zipSite'
+	dependsOn 'zipJavadoc'
+
+	doLast {
+		ssh.run {
+			session(remotes.uberspace) {
+				execute 'rm -rf /var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz/*', ignoreError: true
+
+				put from: "${buildDir}/docs/site.zip", into: '/var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz', ignoreError: true
+				execute 'unzip -o -q /var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz/site.zip -d /var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz'
+
+				put from: "${buildDir}/docs/javadoc.zip", into: '/var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz', ignoreError: true
+				execute 'unzip  -o -q /var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz/javadoc.zip -d /var/www/virtual/ngb/zeichenmaschine.xyz/docs'
+			}
+		}
+	}
+}
+
+test {
+	useJUnitPlatform()
 }

docs/assets/quickstart/AblaufMoleActive.excalidraw

@@ -0,0 +1,634 @@
+{
+  "type": "excalidraw",
+  "version": 2,
+  "source": "https://excalidraw.com",
+  "elements": [
+    {
+      "type": "rectangle",
+      "version": 152,
+      "versionNonce": 1288225375,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "fxk8rHocjpTteICJMa6n8",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 619.9963325816416,
+      "y": 186.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "#fab005",
+      "width": 150,
+      "height": 46,
+      "seed": 1339263918,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [
+        {
+          "type": "text",
+          "id": "JmEBjNProPAgJQZUvMGGa"
+        },
+        {
+          "id": "eryKwAzIMcBMQP0Ybl1Mm",
+          "type": "arrow"
+        }
+      ],
+      "updated": 1670307372550,
+      "link": null,
+      "locked": false
+    },
+    {
+      "type": "rectangle",
+      "version": 264,
+      "versionNonce": 1267158257,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "wZLPkORf755_2Vp0J6I0V",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 566.9963325816416,
+      "y": 289.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "#fab005",
+      "width": 248,
+      "height": 50,
+      "seed": 359801906,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [
+        {
+          "type": "text",
+          "id": "9TujIdwDvtinylO3z50y6"
+        },
+        {
+          "id": "eryKwAzIMcBMQP0Ybl1Mm",
+          "type": "arrow"
+        },
+        {
+          "id": "Zc9GOJ8DsIQYo4WaGvvHy",
+          "type": "arrow"
+        }
+      ],
+      "updated": 1670307379131,
+      "link": null,
+      "locked": false
+    },
+    {
+      "type": "rectangle",
+      "version": 376,
+      "versionNonce": 1807861489,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "290mWFx31fA5smc5FqPUr",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 607.9963325816416,
+      "y": 392.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "#228be6",
+      "width": 143,
+      "height": 50,
+      "seed": 1948766318,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [
+        {
+          "type": "text",
+          "id": "_ISR-LCZm2Hu2G57R_uxN"
+        },
+        {
+          "id": "Zc9GOJ8DsIQYo4WaGvvHy",
+          "type": "arrow"
+        },
+        {
+          "id": "hUUqTCXva-vZjnBeM-PR3",
+          "type": "arrow"
+        }
+      ],
+      "updated": 1670307888001,
+      "link": null,
+      "locked": false
+    },
+    {
+      "type": "rectangle",
+      "version": 518,
+      "versionNonce": 2136415391,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "kbEG_cCZadugfCPxYedhf",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 614.9963325816416,
+      "y": 589.9758066195944,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "#228be6",
+      "width": 131,
+      "height": 50,
+      "seed": 97599794,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [
+        {
+          "type": "text",
+          "id": "6KjVrNy_dxGXJtntdqrjY"
+        },
+        {
+          "id": "hUUqTCXva-vZjnBeM-PR3",
+          "type": "arrow"
+        },
+        {
+          "id": "bplSSGA4kyy-Av7nKNK1B",
+          "type": "arrow"
+        },
+        {
+          "id": "qukSk_W6enSdwERPEPkhZ",
+          "type": "arrow"
+        }
+      ],
+      "updated": 1670307888001,
+      "link": null,
+      "locked": false
+    },
+    {
+      "type": "text",
+      "version": 110,
+      "versionNonce": 1350901746,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "JmEBjNProPAgJQZUvMGGa",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 643.9963325816416,
+      "y": 199.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "transparent",
+      "width": 102,
+      "height": 20,
+      "seed": 1889147762,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [],
+      "updated": 1670164406970,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "text": "new Shapes()",
+      "baseline": 14,
+      "textAlign": "center",
+      "verticalAlign": "middle",
+      "containerId": "fxk8rHocjpTteICJMa6n8",
+      "originalText": "new Shapes()"
+    },
+    {
+      "type": "text",
+      "version": 245,
+      "versionNonce": 1536101230,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "9TujIdwDvtinylO3z50y6",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 584.9963325816416,
+      "y": 304.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "transparent",
+      "width": 212,
+      "height": 20,
+      "seed": 1297543150,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [],
+      "updated": 1670164433291,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "text": "super(800, 800, \"Shapes\")",
+      "baseline": 14,
+      "textAlign": "center",
+      "verticalAlign": "middle",
+      "containerId": "wZLPkORf755_2Vp0J6I0V",
+      "originalText": "super(800, 800, \"Shapes\")"
+    },
+    {
+      "type": "text",
+      "version": 362,
+      "versionNonce": 2069822514,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "_ISR-LCZm2Hu2G57R_uxN",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 650.4963325816416,
+      "y": 407.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "transparent",
+      "width": 58,
+      "height": 20,
+      "seed": 525219186,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [],
+      "updated": 1670164509204,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "text": "setup()",
+      "baseline": 14,
+      "textAlign": "center",
+      "verticalAlign": "middle",
+      "containerId": "290mWFx31fA5smc5FqPUr",
+      "originalText": "setup()"
+    },
+    {
+      "type": "text",
+      "version": 502,
+      "versionNonce": 747611665,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "6KjVrNy_dxGXJtntdqrjY",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 655.4963325816416,
+      "y": 604.9758066195944,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "transparent",
+      "width": 50,
+      "height": 20,
+      "seed": 1808016110,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "sharp",
+      "boundElements": [],
+      "updated": 1670307245844,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "text": "draw()",
+      "baseline": 14,
+      "textAlign": "center",
+      "verticalAlign": "middle",
+      "containerId": "kbEG_cCZadugfCPxYedhf",
+      "originalText": "draw()"
+    },
+    {
+      "type": "arrow",
+      "version": 31,
+      "versionNonce": 101778865,
+      "isDeleted": false,
+      "id": "eryKwAzIMcBMQP0Ybl1Mm",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "solid",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "angle": 0,
+      "x": 694.9963325816416,
+      "y": 242.9758066195945,
+      "strokeColor": "#000000",
+      "backgroundColor": "#12b886",
+      "width": 0,
+      "height": 38,
+      "seed": 1130444978,
+      "groupIds": [],
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+      "boundElements": [],
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docs/assets/quickstart/CircleMouseCollision.excalidraw

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docs/assets/quickstart/Layers.excalidraw

@@ -0,0 +1,375 @@
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+      "strokeSharpness": "round",
+      "seed": 1949746930,
+      "version": 111,
+      "versionNonce": 1448527858,
+      "isDeleted": false,
+      "boundElements": null,
+      "updated": 1670163691142,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "text": "Ebene 1: DrawingLayer",
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "textAlign": "left",
+      "verticalAlign": "top",
+      "baseline": 14,
+      "containerId": null,
+      "originalText": "Ebene 1: DrawingLayer"
+    },
+    {
+      "id": "bAmGMg2i4Hvv7t_obXSKn",
+      "type": "text",
+      "x": 935.9963325816416,
+      "y": 409.8901726614059,
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+      "strokeColor": "#1864ab",
+      "backgroundColor": "#40c057",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "dotted",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "round",
+      "seed": 706529710,
+      "version": 144,
+      "versionNonce": 1968138286,
+      "isDeleted": false,
+      "boundElements": null,
+      "updated": 1670163691142,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "text": "Ebene 2: ShapesLayer",
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "textAlign": "left",
+      "verticalAlign": "top",
+      "baseline": 14,
+      "containerId": null,
+      "originalText": "Ebene 2: ShapesLayer"
+    },
+    {
+      "id": "9-QieQt-nVqGCe5D4r15j",
+      "type": "text",
+      "x": 935.9963325816416,
+      "y": 366.2235059947392,
+      "width": 65,
+      "height": 20,
+      "angle": 0,
+      "strokeColor": "#2b8a3e",
+      "backgroundColor": "#40c057",
+      "fillStyle": "hachure",
+      "strokeWidth": 1,
+      "strokeStyle": "dotted",
+      "roughness": 1,
+      "opacity": 100,
+      "groupIds": [],
+      "strokeSharpness": "round",
+      "seed": 2100742126,
+      "version": 179,
+      "versionNonce": 289074606,
+      "isDeleted": false,
+      "boundElements": null,
+      "updated": 1670163697684,
+      "link": null,
+      "locked": false,
+      "text": "Ebene 3",
+      "fontSize": 16,
+      "fontFamily": 1,
+      "textAlign": "left",
+      "verticalAlign": "top",
+      "baseline": 14,
+      "containerId": null,
+      "originalText": "Ebene 3"
+    }
+  ],
+  "appState": {
+    "gridSize": null,
+    "viewBackgroundColor": "#ffffff"
+  },
+  "files": {}
+}

docs/assets/zmstyles.css

@@ -0,0 +1,12 @@
+h1.title {
+	text-align: center;
+	color: #363636;
+	margin-bottom: .25rem;
+}
+h2.subtitle {
+	text-align: center;
+	font-size: 1rem;
+	color: #4a4a4a;
+	margin-top: -.25rem;
+	margin-bottom: -1.25rem;
+}

docs/home_override/home.html

@@ -0,0 +1,7 @@
+{% extends "base.html" %}
+
+{% block tabs %}
+{{ super() }}
+{% endblock %}
+{% block content %}{% endblock %}
+{% block footer %}{% endblock %}

docs/index.md

@@ -0,0 +1,71 @@
+<figure markdown>
+  ![Zeichenmaschine.xyz](assets/icon_512.png){ width=128 }
+</figure>
+
+<h1 class="title">Zeichenmaschine.xyz</h1>
+<h2 class="subtitle">Eine kleine Java-Bibliothek für grafische Programmierung im 
+Informatikunterricht.</h2>
+
+## Projektidee
+
+Die **Zeichenmaschine** ist eine für den Informatikunterricht entwickelte
+Bibliothek, die unter anderem an [Processing](https://processing.org/) angelehnt
+ist. Die Bibliothek soll einige der üblichen Anfängerschwierigkeiten mit Java
+vereinfachen und grafische Ausgaben für Schülerinnen und Schüler im Unterricht
+leichter nutzbar machen.
+
+!!! warning
+
+	Das Projekt befindet sich noch in der Entwicklungsphase und auch wenn die 
+	aktuelle Version schon funktionsfähig ist und einen Großteil der angestrebten 
+	Funktionen enthält, ist noch keine stabile Version 1.0 erreicht. Vor allem 
+	am Umfang und konsistenten Design der APIs gilt es noch zu arbeiten und es 
+	können sich Änderungen ergeben.
+
+	Feedback und Vorschläge zu diesem Prozess (oder auch eine Beteiligung an der 
+	Entwicklung) können sehr gerne über [Github](https://github.com/jneug) oder 
+	[Mastodon](https://bildung.social/@ngb) an mich kommuniziert werden.
+	
+	(Gleiches gilt für diese Webseite zum Projekt.)
+
+## Dokumentation
+
+* [Schnellstart](schnellstart.md)
+* [Installation](installation.md)
+* [Javadoc]({{ javadoc() }})
+
+## Über die Zeichenmaschine
+
+Die _Zeichenmaschine_ ist aus dem Wunsch entstanden, nach einer Einführung in
+die Grundlagen der Programmiersprache Java mit Processing, einen Übergang zur
+objektorientierten Modellierung und Programmierung mit BlueJ zu leichter zu
+ermöglichen. Mit Processing kann zwar auch objektorientiert programmiert werden,
+aber mit Blick auf die Sekundarstufe II in NRW ist ein Wechsel zu einer
+generellen Programmierumgebung wie BlueJ wünschenswert.
+
+Die Motivation von Processing, schnell grafische Ergebnisse der eigenen
+Programme zu sehen, sollte aber für den Übergang erhalten bleiben. So ist eine
+kleine Bibliothek mit minimalen Abhängigkeiten entstanden, die an Processing
+angelehnt einfache Schnittstellen bereitstellte, um Programmen eine grafische
+Ausgabe zu ermöglichen, ohne viel "Boilerplate" Code schreiben zu müssen.
+
+Aus diesen Anfängen ist nach und nach eine umfassende Grafikbibliothek
+entstanden, die als _Zeichenmaschine_ veröffentlicht wurde.
+
+### Was die Zeichenmaschine nicht ist
+
+Die Bibliothek hat nicht den Anspruch, ein Konkurrent zu Processing oder
+anderen, seit Jahren etablierten und ausgereiften, Grafiksystemen zu sein. Vor
+allem ist die _Zeichenmaschine_ keine vollwertige Game Engine, die auf die
+Ausführung komplexer Spiele spezialisiert ist. Für diese Zwecke gibt es genügend
+Alternativen, von deren Nutzung gar nicht abgeraten werden soll.
+
+## Aufbau der Zeichenmaschine 
+
+!!! info
+
+	In der Zeichenmaschine werden bewusst nur englischsprachige Bezeichner für 
+	Klassen, Methoden und Variablen verwendet. Ausnahme sind einzelne Klassen,
+	die im Zusammnehang mit dem Namen der Bibliothek stehen, wie die
+	Hauptklasse `Zeichenmaschine`.
+

docs/installation.md

@@ -0,0 +1,45 @@
+# Installation
+
+Um ein einfaches Projekt mit der **Zeichenmaschine** aufzusetzen ist nicht mehr
+nötig, als
+die [JAR-Datei der aktuellen Version](https://github.com/jneug/zeichenmaschine/releases/latest)
+herunterzuladen und dem *Classpath* des Projekts hinzuzufügen. Beschreibungen
+für verschiedene Entwicklungsumgebungen sind hier aufgelistet.
+
+## Integration in Entwicklungsumgebungen
+
+### BlueJ
+
+[BlueJ](https://bluej.org) sucht an drei Orten nach Bibliotheken, die für ein
+Projekt in den Classpath aufgenommen werden:
+
+- Für ein einzelnes Projekt im Projektordner im Unterordner `+libs`.
+- Im Reiter "Bibliotheken" der BlueJ-Einstellungen.
+
+    Hier können Programmbibliotheken hinzugefügt werden, die dann allen Projekten
+    zur Verfügung stehen.
+
+- Für alle Projekte und alle Nutzer dieser BlueJ-Version im
+  Unterordner `userlib` des Programmordners.
+
+	Auf Windows-Systemen ist dieser im Order `lib` des Installationsordners von BlueJ zu finden.
+
+	Auf macos-Systemen muss via Rechtsklick auf die Programmdatei `BlueJ.app` über den Menüpunkt "Paketinhalt zeigen" in den Ordner `Contents/Resources/Java/` navigiert werden.
+
+### VSCode / VSCodium
+
+> Coming soon
+
+### IntelliJ
+
+> Coming soon
+
+### Eclipse
+
+> Coming soon
+
+### NetBeans
+
+> Coming soon
+
+## Unterstützung für MP3

docs/macros.py

@@ -0,0 +1,128 @@
+import re
+from typing import List
+
+
+def define_env(env):
+    @env.macro
+    def javadoc(clazz: str = None, target: str = None) -> str:
+        if not "javadoc_url" in env.variables:
+            return clazz
+
+        if not clazz:
+            return f"{env.variables['javadoc_url'].rstrip('/')}/index.html"
+        else:
+            if "javadoc_default_package" in env.variables and not clazz.startswith(env.variables['javadoc_default_package']):
+                clazz = f"{env.variables['javadoc_default_package'].rstrip('.')}.{clazz}"
+            javadoc_url = env.variables["javadoc_url"].rstrip("/")
+
+            path = list()
+            name = list()
+
+            for p in clazz.split('.'):
+                if p[0].islower():
+                    path.append(p)
+                else:
+                    name.append(p)
+
+            path = '/'.join(path) + '/' + '.'.join(name) + ".html"
+            if target:
+                path = f"{path}#{target}"
+            return f"{javadoc_url}/{path}"
+
+    @env.macro
+    def jd(cl: str = None, t: str = None) -> str:
+        return javadoc(cl, t)
+
+    @env.macro
+    def javadoc_link(
+        clazz: str = None,
+        target: str = None,
+        strip_package: bool = True,
+        strip_clazz: bool = False,
+        strip_params: bool = True,
+        title: str = None
+    ) -> str:
+        name = clazz or "Javadoc"
+        if strip_package:
+            if clazz and clazz.rfind(".") > -1:
+                name = clazz[clazz.rfind(".") + 1 :]
+        if target:
+            # _target = re.sub(r"([^(][^,]*?\.)*?([^)]+)", lambda m: m.group(2), target)
+            _target = target
+
+            if m := re.match(r'^(.+?)\((.*)\)$', _target):
+                if strip_params and m.group(2):
+                    params = m.group(2).split(',')
+                    for i, param in enumerate(params):
+                        dot = param.rfind('.')
+                        if dot >= 0:
+                            params[i] = param[dot+1:].strip()
+                    params = ", ".join(params)
+                    _target = f'{m.group(1)}({params})'
+
+            if strip_clazz:
+                name = _target
+            else:
+                name = f"{name}.{_target}"
+        if title:
+            name = title
+
+        return f"[`{name}`]({javadoc(clazz, target)})"
+
+    @env.macro
+    def jdl(
+        cl: str = None,
+        t: str = None,
+        p: bool = False,
+        c: bool = True,
+        title: str = None
+    ) -> str:
+        return javadoc_link(cl, t, strip_package=not p, strip_clazz=not c, strip_params=True, title=title)
+
+    @env.macro
+    def jdc(
+        cl: str,
+        p: bool = False
+    ) -> str:
+        return javadoc_link(cl, strip_package=not p)
+
+    @env.macro
+    def jdm(
+        cl: str,
+        t: str,
+        p: bool = False,
+        c: bool = False
+    ) -> str:
+        return javadoc_link(cl, t, strip_package=not p, strip_clazz=not c)
+
+    @env.macro
+    def javadoc_signature(
+        clazz: str = None,
+        member: str = None,
+        package: str = None,
+        params: List[str] = list(),
+    ) -> str:
+        sig = clazz or ""
+        if clazz and package:
+            sig = f"{package}.{sig}"
+        if member:
+            sig = f"{sig}#{member}"
+
+        pparams = ",".join(params)
+        sig = f"{sig}({pparams})"
+
+        return sig
+
+    @env.macro
+    def jds(
+        cl: str = None,
+        m: str = None,
+        pkg: str = None,
+        params: List[str] = list(),
+    ) -> str:
+        javadoc_signature(cl, m, pkg, params)
+
+
+# schule/ngb/zm/Zeichenmaschine.html#setCursor(java.awt.Image,int,int)
+# schule/ngb/zm/Zeichenmaschine.html#getLayer(java.lang.Class)
+# schule/ngb/zm/DrawableLayer.html#add(schule.ngb.zm.Drawable...)

