Javadoc

Macht Weniger doppelte Implementierungen nötig

CHANGELOG.md

@@ -6,13 +6,24 @@ und diese Projekt folgt [Semantic Versioning](https://