docs/schnellstart.md

@@ -0,0 +1,606 @@
+# Schnellstart mit der Zeichenmaschine
+
+Um die **Zeichenmaschine** in einem Projekt zu nutzen ist nicht mehr nötig, als
+die [JAR-Datei der aktuellen Version](https://github.com/jneug/zeichenmaschine/release/latest)
+herunterzuladen und
+dem [Classpath](https://www.delftstack.com/de/howto/java/java-classpath-/)
+hinzuzufügen. Eine Beschreibung für verschiedene Entwicklungsumgebungen findet
+sich im Abschnitt [Installation](installation.md).
+
+## Die Basisklasse
+
+Eine _Zeichenmaschine_ wird immer als Unterklasse von {{ javadoc_link("
+schule.ngb.zm.Zeichenmaschine") }} erstellt.
+
+```java
+public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+}
+```
+
+Die gezeigte Klasse ist schon eine lauffähige Zeichenmaschine und kann gestartet
+werden.
+
+!!! note "main Methode"
+
+	Bei einigen Entwicklungsumgebungen muss noch eine `main` Methode erstellt
+	werden, um die Zeichenmaschine zu starten:
+
+	```java
+	public static void main(String[] args) {
+		new Shapes();
+	}
+	```
+
+Es öffnet sich ein Zeichenfenster in einer vordefinierten Größe. Um die
+Abmessungen und den Titel des Fensters zu ändern, legen wir einen Konstruktor
+an.
+
+???+ example "Quelltext"
+
+	```java
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+	}
+	```
+
+Starten wir das Projekt, wird eine Zeichenfläche in der Größe 800-mal-800 Pixel
+erstellt und in einem Fenster mit dem Titel „Shapes“ angezeigt.
+
+<figure markdown>
+![Shapes 2](assets/quickstart/shapes_2.png){ width=400 }
+</figure>
+
+### Formen zeichnen
+
+Eine Zeichenmaschine hat verschiedene Möglichkeiten Inhalte in das
+Zeichenfenster zu zeichnen. Um ein einfaches statisches Bild zu erzeugen,
+überschreiben wir die {{ jdl("schule.ngb.zm.Zeichenmaschine", "draw()",
+c=False) }} Methode.
+
+???+ example "Quelltext"
+
+	```java
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.noStroke();
+			drawing.circle(400, 400, 100);
+		}
+
+	}
+	```
+
+Wir sehen einen gelben Kreis (ohne Konturlinie) auf einem blauen Hintergrund.
+
+<figure markdown>
+![Shapes 3](assets/quickstart/shapes_3.png){ width=400 }
+</figure>
+
+### Vorbereitung der Zeichenfläche
+
+Im Beispiel oben setzen wir die Hintergrundfarbe auf Blau, die Füllfarbe auf
+Gelb und deaktivieren die Konturlinie. Wenn diese Einstellungen für alle
+Zeichenobjekte gleich bleiben, können wir sie statt in `draw()` auch in die {{
+jdl('Zeichenmaschine', 'setup()', c=False) }} Methode schreiben. Diese bereitet
+die Zeichenfläche vor dem ersten Zeichnen vor.
+
+???+ example "Quelltext"
+
+	```java
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void setup() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.noStroke();
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
+				drawing.circle(
+					random(0, canvasWidth),
+					random(0, canvasHeight),
+					random(50, 200)
+				);
+			}
+		}
+
+	}
+	```
+
+Im Beispiel setzen wir nun die Grundeinstellungen in der `setup()` Methode. In
+`draw()` werden zehn gelbe Kreise an Zufallskoordinaten gezeichnet.
+
+<figure markdown>
+![Shapes 4](assets/quickstart/shapes_4.1.png){ width=400 }
+</figure>
+
+!!! tip ""
+
+	Mit {{ jdm("Constants", "canvasWidth") }} und
+	{{ jdm("Constants", "canvasHeight") }} kannst du in der Zeichenmaschine
+	auf die aktuelle Größe der Zeichenfläche zugreifen.
+	{{ jdm("Constants", "random(int,int)") }} erzeugt eine Zufallszahl
+	innerhalb der angegebenen Grenzen.
+
+## Interaktionen mit der Maus: Whack-a-mole
+
+Mit der Zeichenmaschine lassen sich Interaktionen mit der Maus leicht umsetzen.
+Wir wollen das Beispielprogramm zu einem
+[Whac-A-Mole](https://de.wikipedia.org/wiki/Whac-A-Mole) Spiel erweitern.
+
+Auf der Zeichenfläche wird nur noch ein gelber Kreis an einer zufälligen Stelle
+angezeigt. Sobald die Spieler:in auf den Kreis klickt, soll dieser an eine neue
+Position springen.
+
+Damit wir den Kreis an eine neue Position springen lassen können, müssen wir
+zufällige `x`- und `y`-Koordinaten generieren. Dazu erstellen wir zunächst zwei
+_Objektvariablen_ für die Koordinaten, die in der `setup()` Methode mit
+zufälligen Werte initialisiert werden. Diese benutzen wir, um die `draw
+()` Methode anzupassen.
+
+??? example "Quelltext"
+
+	```Java
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		private int moleRadius = 20;
+
+		private int moleX;
+
+		private int moleY;
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void setup() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.noStroke();
+
+			moleX = random(50, canvasWidth - 50);
+			moleY = random(50, canvasHeight - 50);
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			drawing.clear();
+			drawing.circle(moleX, moleY, moleRadius);
+		}
+
+	}
+	```
+
+<figure markdown>
+![Shapes 5](assets/quickstart/shapes_5.1.png){ width=600 }
+</figure>
+
+Als Nächstes prüfen wir bei jedem Mausklick, ob die Mauskoordinaten innerhalb
+des gelben Kreises (des Maulwurfs) liegen. Die Mauskoordinaten sind jederzeit
+über die Variablen `mouseX` und `mouseY` abrufbar. Um zu prüfen, ob diese
+Koordinaten innerhalb des Kreises liegen, vergleichen wir den Abstand zwischen
+Kreismittelpunkt `(moleX, moleY)` und den Mauskoordinaten
+`(mouseX, mouseY)` mit dem Radius des Kreises (im Bild grün). Ist die Entfernung
+kleiner als der Radius (blauer Kreis), wurde innerhalb des Kreises geklickt.
+Sonst außerhalb (roter Kreis).
+
+<figure markdown>
+![Kollision Maus mit Kreis](assets/quickstart/CircleMouseCollision.png){ width=400 }
+</figure>
+
+Den Abstand vom Mittelpunkt zur Maus lässt sich mithilfe des Satzes des
+Pythagoras leicht selber berechnen. Die Zeichenmaschine kann uns diese Arbeit
+aber auch abnehmen und stellt eine Methode dafür bereit
+({{ jdm("Constants", "distance(double,double,double,double)") }}).
+
+Um auf einen Mausklick zu reagieren, ergänzen wir die
+{{ jdm("Zeichenmaschine", "mouseClicked()") }} Methode:
+
+```java
+@Override
+public void mouseClicked() {
+	if( distance(moleX, moleY, mouseX, mouseY) < moleRadius ) {
+		moleX = random(50, canvasWidth - 50);
+		moleY = random(50, canvasHeight - 50);
+		redraw();
+	}
+}
+```
+
+??? example "Quelltext"
+
+	```Java
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		private int moleRadius = 20;
+
+		private int moleX;
+
+		private int moleY;
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void setup() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.noStroke();
+
+			moleX = random(50, canvasWidth - 50);
+			moleY = random(50, canvasHeight - 50);
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			drawing.clear();
+			drawing.circle(moleX, moleY, moleRadius);
+		}
+
+		@Override
+		public void mouseClicked() {
+			if( distance(moleX, moleY, mouseX, mouseY) < moleRadius ) {
+				moleX = random(50, canvasWidth - 50);
+				moleY = random(50, canvasHeight - 50);
+				redraw();
+			}
+		}
+
+	}
+	```
+
+!!! warning ""
+
+	Der Aufruf von {{ jdm("Zeichenmaschine", "redraw()") }} zeichnet
+	die Zeichenfläche neu, indem die `draw()` Methode erneut aufgerufen wird.
+	Du solltest `draw()` niemals direkt aufrufen.
+
+Nun springt der Kreis an eine andere Stelle, wenn er direkt mit der Maus
+angeklickt wird.
+
+<figure markdown>
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/shapes_5.3.gif){ width=400 }
+</figure>
+
+## Ein paar Details zur Zeichenmaschine
+
+Die _Zeichenmaschine_ wurde stark von der kreativen Programmierumgebung
+[Processing](https://processing.org) inspiriert. Wenn du Processing schon
+kennst, dann werden dir einige der Konzepte der _Zeichenmaschine_ schon bekannt
+vorkommen.
+
+### Farben
+
+Farben können auf verschiedene Weisen angegeben werden. Unser Beispiel nutzt
+bisher zwei Arten:
+
+1. Die einfachste Möglichkeit sind die _Farbkonstanten_
+   wie {{ jdm('Constants', 'BLUE') }} oder {{ jdm('Constants', 'RED') }}. Im
+   Beispiel setzen wir den Hintergrund auf die Farbe `BLUE`.
+2. Farben werden häufig im RGB-Farbraum definiert. Dazu wird jeweils der Rot-,
+   Grün- und Blauanteil der Farbe als Wert zwischen 0 und 255 angegeben. Im
+   Beispiel setzen wir die Farbe der Kreise auf `255, 223, 34`, also viel Rot
+   und Grün und nur ein wenig Blau.
+
+### Ebenen
+
+Die Zeichenfläche besteht aus einzelnen {{ jdl("Layer", title="Ebenen") }}, die
+auf übereinander liegen. Bis auf die unterste Ebene sind die Ebenen zunächst
+durchsichtig, wodurch die Zeichnungen unterer Ebenen durchscheinen.
+
+<figure markdown>
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/Layers.png){ width=600 }
+</figure>
+
+Eine _Zeichenmaschine_ besitzt zu Beginn drei Ebenen:
+
+1. Die unterste Ebene ist ein {{ jdc("layers.ColorLayer") }}, die nur aus einer
+   Farbe (oder einem Farbverlauf) besteht und keine durchsichtigen Bereiche
+   besitzt. Im Beispiel setzen wir diese Ebene auf die Farbe `BLUE`.
+2. Die nächste Ebene ist ein {{ jdc("layers.DrawingLayer") }}, auf die wir
+   unsere Formen zeichnen können. Die Ebene ist zunächst komplett durchsichtig.
+3. Die oberste Ebene ist ein {{ jdc("layers.ShapesLayer") }}, die zur
+   Darstellung von Form-Objekten der Klasse {{ jdc("shapes.Shape") }} genutzt
+   werden kann.
+
+Du kannst einer Zeichenfläche aber auch beliebige neue oder selbst programmierte
+Ebenen hinzufügen.
+
+### Ablauf
+
+Die _Zeichenmaschine_ ruft nach dem Start die Methoden in einem festen Ablauf
+auf.
+
+<figure markdown>
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/AblaufMoleStatic.png){ width=500 }
+</figure>
+
+Erstellst Du eine _Zeichenmaschine_ (beziehungsweise ein Objekt einer
+Unterklasse), dann wird zuerst die {{ jdm('Zeichenmaschine', 'setup()') }}
+Methode ausgeführt. Danach folgt einmalig die
+{{ jdm('Zeichenmaschine', 'draw()') }} Methode und dann endet das Hauptprogramm.
+
+Die Eingaben der Maus werden in einem parallelen Ablauf (einem _Thread_)
+abgefangen und daraufhin die {{ jdm('Zeichenmaschine', 'mouseClicked()') }}
+Methode aufgerufen. In unserem Programm prüfen wir, ob mit der Maus
+innerhalb des Kreises geklickt wurde und rufen dann
+{{ jdm('Zeichenmaschine', 'redraw()') }} auf, woraufhin ein weiteres Mal
+`draw()` ausgeführt wird.
+
+In _Processing_ wird dies der "statische" Modus genannt, weil das Programm nur
+einmal abläuft und dann stoppt. "Statisch" trifft es nicht ganz, da das Programm
+ja zum Beispiel durch Mauseingaben auch verändert werden kann. Wichtig ist aber,
+dass mit `redraw()` die Zeichenfläche manuell neu gezeichnet werden muss, damit
+sich der Inhalt ändert.
+
+## Dynamische Programme
+
+Wir wollen unser kleines Spiel dynamischer machen, indem die Kreise nur drei
+Sekunden angezeigt werden und dann von selbst an einen neuen Ort springen.
+Schafft man es, den Kreis in dieser Zeit anzuklicken, bekommt man einen Punkt.
+
+Als zusätzliche Herausforderung lassen wir jeden Kreis in den drei Sekunden
+immer kleiner werden.
+
+### Die Update-Draw-Schleifen
+
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/AblaufMoleActive.png){ width=200 align=right }
+
+Bisher hat die _Zeichenmaschine_ einmalig `draw()` aufgerufen und dann nur noch
+auf Benutzereingaben mit der Maus reagiert. Nun wollen wir das gezeichnete Bild
+aber laufend anpassen. Der Kreis soll schrumpfen und nach 3 Sekunden
+verschwinden.
+
+Dazu ergänzen wir ein {{ jdl('Zeichenmaschine', 'update(double)', c=False) }}
+Methode in unserem Programm. Nun schaltet die _Zeichenmaschine_ in einen
+dynamischen Modus und startet die _Update-Draw-Schleife_. Das beduetet, nach
+Aufruf von `setup()` wird fortlaufend immer wieder zuerst `update()` und dann
+`draw()` aufgerufen.
+
+Jeder Aufruf der `draw()` Methode zeichnet nun die Zeichenfläche neu. Jedes
+Bild, das gezeichnet wird (auch, wenn es genauso aussieht, wie das davor), nennt
+man ein _Frame_. Von Videospielen kennst Du vielleicht schon den Begriff "
+_Frames per second_" (Fps, dt. Bilder pro Sekunde). Er bedeutet, wie oft das
+Spiel neue Frames zeichnet, oder in der _Zeichenmaschine_, wie oft `draw()` pro
+Sekunde aufgerufen wird. Normalerweise passiert dies genau 60-mal pro Sekunde.
+
+### Lebenszeit eines Kreises
+
+Jeder Kreis soll drei Sekunden zu sehen sein. Daher fügen wir eine neue
+Objektvariable namens `moleTime` ein, die zunächst auf Drei steht. Da wir auch
+Bruchteile von Sekunden abziehen wollen, wählen wir als Datentyp `double`:
+
+```Java
+private double moleTime=3.0;
+```
+
+Der Parameter `delta` der `update()` Methode ist der Zeitraum in Sekunden seit
+dem letzten Frame. Subtrahieren wir diesen Wert bei jedem Frame von `moleTime`,
+wird der Wert immer kleiner. Dann müssen wir nur noch prüfen, ob er kleiner Null
+ist und in dem Fall den Kreis auf eine neue Position springen lassen.
+
+Die Größe des Kreises passen wir so an, dass der Anteil der vergangenen Zeit die
+Größe des Kreises bestimmt:
+
+```Java
+drawing.circle(moleX,moleY,moleRadius*(moleTime/3.0));
+```
+
+??? example "Quelltext"
+
+	```Java
+	import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		private int moleRadius = 20;
+
+		private int moleX;
+
+		private int moleY;
+
+		private double moleTime;
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void setup() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.noStroke();
+
+			randomizeMole();
+		}
+
+		private void randomizeMole() {
+			moleX = random(moleRadius*2, canvasWidth - moleRadius*2);
+			moleY = random(moleRadius*2, canvasHeight - moleRadius*2);
+			moleTime = 3.0;
+		}
+
+		@Override
+		public void update( double delta ) {
+			moleTime -= delta;
+
+			if( moleTime <= 0 ) {
+				randomizeMole();
+			}
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			drawing.clear();
+			drawing.circle(moleX, moleY, moleRadius * (moleTime / 3.0));
+		}
+
+		@Override
+		public void mouseClicked() {
+			if( distance(moleX, moleY, mouseX, mouseY) < moleRadius ) {
+				randomizeMole();
+				redraw();
+			}
+		}
+
+		public static void main( String[] args ) {
+			new Shapes();
+		}
+
+	}
+	```
+
+<figure markdown>
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/shapes_6.1.gif){ width=400 }
+</figure>
+
+!!! tip ""
+
+	Der Maulwurf muss mittlerweile an drei verschiedenen Stellen im Programm
+	auf eine zufällige Position gesetzt werden (am Anfang, wenn er angeklickt
+	wurde und wenn die drei Sekunden abgelaufen sind). Daher wurde das Versetzen
+	in eine eigene Methode `randomizeMole()` ausgelagert.
+
+### Punktezähler
+
+Zum Schluss wollen wir noch bei jedem Treffer mit der Maus die Punkte zählen und
+als Text auf die Zeichenfläche schreiben.
+
+Dazu ergänzen wir eine weitere Objektvariable `score`, die in `mouseClicked()`
+erhöht wird, falls der Kreis getroffen wurde.
+
+Um den Punktestand anzuzeigen ergänzen wir in `draw()` einen Aufruf von
+{{ jdl('layers.DrawingLayer', 'text(java.lang.String,double,double,schule.ngb.zm.Options.Direction)') }}
+mit dem  Inhalt von `score` und den Koordinaten, an denen der Text gezeigt
+werden soll.
+Die Zeichenebene zeichnet im Moment alle Formen und Text ausgehend vom Zentrum
+der Form. Damit der Text 10 Pixel vom Rand entfernt links oben angezeigt wird,
+können wir der Text Methode (und allen anderen, die etwas zeichnen) eine {{
+jdl('Options.Direction', title='Richtung') }} übergeben, die festlegt, von
+welchem Ausgangspunkt (oder _Ankerpunkt_) die Form gezeichnet werden soll.
+
+```Java
+drawing.setFillColor(BLACK);
+	drawing.text("Punkte: "+score,10,10,NORTHWEST);
+```
+
+<figure markdown>
+![Whack-a-mole](assets/quickstart/shapes_6.2.png){ width=400 }
+</figure>
+
+??? example "Quelltext"
+
+	```Java
+	import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+
+	public class Shapes extends Zeichenmaschine {
+
+		private int moleRadius = 20;
+
+		private int moleX;
+
+		private int moleY;
+
+		private double moleTime;
+
+		private int score = 0;
+
+		public Shapes() {
+			super(800, 800, "Shapes");
+		}
+
+		@Override
+		public void setup() {
+			background.setColor(BLUE);
+
+			drawing.noStroke();
+			drawing.setFontSize(24);
+
+			randomizeMole();
+		}
+
+		private void randomizeMole() {
+			moleX = random(moleRadius*2, canvasWidth - moleRadius*2);
+			moleY = random(moleRadius*2, canvasHeight - moleRadius*2);
+			moleTime = 3.0;
+		}
+
+		@Override
+		public void update( double delta ) {
+			moleTime -= delta;
+
+			if( moleTime <= 0 ) {
+				randomizeMole();
+			}
+		}
+
+		@Override
+		public void draw() {
+			drawing.clear();
+
+			drawing.setFillColor(255, 223, 34);
+			drawing.circle(moleX, moleY, moleRadius * (moleTime / 3.0));
+
+			drawing.setFillColor(BLACK);
+			drawing.text("Punkte: " + score, 10, 10, NORTHWEST);
+		}
+
+		@Override
+		public void mouseClicked() {
+			if( distance(moleX, moleY, mouseX, mouseY) < moleRadius ) {
+				score += 1;
+				randomizeMole();
+				redraw();
+			}
+		}
+
+		public static void main( String[] args ) {
+			new Shapes();
+		}
+
+	}
+	```
+
+## Wie es weitergehen kann
+
+In diesem Schnellstart-Tutorial hast du die Grundlagen der _Zeichenmaschine_
+gelernt. Um weiterzumachen, kannst du versuchen, das Whack-a-mole Spiel um diese
+Funktionen zu erweitern:
+
+- Mehrere "Maulwürfe" gleichzeitig.
+- Unterschiedliche Zeiten pro Maulwurf.
+
+Wenn du mehr über die Möglichkeiten lernen möchtest, die dir die
+_Zeichenmaschine_ bereitstellt, kannst du dir die weiteren Tutorials in dieser
+Dokumentation ansehen. Ein guter Startpunkt ist das
+[Aquarium](tutorials/aquarium/aquarium1.md).
+
+Viele verschiedene Beispiele, ohne detailliertes Tutorial, findest du in der
+Kategorie Beispiele und auf GitHub im Repository
+[jneug/zeichenmaschine-examples](https://github.com/jneug/zeichenmaschine-examples).

docs/tutorials/aquarium/aquarium1.md

@@ -0,0 +1,19 @@
+# Tutorial: Aquarium
+
+In diesem Tutorial wollen wir mithilfe der _Zeichenmaschine_ ein (bonbonbuntes) 
+interaktives Aquarium entwickeln. Dabei werden wir in verschiedenen Ausbaustufen 
+zunächst das System Modellieren und dann implementieren.
+
+!!! info "Mein bonbonbuntes Aquarium"
+
+	Das Projekt [Mein bonbonbuntes Aquarium](http://blog.schockwellenreiter.de/2021/02/2021021201.html) 
+	stammt ursprünglich aus dem Blog [Schockwellenreiter](http://blog.schockwellenreiter.de) 
+	von [Jörg Kantel](http://cognitiones.kantel-chaos-team.de/cv.html).
+
+Das Endprodukt soll folgendes umfassen:
+
+- Darstellung eines hübschen Aquariums mit Fischen, die hin und her schwimmen.
+	- Zur Darstellung wollen wir wie im Original die Sprites aus dem [Fish Pack von Kenny.nl](https://www.kenney.nl/assets/fish-pack) nutzen.
+- Das Aquarium soll durch passende Geräusche untermalt werden.
+- Bei einem Klick in das Aquarium soll ein zufälliger Fisch erscheinen.
+- Bei einem Druck auf die Leertaste soll ein Hai durch das Aquarium schwimmen und alle Fische auf seinem Weg auffressen. 

gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties

@@ -1,5 +1,5 @@
 distributionBase=GRADLE_USER_HOME
 distributionPath=wrapper/dists
-distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-7.4-bin.zip
+distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-7.5-bin.zip
 zipStoreBase=GRADLE_USER_HOME
 zipStorePath=wrapper/dists

mkdocs.yml

@@ -0,0 +1,83 @@
+site_name: Zeichenmaschine.xyz
+site_description: Eine kleine Java-Bibliothek für grafische Programmierung im Informatikunterricht.
+site_author: J. Neugebauer
+repo_url: https://github.com/jneug/zeichenmaschine
+repo_name: jneug/zeichenmaschine
+
+site_dir: build/docs/site
+
+theme:
+    name: material
+    # custom_dir: docs/home_override/
+    language: de
+    logo: assets/icon_64.png
+    favicon: assets/icon_32.png
+    features:
+        - content.code.annotate
+        - navigation.top
+        - navigation.tracking
+        - search.suggest
+    font: false
+    palette:
+        - media: "(prefers-color-scheme: light)"
+          scheme: default
+          primary: blue
+          accent: deep orange
+          toggle:
+              icon: material/weather-sunny
+              name: Dunkles Design aktivieren
+        - media: "(prefers-color-scheme: dark)"
+          scheme: slate
+          primary: blue
+          accent: deep orange
+          toggle:
+              icon: material/weather-night
+              name: Helles Design aktivieren
+extra_css:
+    - assets/zmstyles.css
+
+nav:
+    -   Einführung: index.md
+    -   Schnellstart: schnellstart.md
+    -   Installation: installation.md
+    -   Tutorials:
+            -   Aquarium: tutorials/aquarium/aquarium1.md
+    -   Beispiele:
+            -   Mondrian: beispiele/mondrian.md
+
+markdown_extensions:
+    - admonition
+    - attr_list
+    - def_list
+    - footnotes
+    - md_in_html
+    - toc:
+          permalink: true
+    - pymdownx.magiclink
+    - pymdownx.betterem:
+          smart_enable: all
+    - pymdownx.caret
+    - pymdownx.smartsymbols
+    - pymdownx.emoji:
+          emoji_index: !!python/name:materialx.emoji.twemoji
+          emoji_generator: !!python/name:materialx.emoji.to_svg
+    - pymdownx.highlight:
+          anchor_linenums: true
+    - pymdownx.inlinehilite
+    - pymdownx.snippets
+    - pymdownx.details
+    - pymdownx.superfences:
+          custom_fences:
+              - name: mermaid
+                class: mermaid
+                format: !!python/name:pymdownx.superfences.fence_code_format
+plugins:
+    - search:
+          lang: de
+          separator: '[\s\-\.]'
+    - macros:
+        module_name: docs/macros
+
+extra:
+    javadoc_url: https://zeichenmaschine.xyz/docs/
+    javadoc_default_package: schule.ngb.zm

requirements.txt

@@ -0,0 +1,25 @@
+certifi==2022.9.24
+charset-normalizer==2.1.1
+click==8.1.3
+ghp-import==2.1.0
+idna==3.4
+Jinja2==3.1.2
+Markdown==3.3.7
+MarkupSafe==2.1.1
+mergedeep==1.3.4
+mkdocs==1.4.1
+mkdocs-macros-plugin==0.7.0
+mkdocs-material==8.5.6
+mkdocs-material-extensions==1.0.3
+packaging==21.3
+Pygments==2.13.0
+pymdown-extensions==9.6
+pyparsing==3.0.9
+python-dateutil==2.8.2
+PyYAML==6.0
+pyyaml_env_tag==0.1
+requests==2.28.1
+six==1.16.0
+termcolor==2.0.1
+urllib3==1.26.12
+watchdog==2.1.9

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

@@ -0,0 +1,211 @@
+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;
+
+	/**
+	 * Die Art der Kantenverbindungen von Linien.
+	 */
+	protected Options.StrokeJoin strokeJoin = MITER;
+
+	/**
+	 * 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;
+
+	// TODO: Add TexturePaint fill (https://docs.oracle.com/javase/8/docs//api/java/awt/TexturePaint.html)
+
+	// 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, strokeJoin);
+		}
+		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;
+	}
+
+	@Override
+	public Options.StrokeJoin getStrokeJoin() {
+		return strokeJoin;
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeJoin( Options.StrokeJoin join ) {
+		strokeJoin = join;
+		this.stroke = null;
+	}
+
+}

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

@@ -1,5 +1,14 @@
 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>
@@ -9,7 +18,8 @@ package schule.ngb.zm;
  * Eine Farbe hat außerdem einen Transparenzwert zwischen 0 (unsichtbar) und 255
  * (deckend).
  */
-public class Color {
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Color implements Paint {
 
 
 	//@formatter:off
@@ -42,38 +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.
 	 */
@@ -83,6 +122,7 @@ public class Color {
 	 * Die Farbe Helmholtz-Grün.
 	 */
 	public static final Color HGGREEN = new Color(0, 165, 81);
+
 	/**
 	 * Die Farbe Helmholtz-Rot.
 	 */
@@ -102,7 +142,7 @@ 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 0 und 255.
 	 */
@@ -111,8 +151,8 @@ public class Color {
 	}
 
 	/**
-	 * 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 0 und 255.
 	 */
@@ -121,9 +161,9 @@ public class Color {
 	}
 
 	/**
-	 * 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 0 und 255.
+	 * 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 0 und 255.
 	 * @param green Grünwert zwischen 0 und 255.
@@ -134,11 +174,11 @@ public class Color {
 	}
 
 	/**
-	 * 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 0 und 255.
-	 * <var>alpha</var> gibt den den Transparentwert an (auch zwischen
-	 * 0 und 255), wobei 0 komplett durchsichtig ist und 255 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 0 und 255.
 	 * @param green Grünwert zwischen 0 und 255.
@@ -146,24 +186,24 @@ public class Color {
 	 * @param alpha Transparentwert zwischen 0 und 255.
 	 */
 	public Color( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		rgba = ((alpha&0xFF) << 24) | ((red&0xFF) << 16) | ((green&0xFF) << 8) | ((blue&0xFF) << 0);
+		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);
@@ -198,46 +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;
+		return new Color(rgba, true);
 	}
 
+	/**
+	 * 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 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);
 	}
 
-	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();
+	/**
+	 * 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 sechs-
-	 * oder achtstellig sein (wenn ein Transparentwert vorhanden ist). Dem Code
-	 * kann ein {@code #} Zeichen vorangestellt sein.
+	 * 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
-	 * @return
+	 * @param hexcode Eine Farbe als Hexcode.
+	 * @return Ein Farbobjekt.
 	 */
 	public static Color parseHexcode( String hexcode ) {
 		if( hexcode.startsWith("#") ) {
@@ -254,8 +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));
@@ -276,7 +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 ) {
@@ -302,12 +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_;
 
@@ -326,6 +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);
 	}
@@ -334,9 +431,9 @@ 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.
@@ -463,17 +560,49 @@ 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;
+		}
+	}
+
+	public double compare( Color color ) {
+		double maxDist = 764.8333151739665;
+
+		// see: https://www.compuphase.com/cmetric.htm
+		long rmean = (getRed() + color.getRed()) / 2;
+		long r = getRed() - color.getRed();
+		long g = getGreen() - color.getGreen();
+		long b = getBlue() - color.getBlue();
+
+		return 1.0 - (Math.sqrt((((512+rmean)*r*r)>>8) + 4*g*g + (((767-rmean)*b*b)>>8)) / maxDist);
+	}
+
 	/**
 	 * 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 ) {
-		if( obj == null ) { return false; }
+		if( obj == null ) {
+			return false;
+		}
 		if( obj instanceof Color ) {
 			return ((Color) obj).getRGBA() == this.rgba;
 		} else if( obj instanceof java.awt.Color ) {

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

@@ -1,55 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm;
-
-public class ColorLayer extends Layer {
-
-	private Color background;
-
-	public ColorLayer( Color color ) {
-		this.background = color;
-		clear();
-	}
-
-	public ColorLayer( int width, int height, Color color ) {
-		super(width, height);
-		this.background = color;
-		clear();
-	}
-
-	@Override
-	public void setSize( int width, int height ) {
-		super.setSize(width, height);
-		clear();
-	}
-
-	public Color getColor() {
-		return background;
-	}
-
-	public void setColor( Color color ) {
-		background = color;
-		clear();
-	}
-
-	public void setColor( int gray ) {
-		setColor(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void setColor( int gray, int alpha ) {
-		setColor(gray, gray, gray, alpha);
-	}
-
-	public void setColor( int red, int green, int blue ) {
-		setColor(red, green, blue, 255);
-	}
-
-	public void setColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		setColor(new Color(red, green, blue, alpha));
-	}
-
-	@Override
-	public void clear() {
-		drawing.setColor(background.getJavaColor());
-		drawing.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
-	}
-
-}

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

@@ -1,26 +1,30 @@
 package schule.ngb.zm;
 
 import schule.ngb.zm.anim.Easing;
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
 import schule.ngb.zm.util.Noise;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
 
 import java.awt.Cursor;
+import java.awt.Font;
 import java.awt.event.KeyEvent;
 import java.awt.event.MouseEvent;
 import java.awt.image.BufferedImage;
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Collections;
+import java.util.List;
 import java.util.Random;
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
 /**
- * Basisklasse für die meisten Objekte der Zeichemaschine, die von Nutzern
+ * Basisklasse für die meisten Objekte der Zeichenmaschine, die von Nutzern
  * erweitert werden können.
  * <p>
  * Die Konstanten stellen viele Funktionen zur einfachen Programmierung bereit
  * und enthält auch einige dynamische Werte, die von der Zeichenmaschine laufend
- * aktuell gehalten werden (beispielsweise {@link #runtime}.
+ * aktuell gehalten werden (beispielsweise {@link #runtime}).
  * <p>
  * Für die Implementierung eigener Klassen ist es oft hilfreich von
- * {@code Constants} zu erben, um die Methoden und Konstanten einfach im
+ * {@code Constants} zu erben, um die Methoden und Konstanten einfacher im
  * Programm nutzen zu können.
  * <pre><code>
  * class MyClass extends Constants {
@@ -64,53 +68,89 @@ public class Constants {
 	/**
 	 * Patchversion der Zeichenmaschine.
 	 */
-	public static final int APP_VERSION_REV = 22;
+	public static final int APP_VERSION_REV = 35;
 
 	/**
 	 * Version der Zeichenmaschine als Text-String.
 	 */
 	public static final String APP_VERSION = APP_VERSION_MAJ + "." + APP_VERSION_MIN + "." + APP_VERSION_REV;
 
+	/**
+	 * Gibt an, ob die Zeichenmaschine unter macOS gestartet wurde.
+	 */
+	public static final boolean MACOS;
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob die Zeichenmaschine unter Windows gestartet wurde.
+	 */
+	public static final boolean WINDOWS;
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob die Zeichenmaschine unter Linux gestartet wurde.
+	 */
+	public static final boolean LINUX;
+
+	static {
+		final String name = System.getProperty("os.name");
+
+		if( name.contains("Mac") ) {
+			MACOS = true;
+			WINDOWS = false;
+			LINUX = false;
+		} else if( name.contains("Windows") ) {
+			MACOS = false;
+			WINDOWS = true;
+			LINUX = false;
+		} else if( name.equals("Linux") ) {  // true for the ibm vm
+			MACOS = false;
+			WINDOWS = false;
+			LINUX = true;
+		} else {
+			MACOS = false;
+			WINDOWS = false;
+			LINUX = false;
+		}
+	}
 
 	/**
 	 * Standardbreite eines Zeichenfensters.
 	 */
-	public static final int STD_WIDTH = 400;
+	public static final int DEFAULT_WIDTH = 400;
 
 	/**
 	 * Standardhöhe eines Zeichenfensters.
 	 */
-	public static final int STD_HEIGHT = 400;
+	public static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;
 
 	/**
 	 * Standardwert für die Frames pro Sekunde einer Zeichenmaschine.
 	 */
-	public static final int STD_FPS = 60;
+	public static final int DEFAULT_FPS = 60;
 
 	/**
 	 * Standardfarbe der Füllungen.
 	 */
-	public static final Color STD_FILLCOLOR = Color.WHITE;
+	public static Color DEFAULT_FILLCOLOR = Color.WHITE;
 
 	/**
 	 * Standardfarbe der Konturen.
 	 */
-	public static final Color STD_STROKECOLOR = Color.BLACK;
+	public static Color DEFAULT_STROKECOLOR = Color.BLACK;
 
 	/**
 	 * Standardwert für die Dicke der Konturen.
 	 */
-	public static final double STD_STROKEWEIGHT = 1.0;
+	public static double DEFAULT_STROKEWEIGHT = 1.0;
 
 	/**
 	 * Standardwert für die Schriftgröße.
 	 */
-	public static final int STD_FONTSIZE = 14;
+	public static int DEFAULT_FONTSIZE = 14;
 
 	/**
 	 * Standardwert für den Abstand von Formen.
 	 */
-	public static final int STD_BUFFER = 10;
+	public static int DEFAULT_BUFFER = 10;
 
 	public static int DEFAULT_ANIM_RUNTIME = 1000;
 
@@ -131,6 +171,21 @@ public class Constants {
 	 */
 	public static final Options.StrokeType DOTTED = Options.StrokeType.DOTTED;
 
+	/**
+	 * Option für abgerundete Kantenverbindungen von Konturen und Linien.
+	 */
+	public static final Options.StrokeJoin ROUND = Options.StrokeJoin.ROUND;
+
+	/**
+	 * Option für abgeschnittene Kantenverbindungen von Konturen und Linien.
+	 */
+	public static final Options.StrokeJoin BEVEL = Options.StrokeJoin.BEVEL;
+
+	/**
+	 * Option für eckige Kantenverbindungen von Konturen und Linien.
+	 */
+	public static final Options.StrokeJoin MITER = Options.StrokeJoin.MITER;
+
 	/**
 	 * Option für Pfeile mit Strichen als Kopf.
 	 */
@@ -405,16 +460,32 @@ public class Constants {
 	 */
 	public static final double TWO_PI = Math.PI * 2.0;
 
+	/**
+	 * Konstante für fette Schrift.
+	 */
+	public static final int BOLD = Font.BOLD;
+
+	/**
+	 * Konstante für kursive Schrift.
+	 */
+	public static final int ITALIC = Font.ITALIC;
+
+	/**
+	 * Konstante für normale Schrift.
+	 */
+	public static final int PLAIN = Font.PLAIN;
+
 	/*
 	 * Globale Variablen, die von allen Klassen genutzt werden dürfen. Änderungen
 	 * wirken sich auf die aktuelle Zeichenmaschine aus und sollten nur von der
 	 * Zeichenmaschine selbst vorgenommen werden.
 	 */
+	// TODO: (ngb) volatile ?
 
 	/**
 	 * Aktuell dargestellte Bilder pro Sekunde.
 	 */
-	public static int framesPerSecond = STD_FPS;
+	public static int framesPerSecond = DEFAULT_FPS;
 
 	/**
 	 * Anzahl der Ticks (Frames), die das Programm bisher läuft.
@@ -730,6 +801,30 @@ public class Constants {
 
 	// Mathematische Funktionen
 
+	/**
+	 * Berechnet das Minimum aller angegebenen Werte.
+	 *
+	 * <pre><code>
+	 * int minimum = min(1, 5, 3); // 1
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param numbers Die Werte, aus denen das Minimum ermittelt werden soll.
+	 * @return Das Minimum der Werte.
+	 * @throws IllegalArgumentException Wenn die Eingabe {@code null} oder leer
+	 *                                  ist.
+	 */
+	public static final int min( int... numbers ) {
+		if( numbers == null || numbers.length == 0 ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Array may not be <null> or empty.");
+		}
+
+		int min = numbers[0];
+		for( int i = 1; i < numbers.length; i++ ) {
+			min = Math.min(min, numbers[i]);
+		}
+		return min;
+	}
+
 	/**
 	 * Berechnet das Minimum aller angegebenen Werte.
 	 *
@@ -754,6 +849,30 @@ public class Constants {
 		return min;
 	}
 
+	/**
+	 * Berechnet das Maximum aller angegebenen Werte.
+	 *
+	 * <pre><code>
+	 * double maximum = max(1, 5, 3); // 5
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param numbers Die Werte, aus denen das Maximum ermittelt werden soll.
+	 * @return Das Maximum der Werte.
+	 * @throws IllegalArgumentException Wenn die Eingabe {@code null} oder leer
+	 *                                  ist.
+	 */
+	public static final int max( int... numbers ) {
+		if( numbers == null || numbers.length == 0 ) {
+			throw new IllegalArgumentException("Array may not be <null> or empty.");
+		}
+
+		int max = numbers[0];
+		for( int i = 1; i < numbers.length; i++ ) {
+			max = Math.max(max, numbers[i]);
+		}
+		return max;
+	}
+
 	/**
 	 * Berechnet das Maximum aller angegebenen Werte.
 	 *
@@ -999,7 +1118,7 @@ public class Constants {
 	}
 
 	/**
-	 * Ermittelt den Arkuskosinus der angegebenen Zahl.
+	 * Ermittelt den Arcuskosinus der angegebenen Zahl.
 	 *
 	 * @param x Eine Zahl.
 	 * @return {@code acos(x)}.
@@ -1009,7 +1128,7 @@ public class Constants {
 	}
 
 	/**
-	 * Ermittelt den Arkusktangens der angegebenen Zahl.
+	 * Ermittelt den Arcusktangens der angegebenen Zahl.
 	 *
 	 * @param x Eine Zahl.
 	 * @return {@code atan(x)}.
@@ -1149,6 +1268,12 @@ public class Constants {
 		return interpolate(toMin, toMax, (value - fromMin) / (fromMax - fromMin));
 	}
 
+	public static final double distance( double fromX, double fromY, double toX, double toY ) {
+		double diffX = toX - fromX;
+		double diffY = toY - fromY;
+		return sqrt(diffX * diffX + diffY * diffY);
+	}
+
 	/**
 	 * Geteilte {@code Random}-Instanz für einheitliche Zufallszahlen.
 	 */
@@ -1159,7 +1284,7 @@ public class Constants {
 	 *
 	 * @return Die {@code Random}-Instanz.
 	 */
-	private static Random getRandom() {
+	public static Random getRandom() {
 		if( random == null ) {
 			random = new Random();
 		}
@@ -1211,7 +1336,8 @@ public class Constants {
 	}
 
 	/**
-	 * Erzeugt eine ganze Pseudozufallszahl zwischen {@code 0} und {@code max}.
+	 * Erzeugt eine ganze Pseudozufallszahl zwischen {@code 0} und {@code max}
+	 * (einschließlich der Grenzen).
 	 *
 	 * @param max Obere Grenze.
 	 * @return Eine Zufallszahl.
@@ -1222,7 +1348,7 @@ public class Constants {
 
 	/**
 	 * Erzeugt eine ganze Pseudozufallsganzzahl zwischen {@code min} und
-	 * {@code max}.
+	 * {@code max} (einschließlich der Grenzen).
 	 *
 	 * @param min Untere Grenze.
 	 * @param max Obere Grenze.
@@ -1269,7 +1395,8 @@ public class Constants {
 	}
 
 	/**
-	 * Erzeugt eine Pseudozufallszahl nach einer Gaussverteilung.
+	 * Erzeugt eine Pseudozufallszahl zwischen -1 und 1 nach einer
+	 * Normalverteilung mit Mittelwert 0 und Standardabweichung 1.
 	 *
 	 * @return Eine Zufallszahl.
 	 * @see Random#nextGaussian()
@@ -1285,7 +1412,8 @@ public class Constants {
 	 * @param <T> Datentyp des Elements.
 	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
 	 */
-	public static final <T> T choice( T[] values ) {
+	@SafeVarargs
+	public static final <T> T choice( T... values ) {
 		return values[random(0, values.length - 1)];
 	}
 
@@ -1294,15 +1422,161 @@ public class Constants {
 	 *
 	 * @param values Ein Array mit Werten, die zur Auswahl stehen.
 	 * @param n Anzahl der auszuwählenden Elemente.
+	 * @param unique Bei {@code true} werden Elemente im Array nur maximal
+	 * 	einmal ausgewählt (Ziehen ohne Zurücklegen).
+	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 * @throws IllegalArgumentException Wenn {@code unique == true} und
+	 *                                  {@code values.length < n}, also nicht
+	 *                                  genug Werte zur Wahl stehen.
+	 */
+	public static final int[] choice( int[] values, int n, boolean unique ) {
+		if( unique && values.length < n )
+			throw new IllegalArgumentException(
+				String.format("Need at least <%d> values to choose <%d> unique values (<%d> given).", n, n, values.length)
+			);
+
+		int[] result = new int[n];
+		int[] valuesCopy = Arrays.copyOf(values, values.length);
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			int j = random(0, valuesCopy.length - 1);
+			int l = valuesCopy.length - 1;
+
+			result[i] = valuesCopy[j];
+			valuesCopy[j] = valuesCopy[l];
+			valuesCopy[l] = result[i];
+
+			if( unique )
+				valuesCopy = Arrays.copyOf(valuesCopy, l);
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Wählt die angegebene Anzahl Elemente aus dem Array aus.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werten, die zur Auswahl stehen.
+	 * @param n Anzahl der auszuwählenden Elemente.
+	 * @param unique Bei {@code true} werden Elemente im Array nur maximal
+	 * 	einmal ausgewählt (Ziehen ohne Zurücklegen).
+	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 * @throws IllegalArgumentException Wenn {@code unique == true} und
+	 *                                  {@code values.length < n}, also nicht
+	 *                                  genug Werte zur Wahl stehen.
+	 */
+	public static final double[] choice( double[] values, int n, boolean unique ) {
+		if( unique && values.length < n )
+			throw new IllegalArgumentException(
+				String.format("Need at least <%d> values to choose <%d> unique values (<%d> given).", n, n, values.length)
+			);
+
+		double[] result = new double[n];
+		double[] valuesCopy = Arrays.copyOf(values, values.length);
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			int j = random(0, valuesCopy.length - 1);
+			int l = valuesCopy.length - 1;
+
+			result[i] = valuesCopy[j];
+			valuesCopy[j] = valuesCopy[l];
+			valuesCopy[l] = result[i];
+
+			if( unique )
+				valuesCopy = Arrays.copyOf(valuesCopy, l);
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Wählt die angegebene Anzahl Elemente aus dem Array aus.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werten, die zur Auswahl stehen.
+	 * @param n Anzahl der auszuwählenden Elemente.
+	 * @param unique Bei {@code true} werden Elemente im Array nur maximal
+	 * 	einmal ausgewählt (Ziehen ohne Zurücklegen).
 	 * @param <T> Datentyp der Elemente.
 	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 * @throws IllegalArgumentException Wenn {@code unique == true} und
+	 *                                  {@code values.length < n}, also nicht
+	 *                                  genug Werte zur Wahl stehen.
 	 */
-	public static final <T> T[] choice( T[] values, int n ) {
-		Object[] result = new Object[n];
+	public static final <T> T[] choice( T[] values, int n, boolean unique ) {
+		if( unique && values.length < n )
+			throw new IllegalArgumentException(
+				String.format("Need at least <%d> values to choose <%d> unique values (<%d> given).", n, n, values.length)
+			);
+
+		T[] result = Arrays.copyOf(values, n);
+		T[] valuesCopy = Arrays.copyOf(values, values.length);
 		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
-			result[i] = choice(values);
+			int last = valuesCopy.length - 1;
+			int j = random(0, last);
+
+			result[i] = valuesCopy[j];
+			valuesCopy[j] = valuesCopy[last];
+			valuesCopy[last] = result[i];
+
+			if( unique )
+				valuesCopy = Arrays.copyOf(valuesCopy, last);
 		}
-		return (T[]) result;
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Bringt die Zahlen im Array in eine zufällige Reihenfolge.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Zahlen, die gemischt werden sollen.
+	 * @return Das Array in zufälliger Reihenfolge.
+	 */
+	public static final int[] shuffle( int[] values ) {
+		for( int i = 0; i < values.length - 1; i++ ) {
+			int j = random(i, values.length - 1);
+			int tmp = values[i];
+			values[i] = values[j];
+			values[j] = tmp;
+		}
+
+		return values;
+	}
+
+	/**
+	 * Bringt die Zahlen im Array in eine zufällige Reihenfolge.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Zahlen, die gemischt werden sollen.
+	 * @return Das Array in zufälliger Reihenfolge.
+	 */
+	public static final double[] shuffle( double[] values ) {
+		for( int i = 0; i < values.length - 1; i++ ) {
+			int j = random(i, values.length - 1);
+			double tmp = values[i];
+			values[i] = values[j];
+			values[j] = tmp;
+		}
+
+		return values;
+	}
+
+	/**
+	 * Bringt die Werte im Array in eine zufällige Reihenfolge.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werte, die gemischt werden sollen.
+	 * @param <T> Datentyp der Elemente.
+	 * @return Das Array in zufälliger Reihenfolge.
+	 */
+	public static final <T> T[] shuffle( T[] values ) {
+		java.util.List<T> valueList = Arrays.asList(values);
+		Collections.shuffle(valueList, random);
+		return valueList.toArray(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Bringt die Werte im Array in eine zufällige Reihenfolge.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werte, die gemischt werden sollen.
+	 * @param <T> Datentyp der Elemente.
+	 * @return Das Array in zufälliger Reihenfolge.
+	 */
+	public static final <T> List<T> shuffle( List<T> values ) {
+		Collections.shuffle(values, random);
+		return values;
 	}
 
 	/**
@@ -1471,38 +1745,93 @@ public class Constants {
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen char-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der char-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( char value ) {
-		return (double) value;
+		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen byte-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der byte-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( byte value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen short-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der short-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( short value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen long-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der long-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( long value ) {
 		return (double) value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen double-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der double-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( double value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen float-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der float-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( float value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen int-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der int-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( int value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen boolean-Wert in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der boolean-Wert.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 */
 	public static final double asDouble( boolean value ) {
 		return value ? 1.0 : 0.0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen String in einen double-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der String.
+	 * @return Ein double-Wert.
+	 * @see Double#parseDouble(String)
+	 */
 	public static final double asDouble( String value ) {
 		try {
 			return Double.parseDouble(value);
@@ -1511,38 +1840,93 @@ public class Constants {
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen char-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der char-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( char value ) {
 		return value != 0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen byte-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der byte-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( byte value ) {
 		return value != 0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen short-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der short-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( short value ) {
 		return value != 0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen int-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der int-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( int value ) {
 		return value != 0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen long-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der long-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( long value ) {
 		return value != 0L;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen double-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der double-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( double value ) {
 		return value != 0.0;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen float-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der float-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( float value ) {
 		return value != 0.0f;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen boolean-Wert in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der boolean-Wert.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 */
 	public static final boolean asBool( boolean value ) {
 		return value;
 	}
 
+	/**
+	 * Konvertiert einen String in einen boolean-Wert.
+	 *
+	 * @param value Der String.
+	 * @return Ein boolean-Wert.
+	 * @see Boolean#parseBoolean(String)
+	 */
 	public static final boolean asBool( String value ) {
 		return Boolean.parseBoolean(value);
 	}
@@ -1603,7 +1987,7 @@ public class Constants {
 		return Integer.valueOf(binary, 16);
 	}
 
-	// Konstants für Key events (Copied from KeyEvent)
+	// Konstanten für Key events (Copied from KeyEvent)
 
 	/**
 	 * Constant for the ENTER virtual key.

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

@@ -3,14 +3,29 @@ package schule.ngb.zm;
 import java.awt.*;
 
 /**
- * Zeichenbare Objekte können auf eine Zeichenfläche gezeichnet werden.
- * In der Regel werden sie einmal pro Frame gezeichnet.
+ * {@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.
 	 */
@@ -18,7 +33,7 @@ public interface Drawable {
 
 	/**
 	 * Wird aufgerufen, um das Objekt auf die Zeichenfläche <var>graphics</var>
-	 * zu draw.
+	 * zu zeichnen.
 	 * <p>
 	 * Das Objekt muss dafür Sorge tragen, dass der Zustand der Zeichenfläche
 	 * (Transformationsmatrix, Farbe, ...) erhalten bleibt. Das Objekt sollte

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

@@ -1,56 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm;
-
-import java.awt.*;
-import java.util.LinkedList;
-
-public class DrawableLayer extends Layer {
-
-	protected LinkedList<Drawable> drawables = new LinkedList<>();
-
-	protected boolean clearBeforeDraw = true;
-
-	public DrawableLayer() {
-	}
-
-	public DrawableLayer( int width, int height ) {
-		super(width, height);
-	}
-
-	public void add( Drawable... drawables ) {
-		synchronized( drawables ) {
-			for( Drawable d : drawables ) {
-				this.drawables.add(d);
-			}
-		}
-	}
-
-	public java.util.List<Drawable> getDrawables() {
-		return drawables;
-	}
-
-	public boolean isClearBeforeDraw() {
-		return clearBeforeDraw;
-	}
-
-	public void setClearBeforeDraw( boolean pClearBeforeDraw ) {
-		this.clearBeforeDraw = pClearBeforeDraw;
-	}
-
-	@Override
-	public void draw( Graphics2D pGraphics ) {
-		if( clearBeforeDraw ) {
-			clear();
-		}
-
-		synchronized( drawables ) {
-			for( Drawable d : drawables ) {
-				if( d.isVisible() ) {
-					d.draw(drawing);
-				}
-			}
-		}
-
-		super.draw(pGraphics);
-	}
-
-}

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

@@ -1,560 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm;
-
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
-
-import java.awt.*;
-import java.awt.geom.*;
-import java.util.Stack;
-
-public class DrawingLayer extends Layer {
-
-	protected Color fillColor = STD_FILLCOLOR;
-
-	protected Color strokeColor = STD_STROKECOLOR;
-
-	protected double strokeWeight = STD_STROKEWEIGHT;
-
-	protected Options.StrokeType strokeType = SOLID;
-
-	private Options.Direction default_anchor = CENTER;
-
-	protected Line2D.Double line = new Line2D.Double();
-	protected Ellipse2D.Double ellipse = new Ellipse2D.Double();
-	protected Rectangle2D.Double rect = new Rectangle2D.Double();
-	protected Arc2D.Double arc = new Arc2D.Double();
-
-	protected Path2D.Double path = new Path2D.Double();
-
-	private boolean pathStarted = false;
-
-	private Stack<AffineTransform> transformStack = new Stack<>();
-
-	private FontMetrics fontMetrics = null;
-
-	public DrawingLayer() {
-		super();
-		transformStack.push(new AffineTransform());
-		fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
-	}
-
-	public DrawingLayer( int width, int height ) {
-		super(width, height);
-		transformStack.push(new AffineTransform());
-		fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
-	}
-
-	public Color getColor() {
-		return fillColor;
-	}
-
-	public void setFillColor( int gray ) {
-		setFillColor(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void setFillColor( Color color ) {
-		fillColor = color;
-		drawing.setColor(color.getJavaColor());
-	}
-
-	public void noFill() {
-		fillColor = null;
-	}
-
-	public void setFillColor( int gray, int alpha ) {
-		setFillColor(gray, gray, gray, alpha);
-	}
-
-	public void setFillColor( int red, int green, int blue ) {
-		setFillColor(red, green, blue, 255);
-	}
-
-	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		setFillColor(new Color(red, green, blue, alpha));
-	}
-
-	public Color getStrokeColor() {
-		return strokeColor;
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int gray ) {
-		setStrokeColor(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void setStrokeColor( Color color ) {
-		strokeColor = color;
-		drawing.setColor(color.getJavaColor());
-	}
-
-	public void noStroke() {
-		strokeColor = null;
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
-		setStrokeColor(gray, gray, gray, alpha);
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
-		setStrokeColor(red, green, blue, 255);
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		setStrokeColor(new Color(red, green, blue, alpha));
-	}
-
-	public void setStrokeWeight( double pWeight ) {
-		strokeWeight = pWeight;
-		drawing.setStroke(createStroke());
-	}
-
-	protected Stroke createStroke() {
-		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);
-			default:
-				return new BasicStroke(
-					(float) strokeWeight,
-					BasicStroke.CAP_ROUND,
-					BasicStroke.JOIN_ROUND);
-		}
-	}
-
-	public Options.StrokeType getStrokeType() {
-		return strokeType;
-	}
-
-	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
-		switch( type ) {
-			case DASHED:
-				this.strokeType = DASHED;
-				break;
-			case DOTTED:
-				this.strokeType = DOTTED;
-				break;
-			default:
-				this.strokeType = SOLID;
-				break;
-		}
-	}
-
-	public void resetStroke() {
-		setStrokeColor(STD_STROKECOLOR);
-		setStrokeWeight(STD_STROKEWEIGHT);
-		setStrokeType(SOLID);
-	}
-
-	public void setAnchor( Options.Direction anchor ) {
-		default_anchor = anchor;
-	}
-
-	public void clear( int gray ) {
-		clear(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void clear( int gray, int alpha ) {
-		clear(gray, gray, gray, alpha);
-	}
-
-	public void clear( int red, int green, int blue ) {
-		clear(red, green, blue, 255);
-	}
-
-	public void clear( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		clear(new Color(red, green, blue, alpha));
-	}
-
-	public void clear( Color pColor ) {
-        /*graphics.setBackground(pColor);
-        graphics.clearRect(0, 0, canvas.getWidth(), canvas.getHeight());*/
-		java.awt.Color currentColor = drawing.getColor();
-		pushMatrix();
-		resetMatrix();
-		drawing.setColor(pColor.getJavaColor());
-		drawing.fillRect(0, 0, buffer.getWidth(), buffer.getHeight());
-		drawing.setColor(currentColor);
-		popMatrix();
-	}
-
-	public void line( double x1, double y1, double x2, double y2 ) {
-		//Shape line = new Line2D.Double(x1, y1, x2, y2);
-		line.setLine(x1, y1, x2, y2);
-		drawShape(line);
-	}
-
-	public void pixel( double x, double y ) {
-		// square(x, y, 1);
-		buffer.setRGB((int)x, (int)y, fillColor.getRGBA());
-	}
-
-	public void square( double x, double y, double w ) {
-		rect(x, y, w, w);
-	}
-
-	public void square( double x, double y, double w, Options.Direction anchor ) {
-		rect(x, y, w, w, anchor);
-	}
-
-	public void rect( double x, double y, double w, double h ) {
-		rect(x, y, w, h, default_anchor);
-	}
-
-	public void rect( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, w, h, anchor);
-		// Shape rect = new Rectangle2D.Double(anchorPoint.getX(), anchorPoint.getY(), w, h);
-		rect.setRect(anchorPoint.getX(), anchorPoint.getY(), w, h);
-		fillShape(rect);
-		drawShape(rect);
-	}
-
-	public void point( double x, double y ) {
-		circle(x - 1, y - 1, 2);
-	}
-
-	public void circle( double x, double y, double r ) {
-		ellipse(x, y, r+r, r+r, default_anchor);
-	}
-
-	public void circle( double x, double y, double r, Options.Direction anchor ) {
-		ellipse(x, y, r+r, r+r, anchor);
-	}
-
-	public void ellipse( double x, double y, double w, double h ) {
-		ellipse(x, y, w, h, default_anchor);
-	}
-
-	public void ellipse( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, w, h, anchor);
-		// Shape ellipse = new Ellipse2D.Double(anchorPoint.x, anchorPoint.y, w, h);
-		ellipse.setFrame(anchorPoint.x, anchorPoint.y, w, h);
-		fillShape(ellipse);
-		drawShape(ellipse);
-	}
-
-	public void arc( double x, double y, double r, double angle1, double angle2 ) {
-		arc(x, y, r+r, r+r, angle1, angle2);
-	}
-
-	public void arc( double x, double y, double w, double h, double angle1, double angle2 ) {
-		while( angle2 < angle1 ) angle2 += 360.0;
-
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, w, h, CENTER);
-		/*Shape arc = new Arc2D.Double(
-			anchorPoint.x,
-			anchorPoint.y,
-			d, d,
-			angle1, angle2 - angle1,
-			Arc2D.OPEN
-		);*/
-		arc.setArc(
-			anchorPoint.x, anchorPoint.y,
-			w, h,
-			//Math.toRadians(angle1), Math.toRadians(angle2 - angle1),
-			angle1, angle2-angle1,
-			Arc2D.OPEN
-		);
-
-		drawShape(arc);
-	}
-
-	public void pie( double x, double y, double r, double angle1, double angle2 ) {
-		while( angle2 < angle1 ) angle2 += 360.0;
-
-		double d = r+r;
-
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, d, d, CENTER);
-		/*Shape arc = new Arc2D.Double(
-			anchorPoint.x,
-			anchorPoint.y,
-			d, d,
-			angle1, angle2 - angle1,
-			Arc2D.PIE
-		);*/
-		arc.setArc(
-			anchorPoint.x, anchorPoint.y,
-			d, d,
-			angle1, angle2 - angle1,
-			Arc2D.PIE
-		);
-
-		fillShape(arc);
-		drawShape(arc);
-	}
-
-	public void curve( double x1, double y1, double x2, double y2, double x3, double y3 ) {
-		QuadCurve2D curve = new QuadCurve2D.Double(x1, y1, x2, y2, x3, y3);
-		drawShape(curve);
-	}
-
-	public void curve( double x1, double y1, double x2, double y2, double x3, double y3, double x4, double y4 ) {
-		CubicCurve2D curve = new CubicCurve2D.Double(x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4);
-		drawShape(curve);
-	}
-
-	public void triangle( double x1, double y1, double x2, double y2, double x3, double y3 ) {
-		Path2D path = new Path2D.Double();
-		path.moveTo(x1, y1);
-		path.lineTo(x2, y2);
-		path.lineTo(x3, y3);
-		path.lineTo(x1, y1);
-
-		fillShape(path);
-		drawShape(path);
-	}
-
-	public void rhombus( double x, double y, double width, double height ) {
-		rhombus(x, y, width, height, default_anchor);
-	}
-
-	public void rhombus( double x, double y, double width, double height, Options.Direction anchor ) {
-		double whalf = width / 2.0, hhalf = height / 2.0;
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, width, height, anchor);
-		polygon(anchorPoint.x + whalf, anchorPoint.y, anchorPoint.x + width, anchorPoint.y + hhalf, anchorPoint.x + whalf, anchorPoint.y + height, anchorPoint.x, anchorPoint.y + hhalf);
-	}
-
-	public void polygon( double... coordinates ) {
-		if( coordinates.length < 4 ) {
-			return;
-		}
-
-		Path2D path = new Path2D.Double();
-		path.moveTo(coordinates[0], coordinates[1]);
-		for( int i = 2; i < coordinates.length; i += 2 ) {
-			if( i + 1 < coordinates.length ) {
-				path.lineTo(coordinates[i], coordinates[i + 1]);
-			}
-		}
-
-		int len = coordinates.length;
-		if( coordinates[len - 2] != coordinates[0] || coordinates[len - 1] != coordinates[1] ) {
-			path.lineTo(coordinates[0], coordinates[1]);
-		}
-
-		fillShape(path);
-		drawShape(path);
-	}
-
-	public void polygon( Point2D... points ) {
-		if( points.length < 2 ) {
-			return;
-		}
-
-		Path2D path = new Path2D.Double();
-		path.moveTo(points[0].getX(), points[0].getY());
-		for( int i = 1; i < points.length; i += 1 ) {
-			path.lineTo(points[i].getX(), points[i].getY());
-		}
-
-		int len = points.length;
-		if( points[len - 1].equals(points[0]) ) {
-			path.moveTo(points[0].getX(), points[0].getY());
-		}
-
-		fillShape(path);
-		drawShape(path);
-	}
-
-	// TODO: General shape drawing
-	/*
-	public void beginShape() {
-		path.reset();
-		pathStarted = false;
-	}
-
-	public void lineTo( double x, double y ) {
-		if( !pathStarted ) {
-			path.moveTo(x, y);
-			pathStarted = true;
-		} else {
-			path.lineTo(x, y);
-		}
-	}
-
-	public void endShape() {
-		path.closePath();
-		path.trimToSize();
-		pathStarted = false;
-
-		fillShape(path);
-		drawShape(path);
-	}
-	*/
-
-	public void image( String imageSource, double x, double y ) {
-		image(ImageLoader.loadImage(imageSource), x, y, 1.0, default_anchor);
-	}
-
-	public void image( String imageSource, double x, double y, Options.Direction anchor ) {
-		image(ImageLoader.loadImage(imageSource), x, y, 1.0, anchor);
-	}
-
-	public void image( String imageSource, double x, double y, double scale ) {
-		image(ImageLoader.loadImage(imageSource), x, y, scale, default_anchor);
-	}
-
-	public void image( String imageSource, double x, double y, double scale, Options.Direction anchor ) {
-		image(ImageLoader.loadImage(imageSource), x, y, scale, anchor);
-	}
-
-	public void image( Image image, double x, double y ) {
-		image(image, x, y, 1.0, default_anchor);
-	}
-
-	public void image( Image image, double x, double y, double scale ) {
-		image(image, x, y, scale, default_anchor);
-	}
-
-	public void image( Image image, double x, double y, double scale, Options.Direction anchor ) {
-		if( image != null ) {
-			double neww = image.getWidth(null) * scale;
-			double newh = image.getHeight(null) * scale;
-			Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y, neww, newh, anchor);
-			drawing.drawImage(image, (int) anchorPoint.x, (int) anchorPoint.y, (int) neww, (int) newh, null);
-		}
-	}
-
-	public void text( String text, double x, double y ) {
-		text(text, x, y, default_anchor);
-	}
-
-	public void text( String text, double x, double y, Options.Direction anchor ) {
-		FontMetrics fm = drawing.getFontMetrics();
-		Point2D.Double anchorPoint = getAnchorPoint(x, y + fm.getAscent(), fm.stringWidth(text), fm.getHeight(), anchor);
-
-		drawing.drawString(text, (float) anchorPoint.x, (float) anchorPoint.y);
-	}
-
-	public void setFontSize( int size ) {
-		setFont(drawing.getFont().deriveFont((float)size));
-	}
-
-	public void setFont( String fontName ) {
-		Font font = new Font(fontName, drawing.getFont().getStyle(), drawing.getFont().getSize());
-		setFont(font);
-	}
-
-	public void setFont( String fontName, int size ) {
-		Font font = new Font(fontName, drawing.getFont().getStyle(), size);
-		setFont(font);
-	}
-
-	public void setFont( String fontName, int size, int style ) {
-		Font font = new Font(fontName, style, size);
-		setFont(font);
-	}
-
-	public void setFont( Font font ) {
-		drawing.setFont(font);
-		fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
-	}
-
-
-	private Point2D.Double transformToCanvas( double x, double y ) {
-		return transformToCanvas(new Point2D.Double(x,y));
-	}
-
-	private Point2D.Double transformToCanvas( Point2D.Double pPoint ) {
-		AffineTransform matrix = getMatrix();
-		matrix.transform(pPoint, pPoint);
-		return pPoint;
-	}
-
-	private Point2D.Double transformToUser( double x, double y ) {
-		return transformToUser(new Point2D.Double(x,y));
-	}
-
-	private Point2D.Double transformToUser( Point2D.Double pPoint ) {
-		AffineTransform matrix = getMatrix();
-
-		try {
-			matrix.inverseTransform(pPoint, pPoint);
-		} catch( NoninvertibleTransformException e ) {
-			e.printStackTrace();
-		}
-
-		return pPoint;
-	}
-
-	private Point2D.Double getAnchorPoint( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
-		double whalf = w * .5, hhalf = h * .5;
-
-		// anchor == CENTER
-		Point2D.Double anchorPoint = new Point2D.Double(x - whalf, y - hhalf);
-
-		if( NORTH.in(anchor) ) {
-			anchorPoint.y += hhalf;
-		}
-		if( SOUTH.in(anchor) ) {
-			anchorPoint.y -= hhalf;
-		}
-		if( WEST.in(anchor) ) {
-			anchorPoint.x += whalf;
-		}
-		if( EAST.in(anchor) ) {
-			anchorPoint.x -= whalf;
-		}
-
-		return anchorPoint;
-	}
-
-	private void fillShape( Shape pShape ) {
-		if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0.0 ) {
-			drawing.setColor(fillColor.getJavaColor());
-			drawing.fill(pShape);
-		}
-	}
-
-	private void drawShape( Shape pShape ) {
-		if( strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0.0
-			&& strokeWeight > 0.0 ) {
-			drawing.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-			drawing.setStroke(createStroke());
-			drawing.draw(pShape);
-		}
-	}
-
-	public void translate( double dx, double dy ) {
-		drawing.translate(dx, dy);
-	}
-
-	public void scale( double factor ) {
-		drawing.scale(factor, factor);
-	}
-
-	public void rotate( double pAngle ) {
-		drawing.rotate(Math.toRadians(pAngle));
-	}
-
-	public void shear( double dx, double dy ) {
-		drawing.shear(dx, dy);
-	}
-
-	public AffineTransform getMatrix() {
-		return drawing.getTransform();
-	}
-
-	public void pushMatrix() {
-		transformStack.push(drawing.getTransform());
-	}
-
-	public void popMatrix() {
-		if( transformStack.isEmpty() ) {
-			resetMatrix();
-		} else {
-			drawing.setTransform(transformStack.pop());
-		}
-	}
-
-	public void resetMatrix() {
-		drawing.setTransform(new AffineTransform());
-	}
-
-}

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/GraphicsLayer.java

@@ -1,11 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm;
-
-import java.awt.Graphics2D;
-
-public class GraphicsLayer extends Layer {
-
-	public Graphics2D getGraphics() {
-		return drawing;
-	}
-
-}

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

@@ -1,69 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm;
-
-import java.awt.Graphics2D;
-import java.awt.Image;
-
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
-
-public class ImageLayer extends Layer {
-
-	protected Image image;
-
-	protected double x = 0;
-
-	protected double y = 0;
-
-	protected boolean redraw = true;
-
-	public ImageLayer(String source) {
-		image = ImageLoader.loadImage(source);
-	}
-
-	public ImageLayer(Image image) {
-		this.image = image;
-	}
-
-	public ImageLayer(int width, int height, Image image) {
-		super(width, height);
-		this.image = image;
-	}
-
-	public void setImage(Image image) {
-		this.image = image;
-		redraw = true;
-	}
-
-	public double getX() {
-		return x;
-	}
-
-	public void setX(double pX) {
-		this.x = pX;
-		redraw = true;
-	}
-
-	public double getY() {
-		return y;
-	}
-
-	public void setY(double pY) {
-		this.y = pY;
-		redraw = true;
-	}
-
-	@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/Layer.java

@@ -6,33 +6,80 @@ 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(STD_WIDTH, STD_HEIGHT);
+		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 ) {
@@ -41,17 +88,26 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 		} 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 Width des neuen Puffers.
+	 * @param width Breite des neuen Puffers.
 	 * @param height Höhe des neuen Puffers.
 	 */
 	private void createCanvas( int width, int height ) {
@@ -78,7 +134,7 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 	 * Erstellt einen neuen Puffer für die Ebene mit der angegebenen Größe und
 	 * kopiert den Inhalt des alten Puffers in den Neuen.
 	 *
-	 * @param width Width des neuen Puffers.
+	 * @param width Breite des neuen Puffers.
 	 * @param height Höhe des neuen Puffers.
 	 */
 	private void recreateCanvas( int width, int height ) {
@@ -102,14 +158,14 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 	}
 
 	/**
-	 * Zeichnet den Puffer auf die Grafik-Instanz.
+	 * Zeichnet den Puffer auf den Grafikkontext.
 	 *
-	 * @param pGraphics
+	 * @param graphics Der Grafikkontext, auf den gezeichnet wird.
 	 */
 	@Override
-	public void draw( Graphics2D pGraphics ) {
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
 		if( visible ) {
-			pGraphics.drawImage(buffer, 0, 0, null);
+			graphics.drawImage(buffer, 0, 0, null);
 		}
 	}
 
@@ -118,14 +174,26 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 		return visible;
 	}
 
+	/**
+	 * Versteckt die Ebene.
+	 */
 	public void hide() {
 		visible = false;
 	}
 
-	public void view() {
+	/**
+	 * 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;
 	}
@@ -139,4 +207,22 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 		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

@@ -1,5 +1,6 @@
 package schule.ngb.zm;
 
+import java.awt.BasicStroke;
 import java.awt.geom.Arc2D;
 
 /**
@@ -11,17 +12,101 @@ public final class Options {
 	private Options() {
 	}
 
+	/**
+	 * Linienstile für Konturlinien.
+	 */
 	public enum StrokeType {
-		SOLID, DASHED, DOTTED
+		/**
+		 * Durchgezogene Linien.
+		 */
+		SOLID,
+
+		/**
+		 * Getrichelte Linien.
+		 */
+		DASHED,
+
+		/**
+		 * Gepunktete Linien.
+		 */
+		DOTTED
 	}
 
+	/**
+	 * Linienstile für Konturlinien.
+	 */
+	public enum StrokeJoin {
+
+		/**
+		 * Abgerundete Verbindungen.
+		 */
+		ROUND(BasicStroke.JOIN_ROUND),
+
+		/**
+		 * Abgeschnittene Verbindungen.
+		 */
+		BEVEL(BasicStroke.JOIN_BEVEL),
+
+		/**
+		 * Eckige Verbindungen.
+		 */
+		MITER(BasicStroke.JOIN_MITER);
+
+		/**
+		 * Der entsprechende Wert der Konstanten in {@link java.awt}
+		 */
+		public final int awt_type;
+
+		StrokeJoin( int type ) {
+			awt_type = type;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Stile für Pfeilspitzen.
+	 */
 	public enum ArrowHead {
-		LINES, FILLED
+		/**
+		 * 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 {
-		OPEN(Arc2D.OPEN), CLOSED(Arc2D.CHORD), PIE(Arc2D.PIE);
+		/**
+		 * 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 ) {
@@ -33,22 +118,100 @@ public final class Options {
 	 * 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,
-		UPDATING,
-		DRAWING,
+
+		/**
+		 * 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,
-		IDLE
+
+		/**
+		 * 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 repräsentiert, wodurch mit ihnen
-	 * gerechnet werden kann. Jede Richtung ist zusätzlich als Himmelsrichtung
-	 * definiert.
+	 * 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),
@@ -86,30 +249,116 @@ public final class Options {
 			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);
 		}
 
 		/**
-		 * Gibt die entgegengesetzte Richtung zu dieser zurück.
+		 * 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
+		 * @return Die entgegengesetzte Richtung zu dieser.
 		 */
 		public Direction inverse() {
-			for( Direction dir : Direction.values() ) {
-				if( dir.x == -this.x && dir.y == -this.y ) {
-					return dir;
-				}
+			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;
 			}
-			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 +1,250 @@
+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, getStrokeJoin()));
+	}
+
+	/**
+	 * 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(), getStrokeJoin()));
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Art der Konturverbindungen zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Art der Konturverbindungen.
+	 * @see Options.StrokeJoin
+	 */
+	Options.StrokeJoin getStrokeJoin();
+
+	/**
+	 * Setzt den Typ der Konturverbindungen. Erlaubte Werte sind {@link Constants#ROUND},
+	 * {@link Constants#MITER} und {@link Constants#BEVEL}.
+	 *
+	 * @param join Eine der möglichen Konturverbindungen.
+	 * @see Options.StrokeJoin
+	 */
+	default void setStrokeJoin( Options.StrokeJoin join ) {
+		setStroke(createStroke(getStrokeType(), getStrokeWeight(), join));
+	}
+
+	/**
+	 * 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, Options.StrokeJoin strokeJoin ) {
+		switch( strokeType ) {
+			case DOTTED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					strokeJoin.awt_type,
+					10.0f, new float[]{1.0f, 5.0f}, 0.0f);
+			case DASHED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					strokeJoin.awt_type,
+					10.0f, new float[]{5.0f}, 0.0f);
+			case SOLID:
+			default:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					strokeJoin.awt_type);
+		}
+	}
+
+}

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

@@ -1,23 +1,44 @@
 package schule.ngb.zm;
 
 /**
- * Aktualisierbare Objekte können in regelmäßigen Intervallen (meist einmal
- * pro Frame) ihren Zustand update. Diese Änderung kann abhängig vom
+ * {@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.
-	 * @return {@code true}, wenn das Objekt aktiv ist.
+	 * <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.
 	 */
-	public boolean isActive();
+	boolean isActive();
 
 	/**
 	 * Änderung des Zustandes des Objekts abhängig vom Zeitintervall
-	 * <var>delta</var> in Sekunden.
+	 * {@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).
 	 */
-	public void update( double delta );
+	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

@@ -1,6 +1,371 @@
 package schule.ngb.zm;
 
-// TODO: Auslagern des Frames in diese Klasse (Trennung Swing-GUI/Canvas, Zeichenmaschine und Drawing-Thread)
-public class Zeichenfenster {
+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 ersten 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

@@ -1,12 +1,16 @@
 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
@@ -20,10 +24,14 @@ import java.util.LinkedList;
  */
 public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 
-	/**
-	 * Liste der hinzugefügten Ebenen.
-	 */
-	private LinkedList<Layer> layers;
+	// 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.
@@ -33,17 +41,55 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 */
 	public Zeichenleinwand( int width, int height ) {
 		super.setSize(width, height);
-		this.setPreferredSize(this.getSize());
-		this.setMinimumSize(this.getSize());
+		this.setPreferredSize(getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
 		this.setBackground(Constants.DEFAULT_BACKGROUND.getJavaColor());
 
-		// Liste der Ebenen initialisieren und die Standardebenen einfügen
-		layers = new LinkedList<>();
-		synchronized( layers ) {
-			layers.add(new ColorLayer(width, height, Constants.DEFAULT_BACKGROUND));
+		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>
@@ -56,8 +102,8 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	@Override
 	public void setSize( int width, int height ) {
 		super.setSize(width, height);
-		this.setPreferredSize(this.getSize());
-		this.setMinimumSize(this.getSize());
+		this.setPreferredSize(getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
 
 		synchronized( layers ) {
 			for( Layer layer : layers ) {
@@ -74,32 +120,28 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 */
 	public void addLayer( Layer layer ) {
 		if( layer != null ) {
-			synchronized( layers ) {
-				layer.setSize(getWidth(), getHeight());
-				layers.add(layer);
-			}
+			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
+	 * {@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 i Index der Ebene beginnend mit 0.
 	 * @param layer Die neue Ebene.
 	 */
 	public void addLayer( int i, Layer layer ) {
 		if( layer != null ) {
-			synchronized( layers ) {
-				layer.setSize(getWidth(), getHeight());
-				if( i > layers.size() ) {
-					layers.add(layer);
-				} else {
-					layers.add(i, layer);
-				}
+			layer.setSize(getWidth(), getHeight());
+			if( i > layers.size() ) {
+				layers.add(layer);
+			} else {
+				layers.add(i, layer);
 			}
 		}
 	}
@@ -114,19 +156,19 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	}
 
 	/**
-	 * Gibt die Liste der bisher hinzugefügten Ebenen zurück.
+	 * Gibt eine Kopie der Liste der bisher hinzugefügten Ebenen zurück.
 	 *
 	 * @return Liste der Ebenen.
 	 */
-	public java.util.List<Layer> getLayers() {
-		return layers;
+	public List<Layer> getLayers() {
+		return List.copyOf(layers);
 	}
 
 	/**
-	 * Holt die Ebene am Index <var>i</var> (beginnend bei 0).
+	 * Holt die Ebene am Index {@code i} (beginnend bei 0).
 	 *
 	 * @param i Index der Ebene (beginnend bei 0).
-	 * @return Die Ebene am Index <var>i</var> oder {@code null}.
+	 * @return Die Ebene am Index {@code i} oder {@code null}.
 	 * @throws IndexOutOfBoundsException Falls der Index nicht existiert.
 	 */
 	public Layer getLayer( int i ) {
@@ -141,14 +183,16 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 * Sucht die erste Ebene des angegebenen Typs aus der Liste der Ebenen.
 	 * Existiert keine solche Ebene, wird {@code null} zurückgegeben.
 	 *
-	 * @param clazz Typ der Ebene.
-	 * @param <L>
+	 * @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> clazz ) {
-		for( Layer layer : layers ) {
-			if( layer.getClass().equals(clazz) ) {
-				return clazz.cast(layer);
+	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;
@@ -159,43 +203,67 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 * gibt diese als Liste zurück. Die Reihenfolge in der Liste entspricht der
 	 * Reihenfolge der Ebenen in der Leinwand (von unten nach oben).
 	 *
-	 * @param pClazz
-	 * @param <L>
-	 * @return
+	 * @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.
 	 */
-	public <L extends Layer> java.util.List<L> getLayers( Class<L> pClazz ) {
+	@SuppressWarnings( "unused" )
+	public <L extends Layer> List<L> getLayers( Class<L> type ) {
 		ArrayList<L> result = new ArrayList<>(layers.size());
-		for( Layer layer : layers ) {
-			if( layer.getClass().equals(pClazz) ) {
-				result.add(pClazz.cast(layer));
+		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 ) {
-		synchronized( layers ) {
-			return layers.remove(pLayer);
-		}
+		return layers.remove(pLayer);
 	}
 
-	public void removeLayers( Layer... pLayers ) {
+	/**
+	 * 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 : pLayers ) {
+			for( Layer layer : removeLayers ) {
 				layers.remove(layer);
 			}
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Entfernt alle vorhandenen Ebenen von dieser Zeichenleinwand.
+	 */
+	@SuppressWarnings( "unused" )
 	public void clearLayers() {
-		synchronized( layers ) {
-			layers.clear();
-		}
+		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 : layers ) {
+			for( Layer layer : List.copyOf(layers) ) {
 				layer.update(delta);
 			}
 		}
@@ -225,9 +293,9 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	}
 
 	/**
-	 * Zeichnet den Inhalt aller {@link Layer Ebenen} in den Grafik-Kontext.
+	 * Zeichnet den Inhalt aller {@link Layer Ebenen} in den Grafikkontext.
 	 *
-	 * @param graphics
+	 * @param graphics Der Grafikkontext.
 	 */
 	public void draw( Graphics graphics ) {
 		Graphics2D g2d = (Graphics2D) graphics.create();
@@ -243,38 +311,45 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 * Zeigt den aktuellen Inhalt der Zeichenleinwand an.
 	 */
 	public void render() {
-		if( getBufferStrategy() == null ) {
-			allocateBuffer();
-		}
+		if( !suspended && isDisplayable() ) {
+			if( getBufferStrategy() == null ) {
+				allocateBuffer();
+			}
 
-		if( isDisplayable() ) {
-			BufferStrategy strategy = this.getBufferStrategy();
-			if( strategy != null ) {
-				do {
+			synchronized( renderLock ) {
+				rendering = true;
+				BufferStrategy strategy = this.getBufferStrategy();
+				if( strategy != null ) {
 					do {
-						Graphics2D g2d = (Graphics2D) strategy.getDrawGraphics();
-						g2d.clearRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
+						do {
+							Graphics2D g2d = (Graphics2D) strategy.getDrawGraphics();
+							g2d.clearRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
 
-						synchronized( layers ) {
-							for( Layer layer : layers ) {
-								layer.draw(g2d);
+							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();
 						}
 
-						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() );
+						// 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

@@ -2,17 +2,16 @@ package schule.ngb.zm.anim;
 
 import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.Updatable;
-import schule.ngb.zm.events.EventDispatcher;
-import schule.ngb.zm.tasks.FrameSynchronizedTask;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
 
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
-public abstract class Animation<T> implements Updatable {
+public abstract class Animation<T> extends Constants implements Updatable {
 
 	protected int runtime;
 
-	protected int elapsed_time = 0;
+	protected int elapsedTime = 0;
 
 	protected boolean running = false, finished = false;
 
@@ -25,7 +24,7 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	public Animation( DoubleUnaryOperator easing ) {
 		this.runtime = Constants.DEFAULT_ANIM_RUNTIME;
-		this.easing = easing;
+		this.easing = Validator.requireNotNull(easing, "easing");
 	}
 
 	public Animation( int runtime ) {
@@ -35,7 +34,7 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	public Animation( int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		this.runtime = runtime;
-		this.easing = easing;
+		this.easing = Validator.requireNotNull(easing, "easing");
 	}
 
 	public int getRuntime() {
@@ -51,27 +50,27 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 	}
 
 	public void setEasing( DoubleUnaryOperator pEasing ) {
-		this.easing = pEasing;
+		this.easing = Validator.requireNotNull(pEasing, "easing");
 	}
 
 	public abstract T getAnimationTarget();
 
 	public final void start() {
 		this.initialize();
-		elapsed_time = 0;
+		elapsedTime = 0;
 		running = true;
 		finished = false;
-		interpolate(easing.applyAsDouble(0.0));
-		initializeEventDispatcher().dispatchEvent("start", this);
+		animate(easing.applyAsDouble(0.0));
+		dispatchEvent("start");
 	}
 
 	public final void stop() {
 		running = false;
 		// Make sure the last animation frame was interpolated correctly
-		interpolate(easing.applyAsDouble((double) elapsed_time / (double) runtime));
+		animate(easing.applyAsDouble((double) elapsedTime / (double) runtime));
 		this.finish();
 		finished = true;
-		initializeEventDispatcher().dispatchEvent("stop", this);
+		dispatchEvent("stop");
 	}
 
 	public void initialize() {
@@ -84,11 +83,7 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	public final void await() {
 		while( !finished ) {
-			try {
-				Thread.sleep(1);
-			} catch( InterruptedException ex ) {
-				// Keep waiting
-			}
+			Thread.yield();
 		}
 	}
 
@@ -99,16 +94,15 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	@Override
 	public void update( double delta ) {
-		elapsed_time += (int) (delta * 1000);
-		if( elapsed_time > runtime )
-			elapsed_time = runtime;
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
+		if( elapsedTime > runtime )
+			elapsedTime = runtime;
 
-		double t = (double) elapsed_time / (double) runtime;
+		double t = (double) elapsedTime / (double) runtime;
 		if( t >= 1.0 ) {
-			running = false;
 			stop();
 		} else {
-			interpolate(easing.applyAsDouble(t));
+			animate(getEasing().applyAsDouble(t));
 		}
 	}
 
@@ -123,9 +117,10 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 	 * e = Constants.limit(e, 0, 1);
 	 * </code></pre>
 	 *
-	 * @param e
+	 * @param e Fortschritt der Animation, nachdem die Easing-Funktion angewandt
+	 * 	wurde.
 	 */
-	public abstract void interpolate( double e );
+	public abstract void animate( double e );
 
 	EventDispatcher<Animation, AnimationListener> eventDispatcher;
 
@@ -138,6 +133,12 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 		return eventDispatcher;
 	}
 
+	private void dispatchEvent( String type ) {
+		if( eventDispatcher != null ) {
+			eventDispatcher.dispatchEvent(type, this);
+		}
+	}
+
 	public void addListener( AnimationListener listener ) {
 		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
 	}

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

@@ -4,13 +4,19 @@ import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
+/**
+ * Eine Wrapper Animation, um die Werte einer anderen Animation (Laufzeit, Easing) zu überschrieben,
+ * ohne die Werte der Originalanimation zu verändern.
+ *
+ * @param <S> Art des Animierten Objektes.
+ */
 public class AnimationFacade<S> extends Animation<S> {
 
-	private Animation<S> anim;
+	private final Animation<S> anim;
 
 	public AnimationFacade( Animation<S> anim, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		super(runtime, easing);
-		this.anim = Validator.requireNotNull(anim);
+		this.anim = Validator.requireNotNull(anim, "anim");
 	}
 
 	@Override
@@ -19,8 +25,8 @@ public class AnimationFacade<S> extends Animation<S> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
-		anim.interpolate(e);
+	public void animate( double e ) {
+		anim.animate(e);
 	}
 
 	@Override

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

@@ -1,76 +1,181 @@
 package schule.ngb.zm.anim;
 
-import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
-
 import java.util.Arrays;
+import java.util.Collection;
+import java.util.List;
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
-public class AnimationGroup extends Animation<Shape> {
+// TODO: (ngb) Maybe use AnimationFacade to override runtime?
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class AnimationGroup<T> extends Animation<T> {
 
-	Animation<? extends Shape>[] anims;
+	private final List<Animation<T>> anims;
 
-	private boolean overrideRuntime = false;
+	private final boolean overrideEasing;
 
+	private int overrideRuntime = -1;
 
-	public AnimationGroup( DoubleUnaryOperator easing, Animation<? extends Shape>... anims ) {
-		super(easing);
-		this.anims = anims;
+	private final int lag;
 
-		int maxRuntime = Arrays.stream(this.anims).mapToInt((a) -> a.getRuntime()).reduce(0, Integer::max);
-		setRuntime(maxRuntime);
+	private int active = 0;
+
+	public AnimationGroup( Animation<T>... anims ) {
+		this(0, -1, null, Arrays.asList(anims));
 	}
 
-	public AnimationGroup( int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Animation<? extends Shape>... anims ) {
-		super(runtime, easing);
-		this.anims = anims;
-		overrideRuntime = true;
+	public AnimationGroup( Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, -1, null, anims);
 	}
 
-	@Override
-	public Shape getAnimationTarget() {
-		return null;
+	public AnimationGroup( int lag, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(lag, -1, null, anims);
 	}
 
-	@Override
-	public void update( double delta ) {
-		if( overrideRuntime ) {
-			synchronized( anims ) {
-				for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-					if( anim.isActive() ) {
-						anim.update(delta);
-					}
+	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;
+		} else {
+			overrideEasing = false;
+		}
+
+		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();
+			}
+		}
+		if( this.finished ) {
+			return anims.get(anims.size() - 1).getAnimationTarget();
 		} else {
-			super.update(delta);
+			return anims.get(0).getAnimationTarget();
 		}
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
-		synchronized( anims ) {
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-				anim.interpolate(e);
+	public DoubleUnaryOperator getEasing() {
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				return anim.getEasing();
 			}
 		}
+		if( this.finished ) {
+			return anims.get(anims.size() - 1).getEasing();
+		} else {
+			return anims.get(0).getEasing();
+		}
 	}
 
-	@Override
-	public void initialize() {
-		synchronized( anims ) {
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-				anim.initialize();
-			}
-		}
-	}
+//	@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();
+//				}
+//			}
+//			elapsedTime = runtime;
+//			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 finish() {
-		synchronized( anims ) {
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-				anim.finish();
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				anim.elapsedTime = anim.runtime;
+				anim.stop();
 			}
 		}
 	}
 
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		while( active < anims.size() && elapsedTime >= active * lag ) {
+			anims.get(active).start();
+			active += 1;
+		}
+
+		for( int i = 0; i < active; i++ ) {
+			Animation<T> curAnim = anims.get(i);
+
+			double curRuntime = curAnim.getRuntime();
+			if( overrideRuntime > 0 ) {
+				curRuntime = overrideRuntime;
+			}
+
+			double t = (double) (elapsedTime - i * lag) / (double) curRuntime;
+			if( t >= 1.0 ) {
+				curAnim.elapsedTime = curAnim.getRuntime();
+				curAnim.stop();
+			} else {
+				e = overrideEasing ?
+					easing.applyAsDouble(t) :
+					curAnim.easing.applyAsDouble(t);
+
+				curAnim.elapsedTime = (elapsedTime - i * lag);
+				curAnim.animate(e);
+			}
+		}
+
+	}
+
 }

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

@@ -1,6 +1,6 @@
 package schule.ngb.zm.anim;
 
-import schule.ngb.zm.events.Listener;
+import schule.ngb.zm.util.events.Listener;
 
 public interface AnimationListener extends Listener<Animation> {
 

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

@@ -0,0 +1,144 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Collection;
+import java.util.List;
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+/**
+ * Führt eine Liste von Animationen nacheinander aus. Jede Animation startet direkt nachdem die
+ * davor geendet ist. Optional kann zwischen dem Ende einer und dem Start der nächsten Animation
+ * ein
+ * <var>lag</var> eingefügt werden.
+ *
+ * @param <T> Die Art des animierten Objektes.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class AnimationSequence<T> extends Animation<T> {
+
+	private final List<Animation<T>> anims;
+
+	private final int lag;
+
+	private int currentAnimationIndex = -1, currentStart = -1, nextStart = -1;
+
+	@SafeVarargs
+	public AnimationSequence( Animation<T>... anims ) {
+		this(0, Arrays.asList(anims));
+	}
+
+	public AnimationSequence( Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, anims);
+	}
+
+	public AnimationSequence( int lag, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		super(Easing::linear);
+
+		this.anims = List.copyOf(anims);
+		this.lag = lag;
+
+		this.runtime = (anims.size() - 1) * lag + anims.stream().mapToInt(Animation::getRuntime).sum();
+	}
+
+	@Override
+	public T getAnimationTarget() {
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				return anim.getAnimationTarget();
+			}
+		}
+		if( this.finished ) {
+			return anims.get(anims.size() - 1).getAnimationTarget();
+		} else {
+			return anims.get(0).getAnimationTarget();
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public DoubleUnaryOperator getEasing() {
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				return anim.getEasing();
+			}
+		}
+		if( this.finished ) {
+			return anims.get(anims.size() - 1).getEasing();
+		} else {
+			return anims.get(0).getEasing();
+		}
+	}
+
+//	@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();
+//				}
+//			}
+//			elapsedTime = runtime;
+//			running = false;
+//			this.stop();
+//		}
+//
+//		Animation<T> curAnim = null;
+//		if( elapsedTime > nextStart ) {
+//			currentAnimation += 1;
+//			curAnim = anims.get(currentAnimation);
+//			currentStart = nextStart;
+//			nextStart += lag + curAnim.getRuntime();
+//			curAnim.start();
+//		} else {
+//			curAnim = anims.get(currentAnimation);
+//		}
+//
+//		// Calculate delta for current animation
+//		double t = (double) (elapsedTime - currentStart) / (double) curAnim.getRuntime();
+//		if( t >= 1.0 ) {
+//			curAnim.elapsedTime = curAnim.runtime;
+//			curAnim.stop();
+//		} else {
+//			curAnim.animate(curAnim.easing.applyAsDouble(t));
+//		}
+//	}
+
+
+	@Override
+	public void finish() {
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				anim.elapsedTime = anim.runtime;
+				anim.stop();
+			}
+		}
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		Animation<T> curAnim = null;
+		if( running && elapsedTime > nextStart ) {
+			currentAnimationIndex += 1;
+			curAnim = anims.get(currentAnimationIndex);
+			currentStart = nextStart;
+			nextStart += lag + curAnim.getRuntime();
+			curAnim.start();
+		} else {
+			curAnim = anims.get(currentAnimationIndex);
+		}
+
+		// Calculate delta for current animation
+		double t = (double) (elapsedTime - currentStart) / (double) curAnim.getRuntime();
+		if( t >= 1.0 ) {
+			curAnim.elapsedTime = curAnim.runtime;
+			curAnim.stop();
+		} else {
+			curAnim.elapsedTime = (elapsedTime - currentStart);
+			curAnim.animate(curAnim.easing.applyAsDouble(t));
+		}
+	}
+
+}

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

@@ -3,9 +3,8 @@ package schule.ngb.zm.anim;
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.Vector;
-import schule.ngb.zm.tasks.FrameSynchronizedTask;
-import schule.ngb.zm.tasks.FramerateLimitedTask;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
+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;
 
@@ -15,6 +14,7 @@ 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 ) {
@@ -92,27 +92,28 @@ public class Animations {
 		});
 	}
 
-	private static final <T, R> R callGetter( T target, String propName, Class<R> propType ) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
+	@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 != null && getter.getReturnType().equals(propType) ) {
+		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 final <T, R> Method findSetter( T target, String propName, Class<R> propType ) throws NoSuchMethodException {
+	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 != null && setter.getReturnType().equals(void.class) && setter.getParameterCount() == 1 ) {
+		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 final String makeMethodName( String prefix, String propName ) {
+	private static String makeMethodName( String prefix, String propName ) {
 		String firstChar = propName.substring(0, 1).toUpperCase();
 		String tail = "";
 		if( propName.length() > 1 ) {
@@ -122,33 +123,35 @@ public class Animations {
 	}
 
 	public static final <T> Future<T> animateProperty( T target, final double from, final double to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer propSetter ) {
-		Validator.requireNotNull(target);
-		Validator.requireNotNull(propSetter);
-		return animate(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Constants.interpolate(from, to, e)));
+		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 animate(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Color.interpolate(from, to, e)));
+		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 animate(target, runtime, easing, ( e ) -> propSetter.accept(Vector.interpolate(from, to, e)));
+		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 animate(target, runtime, easing, interpolator, ( t, r ) -> propSetter.accept(r));
+		return play(target, runtime, easing, interpolator, ( t, r ) -> propSetter.accept(r));
 	}
 
 
-	public static final <T, R> Future<T> animate( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleFunction<R> interpolator, BiConsumer<T, R> applicator ) {
-		return animate(target, runtime, easing, ( e ) -> applicator.accept(target, interpolator.apply(e)));
+	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> animate( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer stepper ) {
+	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]
@@ -164,8 +167,8 @@ public class Animations {
 		}, target);
 	}
 
-	public static final <T> T animateAndWait( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer stepper ) {
-		Future<T> future = animate(target, runtime, easing, stepper);
+	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();
@@ -179,16 +182,17 @@ public class Animations {
 		return target;
 	}
 
-	public static final <T, R> Future<T> animate( T target, int runtime, Animator<T, R> animator ) {
+	/*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>> animate( Animation<T> animation ) {
+	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() {
@@ -203,13 +207,13 @@ public class Animations {
 		}, animation);
 	}
 
-	public static <T> Animation<T> animateAndWait( Animation<T> animation ) {
-		Future<Animation<T>> future = animate(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>> animate( Animation<T> animation, DoubleUnaryOperator easing ) {
+	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

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

@@ -1,11 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.anim;
-
-public interface Animator<T, R> {
-
-	double easing(double t);
-
-	R interpolator(double e);
-
-	void applicator(T target, R value);
-
-}

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

@@ -0,0 +1,93 @@
+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;
+
+/**
+ * Animates the {@code target} in a circular motion centered at (<var>cx</var>, <var>cy</var>).
+ */
+public class CircleAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private final Shape target;
+
+	private final double centerX, centerY, rotateTo;
+
+	private double rotationRadius, startAngle;
+
+	private final boolean rotateRight;
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy ) {
+		this(target, cx, cy, 360, true, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, double rotateTo ) {
+		this(target, cx, cy, rotateTo, true, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, boolean rotateRight ) {
+		this(target, cx, cy, 360, rotateRight, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, double rotateTo, boolean rotateRight ) {
+		this(target, cx, cy, rotateTo, rotateRight, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, int runtime ) {
+		this(target, cx, cy, 360, true, runtime, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, boolean rotateRight, int runtime ) {
+		this(target, cx, cy, 360, rotateRight, runtime, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this(target, cx, cy, 360, true, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, easing);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, boolean rotateRight, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this(target, cx, cy, 360, rotateRight, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, easing);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, double rotateTo, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this(target, cx, cy, rotateTo, true, runtime, easing);
+	}
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, double rotateTo, boolean rotateRight, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+		this.target = target;
+		this.centerX = cx;
+		this.centerY = cy;
+		this.rotateTo = Constants.radians(Constants.limit(rotateTo, 0, 360));
+		this.rotateRight = rotateRight;
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		Vector vec = new Vector(target.getX(), target.getY()).sub(centerX, centerY);
+		startAngle = vec.heading();
+		rotationRadius = vec.length();
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return target;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		double angle = startAngle;
+		if( rotateRight ) {
+			angle += Constants.interpolate(0, rotateTo, e);
+		} else {
+			angle -= Constants.interpolate(0, rotateTo, e);
+		}
+		double x = centerX + rotationRadius * Constants.cos(angle);
+		double y = centerY + rotationRadius * Constants.sin(angle);
+		target.moveTo(x, y);
+	}
+
+}

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

@@ -0,0 +1,119 @@
+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() + lag, baseAnimation.getEasing());
+		this.baseAnimation = baseAnimation;
+		this.lag = lag;
+		this.easeInOnly = easeInOnly;
+	}
+
+	@Override
+	public T getAnimationTarget() {
+		return baseAnimation.getAnimationTarget();
+	}
+
+	@Override
+	public int getRuntime() {
+		return Integer.MAX_VALUE;
+	}
+
+	//	@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 finish() {
+		baseAnimation.elapsedTime = baseAnimation.getRuntime();
+		baseAnimation.stop();
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		baseAnimation.start();
+	}
+
+	@Override
+	public void setRuntime( int pRuntime ) {
+		baseAnimation.setRuntime(pRuntime);
+		runtime = pRuntime + lag;
+	}
+
+	@Override
+	public void update( double delta ) {
+		int currentRuntime = elapsedTime + (int) (delta * 1000);
+		if( currentRuntime >= runtime + lag ) {
+			elapsedTime = currentRuntime % (runtime + lag);
+
+			if( easeInOnly && easing != null ) {
+				easing = Easing.linear();
+				// runtime = (int)((1.0/m)*(runtime + lag));
+			}
+		}
+
+		super.update(delta);
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+//		double t = (double) elapsedTime / (double) runtime;
+//		if( t >= 1.0 ) {
+//			t = 1.0;
+//		}
+		baseAnimation.elapsedTime = elapsedTime;
+		baseAnimation.animate(e);
+		m = (e - lastEase) / (delta * 1000 / (asDouble(runtime)));
+		lastEase = e;
+	}
+
+}

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

@@ -13,32 +13,51 @@ public class FadeAnimation extends Animation<Shape> {
 
 	public static final int FADE_OUT = 0;
 
-	private Shape object;
+	private final Shape target;
+
+	private final int targetAlpha;
 
 	private Color fill, stroke;
 
-	private int fillAlpha, strokeAlpha, tAlpha;
+	private int fillAlpha, strokeAlpha;
 
-	public FadeAnimation( Shape object, int alpha, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+	public FadeAnimation( Shape target, int targetAlpha ) {
+		this(target, targetAlpha, DEFAULT_ANIM_RUNTIME, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public FadeAnimation( Shape target, int targetAlpha, int runtime ) {
+		this(target, targetAlpha, runtime, DEFAULT_EASING);
+	}
+
+	public FadeAnimation( Shape target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		this(target, 0, runtime, easing);
+	}
+
+	public FadeAnimation( Shape target, int targetAlpha, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		super(runtime, easing);
 
-		this.object = object;
-		fill = object.getFillColor();
+		this.target = target;
+		this.targetAlpha = targetAlpha;
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		fill = target.getFillColor();
 		fillAlpha = fill.getAlpha();
-		stroke = object.getStrokeColor();
+		stroke = target.getStrokeColor();
 		strokeAlpha = stroke.getAlpha();
-		tAlpha = alpha;
+
 	}
 
 	@Override
 	public Shape getAnimationTarget() {
-		return object;
+		return target;
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
-		object.setFillColor(new Color(fill, (int) Constants.interpolate(fillAlpha, tAlpha, e)));
-		object.setStrokeColor(new Color(stroke, (int) Constants.interpolate(strokeAlpha, tAlpha, e)));
+	public void animate( double e ) {
+		target.setFillColor(fill, (int) Constants.interpolate(fillAlpha, targetAlpha, e));
+		target.setStrokeColor(stroke, (int) Constants.interpolate(strokeAlpha, targetAlpha, e));
 	}
 
 }

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

@@ -1,23 +1,28 @@
 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 final Shape object;
 
-	private Color oFill, tFill;
+	private Color originFill;
 
-	public FillAnimation( Shape object, Color newFill, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+	private final Color targetFill;
+
+	public FillAnimation( Shape target, Color newFill, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		super(runtime, easing);
 
-		this.object = object;
-		oFill = object.getFillColor();
-		tFill = newFill;
+		this.object = target;
+		targetFill = newFill;
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		originFill = object.getFillColor();
 	}
 
 	@Override
@@ -26,8 +31,8 @@ public class FillAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
-		object.setFillColor(Color.interpolate(oFill, tFill, e));
+	public void animate( double e ) {
+		object.setFillColor(Color.interpolate(originFill, targetFill, e));
 	}
 
 }

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

@@ -27,7 +27,7 @@ public class MorphAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	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));

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

@@ -1,28 +1,31 @@
 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 final Shape object;
 
-	private double oX, oY, tX, tY;
+	private final double targetX, targetY;
 
-	public MoveAnimation( Shape object, double x, double y, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+	private double originX, originY;
+
+
+	public MoveAnimation( Shape target, double targetX, double targetY, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		super(runtime, easing);
 
-		this.object = object;
-		oX = object.getX();
-		oY = object.getY();
-		tX = x;
-		tY = y;
+		this.object = target;
+		this.targetX = targetX;
+		this.targetY = targetY;
+	}
+
+	@Override
+	public void initialize() {
+		originX = object.getX();
+		originY = object.getY();
 	}
 
 	@Override
@@ -31,9 +34,9 @@ public class MoveAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
-		object.setX(Constants.interpolate(oX, tX, e));
-		object.setY(Constants.interpolate(oY, tY, e));
+	public void animate( double e ) {
+		object.setX(Constants.interpolate(originX, targetX, e));
+		object.setY(Constants.interpolate(originY, targetY, e));
 	}
 
 }

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

@@ -25,7 +25,7 @@ public class RotateAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	public void animate( double e ) {
 		object.rotateTo(Constants.interpolate(oA, tA, e));
 	}
 

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

@@ -25,7 +25,7 @@ public class StrokeAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	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/events/EventDispatcher.java

@@ -1,58 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.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;
-
-public class EventDispatcher<E, L extends Listener<E>> {
-
-	private CopyOnWriteArraySet<L> listeners;
-
-	private 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);
-		Validator.requireNotNull(dispatcher);
-
-		if( !eventRegistered(eventKey) ) {
-			eventRegistry.put(eventKey, dispatcher);
-		}
-	}
-
-	public void addListener( L listener ) {
-		listeners.add(listener);
-	}
-
-	public void removeListener( L listener ) {
-		listeners.remove(listener);
-	}
-
-	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);
-		Validator.requireNotNull(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/events/Listener.java

@@ -1,7 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.events;
-
-public interface Listener<E> {
-
-
-
-}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/Camera.java

@@ -0,0 +1,25 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Bounds;
+
+public class Camera {
+
+	double x, y, z = .0;
+
+	int width, height;
+
+	double zoom = 1.0;
+
+	public Camera() {
+		x = Constants.canvasWidth / 2.0;
+		y = Constants.canvasHeight / 2.0;
+		width = Constants.canvasWidth;
+		height = Constants.canvasHeight;
+	}
+
+	public Bounds getBounds() {
+		return new Bounds(x - width/2.0, y - height/2.0, width, height);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/InputContext.java

@@ -0,0 +1,5 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+public class InputContext {
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/InputType.java

@@ -0,0 +1,71 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import javax.swing.*;
+import java.awt.event.ActionListener;
+import java.awt.event.KeyEvent;
+import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
+
+public class InputType {
+
+	static final ScheduledThreadPoolExecutor scheduler = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
+
+	public class ActionInput extends InputType {
+
+		private int inputCode;
+
+		private String action;
+
+		private ActionListener al;
+
+		private double delay = 0.0;
+
+		private long lastTriggered = 0L;
+
+		private boolean repeats = false;
+
+		private boolean onPress = true;
+
+		private boolean pressed = false;
+
+
+		public void press( int inputCode, long time ) {
+			pressed = true;
+			if( onPress ) {
+				trigger(inputCode, time);
+			}
+		}
+
+		public void release( int inputCode, long time ) {
+			pressed = false;
+			if( !onPress ) {
+				trigger(inputCode, time);
+			}
+		}
+
+		public void trigger( int inputCode, long time ) {
+			if( shouldTrigger(inputCode, time) ) {
+				//al.actionTriggered(action);
+				lastTriggered = time;
+			}
+		}
+
+		public boolean shouldTrigger( int inputCode, long time ) {
+			return this.inputCode == inputCode && time - lastTriggered > delay;
+		}
+
+
+		public int hashCode() {
+			return inputCode;
+		}
+
+	}
+
+	public class TriggerInput extends InputType {
+
+	}
+
+	public class RangeInput extends InputType {
+
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/Map.java

@@ -0,0 +1,14 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import schule.ngb.zm.Layer;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+
+public abstract class Map {
+
+
+	public abstract void render( Graphics2D g, Camera view );
+
+
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/Sprite.java

@@ -0,0 +1,30 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import schule.ngb.zm.util.Cache;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import java.awt.Image;
+import java.awt.image.BufferedImage;
+
+public class Sprite {
+
+	public Image[] sprites;
+
+	public Sprite( String spriteFile, int cols, int rows ) {
+		BufferedImage sprite = ImageLoader.loadImage(spriteFile, false);
+
+		int w = sprite.getWidth() / cols;
+		int h = sprite.getHeight() / rows;
+
+		sprites = new Image[cols*rows];
+		for( int i = 0; i < cols; i++ ) {
+			for( int j = 0; j < rows; j++ ) {
+				sprites[j*cols + i] = ImageLoader.copyImage(
+					sprite.getSubimage(i*w, j*h, w, h)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/Tile.java

@@ -0,0 +1,28 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+public class Tile {
+
+	int c, r;
+
+	Color clr;
+
+	public Tile( int c, int r ) {
+		this.c = c;
+		this.r = r;
+
+		clr = Color.getHSBColor(((20-c)*(20-c)+(15-r)*(15-r))/625.0, .7, .8);
+	}
+
+	public void render( Graphics2D g, int x, int y, int size ) {
+		g.setColor(clr.getJavaColor());
+		g.fillRect(x, y, size, size);
+		g.setColor(Color.DARKGRAY.getJavaColor());
+		g.drawRect(x, y, size, size);
+		g.drawString("(" + c + "," + r + ")", x+3, y+13);
+	}
+
+}

src/main/java/schule/ngb/zm/game/TiledMap.java

@@ -0,0 +1,65 @@
+package schule.ngb.zm.game;
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.shapes.Bounds;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+
+import java.awt.Graphics2D;
+
+public class TiledMap extends Map {
+
+	private int columns, rows, tileSize;
+
+	private Tile[][] tiles;
+
+	public TiledMap( int columns, int rows, int tileSize ) {
+		this.columns = columns;
+		this.rows = rows;
+		this.tileSize = tileSize;
+
+		tiles = new Tile[columns][rows];
+	}
+
+	public void setTile( int column, int row, Tile tile ) {
+		tiles[column][row] = tile;
+	}
+
+	public void render( Graphics2D g, Camera view ) {
+		Bounds viewBounds = view.getBounds();
+
+		double zoomFactor = Constants.map(view.zoom, -100, 100, -2.0, 2.0);
+		zoomFactor = Constants.limit(zoomFactor, -2.0, 2.0);
+
+		double zoomTileSize = zoomFactor * tileSize;
+
+		int minCol, maxCol, minRow, maxRow, dX, dY;
+
+		if( viewBounds.getMinX() < 0 ) {
+			minCol = 0;
+			dX = (int)(-1 * viewBounds.getMinX());
+		} else {
+			minCol = (int)(viewBounds.getMinX() / tileSize);
+			dX = -1 * (int)(viewBounds.getMinX()) % tileSize;
+		}
+		maxCol = Math.min((int)(viewBounds.getMaxX() / tileSize), columns-1);
+
+		if( viewBounds.getMinY() < 0 ) {
+			minRow = 0;
+			dY = (int)(-1 * viewBounds.getMinY());
+		} else {
+			minRow = (int)(viewBounds.getMinY() / tileSize);
+			dY = -1 * (int)(viewBounds.getMinY()) % tileSize;
+		}
+		maxRow = Math.min((int)(viewBounds.getMaxY() / tileSize), rows-1);
+
+		for( int r = minRow; r <= maxRow; r++ ) {
+			for( int c = minCol; c <= maxCol; c++ ) {
+				if( tiles[c][r] != null ) {
+					tiles[c][r].render(g, dX + (c-minCol) * tileSize, dY + (r-minRow) * tileSize, tileSize);
+				}
+			}
+		}
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(TiledMap.class);
+}

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

@@ -1,35 +1,50 @@
-package schule.ngb.zm.shapes;
+package schule.ngb.zm.layers;
 
 import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.Updatable;
 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.Collection;
-import java.util.Iterator;
-import java.util.LinkedList;
-import java.util.List;
+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 List<Shape> shapes;
+	protected boolean updateShapes = true;
 
-	private List<Animation<? extends Shape>> animations;
+	protected final List<Shape> shapes;
+
+	private final List<Animation<? extends Shape>> animations;
+
+	private final List<Updatable> updatables;
 
 	public ShapesLayer() {
 		super();
 		shapes = new LinkedList<>();
 		animations = new LinkedList<>();
+		updatables = new LinkedList<>();
 	}
 
 	public ShapesLayer( int width, int height ) {
 		super(width, height);
 		shapes = new LinkedList<>();
 		animations = new LinkedList<>();
+		updatables = new LinkedList<>();
 	}
 
 	public Shape getShape( int index ) {
@@ -39,55 +54,61 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 	public <ST extends Shape> ST getShape( Class<ST> shapeClass ) {
 		for( Shape s : shapes ) {
 			if( shapeClass.isInstance(s) ) {
-				return (ST) s;
+				return shapeClass.cast(s);
 			}
 		}
 		return null;
 	}
 
-	public java.util.List<Shape> getShapes() {
+	public List<Shape> getShapes() {
 		return shapes;
 	}
 
-	public <ST extends Shape> java.util.List<ST> getShapes( Class<ST> shapeClass ) {
-		java.util.List<ST> result = new LinkedList<>();
+	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((ST) s);
+				result.add(shapeClass.cast(s));
 			}
 		}
 		return result;
 	}
 
 	public void add( Shape... shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			Collections.addAll(this.shapes, shapes);
+
 			for( Shape s : shapes ) {
-				this.shapes.add(s);
+				if( Updatable.class.isInstance(s) ) {
+					updatables.add((Updatable) s);
+				}
 			}
 		}
 	}
 
 	public void add( Collection<Shape> shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			this.shapes.addAll(shapes);
+
 			for( Shape s : shapes ) {
-				this.shapes.add(s);
+				if( Updatable.class.isInstance(s) ) {
+					updatables.add((Updatable) s);
+				}
 			}
 		}
 	}
 
 	public void remove( Shape... shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape s: shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
 				this.shapes.remove(s);
 			}
 		}
 	}
 
 	public void remove( Collection<Shape> shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape s: shapes ) {
-				this.shapes.remove(s);
-			}
+		synchronized( this.shapes ) {
+			this.shapes.removeAll(shapes);
 		}
 	}
 
@@ -99,16 +120,16 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 
 	public void showAll() {
 		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape pShape : shapes ) {
-				pShape.show();
+			for( Shape s : shapes ) {
+				s.show();
 			}
 		}
 	}
 
 	public void hideAll() {
 		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape pShape : shapes ) {
-				pShape.hide();
+			for( Shape s : shapes ) {
+				s.hide();
 			}
 		}
 	}
@@ -118,6 +139,14 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 		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);
 	}
@@ -129,32 +158,54 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 
 	@Override
 	public void update( double delta ) {
+		if( updateShapes ) {
+			synchronized( shapes ) {
+				List<Updatable> uit = List.copyOf(updatables);
+				for( Updatable u : uit ) {
+					if( u.isActive() ) {
+						u.update(delta);
+					}
+				}
+			}
+
+			/*
+			Iterator<Updatable> uit = updatables.iterator();
+			while( uit.hasNext() ) {
+				Updatable u = uit.next();
+				if( u.isActive() ) {
+					u.update(delta);
+				}
+			}
+			*/
+		}
+
 		Iterator<Animation<? extends Shape>> it = animations.iterator();
 		while( it.hasNext() ) {
 			Animation<? extends Shape> anim = it.next();
 			anim.update(delta);
 
 			if( !anim.isActive() ) {
-				animations.remove(anim);
+				it.remove();
 			}
 		}
 	}
 
 	@Override
-	public void draw( Graphics2D pGraphics ) {
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
 		if( clearBeforeDraw ) {
 			clear();
 		}
 
 		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape pShape : shapes ) {
-				if( pShape.isVisible() ) {
-					pShape.draw(drawing);
+			List<Shape> it = List.copyOf(shapes);
+			for( Shape s : it ) {
+				if( s.isVisible() ) {
+					s.draw(drawing);
 				}
 			}
 		}
 
-		super.draw(pGraphics);
+		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 +195,201 @@ 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 Options.StrokeJoin getStrokeJoin() {
+		return mainTurtle.getStrokeJoin();
+	}
+
+	@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 +403,31 @@ 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 +439,39 @@ 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 +485,9 @@ 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 +538,9 @@ 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

@@ -1,10 +1,21 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
 /**
- * Interface für Audio-Medien.
+ * 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();
 
 	/**
@@ -17,7 +28,7 @@ public interface Audio {
 
 	/**
 	 * Prüft, ob das Medium gerade in einer Schleife abgespielt wird. Wenn
-	 * {@code isLooping() == true}, dann muss auch immer
+	 * {@code isLooping() == true} gilt, dann muss auch immer
 	 * {@code isPlaying() == true} gelten.
 	 *
 	 * @return {@code true}, wenn das Medium in einer Schleife abgespielt wird,
@@ -30,7 +41,7 @@ public interface Audio {
 	 * <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.
+	 * Mediums. Negative Werte setzen die Lautstärke aud 0.
 	 *
 	 * @param volume Die neue Lautstärke zwischen 0 und 1.
 	 * @see <a
@@ -39,7 +50,7 @@ public interface Audio {
 	void setVolume( double volume );
 
 	/**
-	 * Gibt die aktuelle Lautstärkeeinstellung dieses Mediums zurück.
+	 * 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
@@ -50,8 +61,16 @@ public interface Audio {
 	double getVolume();
 
 	/**
-	 * Startet die Wiedergabe des Mediums und beendet die Methode. Das
-	 * Audio-Medium wird einmal abgespielt und stoppt dann.
+	 * 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();
 
@@ -63,21 +82,36 @@ public interface Audio {
 
 	/**
 	 * Spielt das Medium in einer kontinuierlichen Schleife ab. Die Methode
-	 * startet die Wiedergabe und beendet dann direkt die Methode. Um die
-	 * Wiedergabe zu stoppen muss {@link #stop()} aufgerufen werden.
+	 * 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.
+	 * ({@code isPlaying() == false}), dann passiert nichts.
 	 */
 	void stop();
 
 	/**
-	 * Stoppt die Wiedergabe und gibt alle Resourcen, die für das Medium
+	 * 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

@@ -1,11 +1,34 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
-import schule.ngb.zm.events.Listener;
+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> {
 
-	void start( Audio source );
+	/**
+	 * 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 );
 
-	void stop( 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

@@ -1,9 +1,11 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
 import schule.ngb.zm.Constants;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
+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;
 
 /**
@@ -18,24 +20,14 @@ import java.util.List;
  * Darüber hinaus kann ein Mixer Effekte wie einen
  * {@link #fade(double, int) fadeIn} auf die Medien anwenden.
  */
-public class Mixer implements Audio {
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class Mixer implements Audio, AudioListener {
 
 	private List<AudioWrapper> audios;
 
 	private float volume = 0.8f;
 
-	class AudioWrapper {
-
-		Audio audio;
-
-		float volumeFactor;
-
-		public AudioWrapper( Audio audio, float volumeFactor ) {
-			this.audio = audio;
-			this.volumeFactor = volumeFactor;
-		}
-
-	}
+	EventDispatcher<Audio, AudioListener> eventDispatcher;
 
 	public Mixer() {
 		this.audios = new ArrayList<>(4);
@@ -45,66 +37,93 @@ public class Mixer implements Audio {
 		return "";
 	}
 
-	public void add( Audio pAudio ) {
-		add(pAudio, 1f);
+	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 ) {
-		audios.add(new AudioWrapper(pAudio, (float) 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();
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isPlaying() {
 		return audios.stream().anyMatch(aw -> aw.audio.isPlaying());
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isLooping() {
 		return audios.stream().anyMatch(aw -> aw.audio.isLooping());
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
-	public void setVolume( double pVolume ) {
-		volume = (float) pVolume;
-		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.setVolume(aw.volumeFactor * pVolume));
+	public void setVolume( double volume ) {
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
+		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.setVolume(aw.volumeFactor * volume));
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public double getVolume() {
 		return volume;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void play() {
 		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.play());
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void playAndWait() {
 		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.play());
@@ -117,25 +136,16 @@ public class Mixer implements Audio {
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void loop() {
 		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.loop());
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void stop() {
 		audios.stream().forEach(aw -> aw.audio.stop());
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void dispose() {
 		if( isPlaying() ) {
@@ -178,4 +188,58 @@ public class Mixer implements Audio {
 		});
 	}
 
+	@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

@@ -1,85 +1,103 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
-import schule.ngb.zm.anim.Animation;
-import schule.ngb.zm.anim.AnimationListener;
-import schule.ngb.zm.events.EventDispatcher;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
 import schule.ngb.zm.util.Log;
-import schule.ngb.zm.util.ResourceStreamProvider;
 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;
 
 /**
- * Ein Musikstück, dass im Projekt abgespielt werden soll.
+ * Eine Musik, die abgespielt werden kann.
  * <p>
- * Im gegensatz zu einem {@link Sound} sind Musikstücke längere Audiodateien,
- * die zum Beispiel als Hintergrundmusik ablaufen sollen. Die Musik wird daher
- * nicht komplett in den Speicher geladen, sondern direkt aus der Audioquelle
- * gestreamt und wiedergegeben.
+ * 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 {
 
-	// size of the byte buffer used to read/write the audio stream
+	/**
+	 * Größe des verwendeten Input-Puffers für die Audiodaten.
+	 */
 	private static final int BUFFER_SIZE = 4096;
 
 
 	/**
-	 * Ob der Sound gerade abgespielt wird.
+	 * Ob der Sound aktuell abgespielt wird.
 	 */
 	private boolean playing = false;
 
 	/**
-	 * Ob der Sound gerade in einer Schleife abgespielt wird.
+	 * Ob der Sound aktuell in einer Schleife abgespielt wird.
 	 */
 	private boolean looping = false;
 
 	/**
-	 * Die Quelle des Musikstücks.
+	 * Die Quelle der Audiodaten.
 	 */
 	private String audioSource;
 
 	/**
-	 * Der AudioStream, um die AUdiosdaten zulsen, falls dieser schon geöffnet
-	 * wurde. Sonst {@code null}.
+	 * Der {@link AudioInputStream}, um die Audiosdaten zu lesen. {@code null},
+	 * falls noch kein Stream geöffnet wurde.
 	 */
 	private AudioInputStream audioStream;
 
 	/**
-	 * Die Line für die Ausgabe, falls diese schon geöffnet wurde. Sonst
-	 * {@code null}.
+	 * Die {@link SourceDataLine} für die Ausgabe. {@code null}, falls die
+	 * Audiodatei noch nicht geöffnet wurde.
 	 */
 	private SourceDataLine audioLine;
 
 	/**
-	 * Die Lautstärke der Musik.
+	 * Die aktuelle Lautstärke des Mediums.
 	 */
 	private float volume = 0.8f;
 
+	/**
+	 * Dispatcher für Audio-Events (start und stop).
+	 */
 	EventDispatcher<Audio, AudioListener> eventDispatcher;
 
-	public Music( String source ) {
-		Validator.requireNotNull(source);
-		this.audioSource = source;
+	/**
+	 * 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;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isPlaying() {
 		return playing;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isLooping() {
 		if( !playing ) {
@@ -88,28 +106,21 @@ public class Music implements Audio {
 		return looping;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void setVolume( double volume ) {
-		this.volume = (float) volume;
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
 		if( audioLine != null ) {
 			applyVolume();
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public double getVolume() {
 		return volume;
 	}
 
 	/**
-	 * Interne Methode, um die gesetzte Lautstärke vor dem Abspielen
-	 * anzuwenden.
+	 * Wendet die Lautstärke vor dem Abspielen auf den Audiostream an.
 	 */
 	private void applyVolume() {
 		FloatControl gainControl =
@@ -120,24 +131,13 @@ public class Music implements Audio {
 		gainControl.setValue(vol);
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void play() {
 		if( openLine() ) {
-			TaskRunner.run(new Runnable() {
-				@Override
-				public void run() {
-					stream();
-				}
-			});
+			TaskRunner.run(this::stream);
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void playAndWait() {
 		if( openLine() ) {
@@ -145,18 +145,12 @@ public class Music implements Audio {
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void loop() {
 		looping = true;
 		play();
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void stop() {
 		playing = false;
@@ -164,11 +158,8 @@ public class Music implements Audio {
 		dispose();
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
-	public void dispose() {
+	public synchronized void dispose() {
 		if( audioLine != null ) {
 			if( audioLine.isRunning() ) {
 				playing = false;
@@ -177,7 +168,6 @@ public class Music implements Audio {
 			if( audioLine.isOpen() ) {
 				audioLine.drain();
 				audioLine.close();
-
 			}
 		}
 		try {
@@ -191,7 +181,17 @@ public class Music implements Audio {
 		audioStream = null;
 	}
 
-	private void stream() {
+	/**
+	 * 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 ) {
@@ -228,6 +228,14 @@ public class Music implements Audio {
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * 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;
@@ -264,6 +272,15 @@ public class Music implements Audio {
 		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();
 
@@ -279,24 +296,27 @@ public class Music implements Audio {
 		}
 	}
 
-	public void addListener( AudioListener listener ) {
+	@Override
+	public void addAudioListener( AudioListener listener ) {
 		initializeEventDispatcher().addListener(listener);
 	}
 
-	public void removeListener( AudioListener listener ) {
+	@Override
+	public void removeAudioListener( AudioListener listener ) {
 		initializeEventDispatcher().removeListener(listener);
 	}
 
 	/**
 	 * Interne Methode, um den Listener-Mechanismus zu initialisieren. Wird erst
-	 * aufgerufen, soblad sich auch ein Listener registrieren möchte.
-	 * @return
+	 * 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.start(a));
-			eventDispatcher.registerEventType("stop", (a,l) -> l.stop(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("start", ( a, l ) -> l.playbackStarted(a));
+			eventDispatcher.registerEventType("stop", ( a, l ) -> l.playbackStopped(a));
 		}
 		return eventDispatcher;
 	}

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

@@ -1,87 +1,96 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
 import schule.ngb.zm.util.Log;
-import schule.ngb.zm.util.ResourceStreamProvider;
 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.io.InputStream;
 import java.net.URL;
 
 /**
- * Wiedergabe kurzer Soundclips, die mehrmals wiederverwendet werden.
+ * Ein kurzer Soundclip, der mehrmals wiederverwendet werden kann.
  * <p>
- * In Spielen und anderen Projekten gibt es oftmals eine Reihe kurzer Sounds,
- * die zusammen mit bestimmten Aktionen wiedergegeben werden (zum Beispiel, wenn
- * die Spielfigur springt, wenn zwei Objekte kollidieren, usw.). Sounds werden
- * komplett in den Speicher geladen und können dadurch immer wieder, als
- * Schleife oder auch nur Abschnittsweise abgespielt werden.
+ * 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 längre Musikstücke (beispielsweise Hintergrundmusik) bietet sich eher die
- * KLasse {@link Music} an.
+ * 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 gerade abgespielt wird.
+	 * Ob der Sound aktuell abgespielt wird.
 	 */
 	private boolean playing = false;
 
 	/**
-	 * Ob der Sound gerade in einer Schleife abgespielt wird.
+	 * Ob der Sound aktuell in einer Schleife abgespielt wird.
 	 */
 	private boolean looping = false;
 
 	/**
-	 * Die Quelle des Musikstücks.
+	 * Die Quelle der Audiodaten.
 	 */
 	private String audioSource;
 
 	/**
-	 * Der Clip, falls er schon geladen wurde, sonst {@code null}.
+	 * Der Clip, falls er schon geladen wurde. Ansonsten {@code null}.
 	 */
 	private Clip audioClip;
 
 	/**
-	 * Ob die Resourcen des Clips im Speicher nach dem nächsten Abspielen
+	 * Ob die Ressourcen des Clips im Speicher nach dem nächsten Abspielen
 	 * freigegeben werden sollen.
 	 */
 	private boolean disposeAfterPlay = false;
 
 	/**
-	 * Die Lautstärke des Clips.
+	 * 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 Ein Dateipfad oder eine Webadresse.
+	 * @param source Quelle der Audiodaten.
 	 * @throws NullPointerException Falls die Quelle {@code null} ist.
+	 * @see ResourceStreamProvider#getResourceURL(String)
 	 */
 	public Sound( String source ) {
-		Validator.requireNotNull(source);
+		Validator.requireNotNull(source, "source");
 		this.audioSource = source;
 	}
 
+	@Override
 	public String getSource() {
 		return audioSource;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isPlaying() {
 		// return audioClip != null && audioClip.isRunning();
 		return playing;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public boolean isLooping() {
 		if( !playing ) {
@@ -90,28 +99,21 @@ public class Sound implements Audio {
 		return looping;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void setVolume( double volume ) {
-		this.volume = (float) volume;
+		this.volume = volume < 0 ? 0f : (float) volume;
 		if( audioClip != null ) {
 			applyVolume();
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public double getVolume() {
 		return volume;
 	}
 
 	/**
-	 * Interne Methode, um die gesetzte Lautstärke vor dem Abspielen
-	 * anzuwenden.
+	 * Wendet die Lautstärke vor dem Abspielen auf den Clip an.
 	 */
 	private void applyVolume() {
 		FloatControl gainControl =
@@ -122,9 +124,6 @@ public class Sound implements Audio {
 		gainControl.setValue(vol);
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void stop() {
 		looping = false;
@@ -134,9 +133,6 @@ public class Sound implements Audio {
 		playing = false;
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void play() {
 		if( this.openClip() ) {
@@ -145,9 +141,6 @@ public class Sound implements Audio {
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void playAndWait() {
 		this.play();
@@ -166,7 +159,7 @@ public class Sound implements Audio {
 	}
 
 	/**
-	 * Spielt den Sound genau einmal ab und gibt danach alle Resourcen des Clips
+	 * Spielt den Sound einmal ab und gibt danach alle Ressourcen des Clips
 	 * frei.
 	 * <p>
 	 * Der Aufruf ist effektiv gleich zu
@@ -183,7 +176,7 @@ public class Sound implements Audio {
 	}
 
 	/**
-	 * Spielt den Sound genau einmal ab und gibt danach alle Resourcen des Clips
+	 * Spielt den Sound einmal ab und gibt danach alle Ressourcen des Clips
 	 * frei.
 	 * <p>
 	 * Der Aufruf entspricht
@@ -197,17 +190,19 @@ public class Sound implements Audio {
 		playAndWait();
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
 	public void loop() {
 		loop(Clip.LOOP_CONTINUOUSLY);
 	}
 
 	/**
-	 * Wiederholt den Sound die angegebene Anzahl an Wiederholungen ab und stoppt
+	 * 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 ) {
@@ -228,21 +223,25 @@ public class Sound implements Audio {
 		}
 	}
 
-	/**
-	 * {@inheritDoc}
-	 */
 	@Override
-	public void dispose() {
+	public synchronized void dispose() {
 		if( audioClip != null ) {
 			if( audioClip.isRunning() ) {
-				audioClip.stop();
+				stop();
 			}
 			audioClip.close();
 			audioClip = null;
 		}
 	}
 
-	private boolean openClip() {
+	/**
+	 * 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;
@@ -259,7 +258,11 @@ public class Sound implements Audio {
 				audioClip.addLineListener(new LineListener() {
 					@Override
 					public void update( LineEvent event ) {
-						if( event.getType() == LineEvent.Type.STOP ) {
+						if( event.getType() == LineEvent.Type.START ) {
+							if( eventDispatcher != null ) {
+								eventDispatcher.dispatchEvent("start", Sound.this);
+							}
+						} else if( event.getType() == LineEvent.Type.STOP ) {
 							playbackStopped();
 						}
 					}
@@ -296,18 +299,51 @@ public class Sound implements Audio {
 	}*/
 
 	/**
-	 * Interne Methode, die aufgerufen wird, wenn die Wiedergabe gestoppt wird.
-	 * Entweder durch einen Aufruf von {@link #stop()} oder, weil die Wiedergabe
-	 * nach {@link #playOnce()} beendet wurde.
+	 * 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/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/Matrix.java

@@ -1,82 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.ml;
-
-import schule.ngb.zm.Constants;
-
-import java.util.Arrays;
-
-// TODO: Move Math into Matrix class
-// TODO: Implement support for optional sci libs
-public class Matrix {
-
-	private int columns, rows;
-
-	double[][] coefficients;
-
-	public Matrix( int rows, int cols )  {
-		this.rows = rows;
-		this.columns = cols;
-		coefficients = new double[rows][cols];
-	}
-
-	public Matrix( double[][] coefficients ) {
-		this.coefficients = coefficients;
-		this.rows = coefficients.length;
-		this.columns = coefficients[0].length;
-	}
-
-	public int getColumns() {
-		return columns;
-	}
-
-	public int getRows() {
-		return rows;
-	}
-
-	public double[][] getCoefficients() {
-		return coefficients;
-	}
-
-	public double get( int row, int col ) {
-		return coefficients[row][col];
-	}
-
-	public void initializeRandom() {
-		coefficients = MLMath.matrixApply(coefficients, (d) -> Constants.randomGaussian());
-	}
-
-	public void initializeRandom( double lower, double upper ) {
-		coefficients = MLMath.matrixApply(coefficients, (d) -> ((upper-lower) * (Constants.randomGaussian()+1) * .5) + lower);
-	}
-
-	public void initializeIdentity() {
-		initializeZero();
-		for( int i = 0; i < Math.min(rows, columns); i++ ) {
-			this.coefficients[i][i] = 1.0;
-		}
-	}
-
-	public void initializeOne() {
-		coefficients = MLMath.matrixApply(coefficients, (d) -> 1.0);
-	}
-
-	public void initializeZero() {
-		coefficients = MLMath.matrixApply(coefficients, (d) -> 0.0);
-	}
-
-	@Override
-	public String toString() {
-		//return Arrays.deepToString(coefficients);
-		StringBuilder sb = new StringBuilder();
-		sb.append('[');
-		sb.append('\n');
-		for( int i = 0; i < coefficients.length; i++ ) {
-			sb.append('\t');
-			sb.append(Arrays.toString(coefficients[i]));
-			sb.append('\n');
-		}
-		sb.append(']');
-
-		return sb.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

@@ -1,7 +1,7 @@
 package schule.ngb.zm.ml;
 
 import schule.ngb.zm.util.Log;
-import schule.ngb.zm.util.ResourceStreamProvider;
+import schule.ngb.zm.util.io.ResourceStreamProvider;
 
 import java.io.*;
 import java.util.LinkedList;
@@ -15,7 +15,7 @@ public class NeuralNetwork {
 			Writer writer = ResourceStreamProvider.getWriter(source);
 			PrintWriter out = new PrintWriter(writer)
 		) {
-			for( NeuronLayer layer: network.layers ) {
+			for( NeuronLayer layer : network.layers ) {
 				out.print(layer.getNeuronCount());
 				out.print(' ');
 				out.print(layer.getInputCount());
@@ -23,20 +23,44 @@ public class NeuralNetwork {
 
 				for( int i = 0; i < layer.getInputCount(); i++ ) {
 					for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
-						out.print(layer.weights.coefficients[i][j]);
+						out.print(layer.weights.get(i, j));
 						out.print(' ');
 					}
 					out.println();
 				}
 				for( int j = 0; j < layer.getNeuronCount(); j++ ) {
-					out.print(layer.biases[j]);
+					out.print(layer.biases.get(0, j));
 					out.print(' ');
 				}
 				out.println();
 			}
 			out.flush();
 		} catch( IOException ex ) {
-			LOG.warn(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, "");
 		}
 	}
 
@@ -56,13 +80,13 @@ public class NeuralNetwork {
 				for( int i = 0; i < inputs; i++ ) {
 					split = in.readLine().split(" ");
 					for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
-						layer.weights.coefficients[i][j] = Double.parseDouble(split[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[j] = Double.parseDouble(split[j]);
+					layer.biases.set(0, j, Double.parseDouble(split[j]));
 				}
 
 				layers.add(layer);
@@ -70,29 +94,30 @@ public class NeuralNetwork {
 
 			return new NeuralNetwork(layers);
 		} catch( IOException | NoSuchElementException ex ) {
-			LOG.warn(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
+			LOG.error(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
 		}
 		return null;
 	}
 
-	/*public static NeuralNetwork loadFromFile( String source ) {
+	public static NeuralNetwork loadFromDataFile( String source ) {
 		try(
 			InputStream stream = ResourceStreamProvider.getInputStream(source);
-			Scanner in = new Scanner(stream)
+			DataInputStream in = new DataInputStream(stream)
 		) {
 			List<NeuronLayer> layers = new LinkedList<>();
-			while( in.hasNext() ) {
-				int neurons = in.nextInt();
-				int inputs = in.nextInt();
+			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.coefficients[i][j] = in.nextDouble();
+						layer.weights.set(i, j, in.readDouble());
 					}
 				}
+				// Load Biases
 				for( int j = 0; j < neurons; j++ ) {
-					layer.biases[j] = in.nextDouble();
+					layer.biases.set(0, j, in.readDouble());
 				}
 
 				layers.add(layer);
@@ -100,14 +125,14 @@ public class NeuralNetwork {
 
 			return new NeuralNetwork(layers);
 		} catch( IOException | NoSuchElementException ex ) {
-			LOG.warn(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
+			LOG.error(ex, "Could not load neural network from source <%s>", source);
 		}
 		return null;
-	}*/
+	}
 
 	private NeuronLayer[] layers;
 
-	private double[][] output;
+	private MLMatrix output;
 
 	private double learningRate = 0.1;
 
@@ -128,7 +153,7 @@ public class NeuralNetwork {
 		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]);
+				this.layers[i - 1].setNextLayer(this.layers[i]);
 			}
 		}
 	}
@@ -138,7 +163,7 @@ public class NeuralNetwork {
 		for( int i = 0; i < layers.length; i++ ) {
 			this.layers[i] = layers[i];
 			if( i > 0 ) {
-				this.layers[i-1].setNextLayer(this.layers[i]);
+				this.layers[i - 1].setNextLayer(this.layers[i]);
 			}
 		}
 	}
@@ -146,6 +171,7 @@ public class NeuralNetwork {
 	public int getLayerCount() {
 		return layers.length;
 	}
+
 	public NeuronLayer[] getLayers() {
 		return layers;
 	}
@@ -162,17 +188,28 @@ public class NeuralNetwork {
 		this.learningRate = pLearningRate;
 	}
 
-	public double[][] getOutput() {
+	public MLMatrix getOutput() {
 		return output;
 	}
 
-	public double[][] predict( double[][] inputs ) {
-		//this.output = layers[1].apply(layers[0].apply(inputs));
+	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);
 	}
 

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

@@ -1,50 +1,66 @@
 package schule.ngb.zm.ml;
 
-import java.util.Arrays;
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 import java.util.function.Function;
 
-public class NeuronLayer implements Function<double[][], double[][]> {
+/**
+ * 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);
+		}
 
-	public static NeuronLayer fromArray( double[][] weights ) {
-		NeuronLayer 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++ ) {
-				layer.weights.coefficients[i][j] = weights[i][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 ) {
-		NeuronLayer 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++ ) {
-				layer.weights.coefficients[i][j] = weights[i][j];
-			}
-		}
+	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[j] = biases[j];
+			layer.biases.set(0, j, biases[j]);
 		}
+
 		return layer;
 	}
 
-	Matrix weights;
+	MLMatrix weights;
 
-	double[] biases;
+	MLMatrix biases;
 
 	NeuronLayer previous, next;
 
 	DoubleUnaryOperator activationFunction, activationFunctionDerivative;
 
-	double[][] lastOutput, lastInput;
+	MLMatrix lastOutput, lastInput;
 
 	public NeuronLayer( int neurons, int inputs ) {
-		weights = new Matrix(inputs, neurons);
-		weights.initializeRandom(-1, 1);
+		weights = MatrixFactory
+			.create(inputs, neurons)
+			.initializeRandom();
 
-		biases = new double[neurons];
-		Arrays.fill(biases, 0.0); // TODO: Random?
+		biases = MatrixFactory
+			.create(1, neurons)
+			.initializeZero();
 
 		activationFunction = MLMath::sigmoid;
 		activationFunctionDerivative = MLMath::sigmoidDerivative;
@@ -85,45 +101,42 @@ public class NeuronLayer implements Function<double[][], double[][]> {
 		}
 	}
 
-	public Matrix getWeights() {
+	public MLMatrix getWeights() {
 		return weights;
 	}
 
+	public MLMatrix getBiases() {
+		return biases;
+	}
+
 	public int getNeuronCount() {
-		return weights.coefficients[0].length;
+		return weights.columns();
 	}
 
 	public int getInputCount() {
-		return weights.coefficients.length;
+		return weights.rows();
 	}
 
-	public double[][] getLastOutput() {
+	public MLMatrix getLastOutput() {
 		return lastOutput;
 	}
 
-	public void setWeights( double[][] newWeights ) {
-		weights.coefficients = MLMath.copyMatrix(newWeights);
-	}
-
-	public void adjustWeights( double[][] adjustment ) {
-		weights.coefficients = MLMath.matrixAdd(weights.coefficients, adjustment);
+	public void setWeights( MLMatrix newWeights ) {
+		weights = newWeights.duplicate();
 	}
 
 	@Override
 	public String toString() {
-		return weights.toString() + "\n" + Arrays.toString(biases);
+		return "weights:\n" + weights.toString() + "\nbiases:\n" + biases.toString();
 	}
 
 	@Override
-	public double[][] apply( double[][] inputs ) {
-		lastInput = inputs;
-		lastOutput = MLMath.matrixApply(
-			MLMath.biasAdd(
-				MLMath.matrixMultiply(inputs, weights.coefficients),
-				biases
-			),
-			activationFunction
-		);
+	public MLMatrix apply( MLMatrix inputs ) {
+		lastInput = inputs.duplicate();
+		lastOutput = inputs
+			.multiplyAddBias(weights, biases)
+			.applyInPlace(activationFunction);
+
 		if( next != null ) {
 			return next.apply(lastOutput);
 		} else {
@@ -132,36 +145,41 @@ public class NeuronLayer implements Function<double[][], double[][]> {
 	}
 
 	@Override
-	public <V> Function<V, double[][]> compose( Function<? super V, ? extends double[][]> before ) {
+	public <V> Function<V, MLMatrix> compose( Function<? super V, ? extends MLMatrix> before ) {
 		return ( in ) -> apply(before.apply(in));
 	}
 
 	@Override
-	public <V> Function<double[][], V> andThen( Function<? super double[][], ? extends V> after ) {
+	public <V> Function<MLMatrix, V> andThen( Function<? super MLMatrix, ? extends V> after ) {
 		return ( in ) -> after.apply(apply(in));
 	}
 
-	public void backprop( double[][] expected, double learningRate ) {
-		double[][] error, delta, adjustment;
+	public void backprop( MLMatrix expected, double learningRate ) {
+		MLMatrix error, adjustment;
 		if( next == null ) {
-			error = MLMath.matrixSub(expected, this.lastOutput);
+			error = expected.sub(lastOutput);
 		} else {
-			error = MLMath.matrixMultiply(expected, MLMath.matrixTranspose(next.weights.coefficients));
+			error = expected.multiplyTransposed(next.weights);
 		}
 
-		delta = MLMath.matrixScale(error, MLMath.matrixApply(this.lastOutput, this.activationFunctionDerivative));
+		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(delta, learningRate);
+			previous.backprop(error, learningRate);
 		}
 
-		biases = MLMath.biasAdjust(biases, MLMath.matrixApply(delta, ( x ) -> learningRate * x));
+		biases.addInPlace(
+			error.colSums().scaleInPlace(
+				-learningRate / (double) error.rows()
+			)
+		);
 
-		adjustment = MLMath.matrixMultiply(MLMath.matrixTranspose(lastInput), delta);
-		adjustment = MLMath.matrixApply(adjustment, ( x ) -> learningRate * x);
-		this.adjustWeights(adjustment);
+		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;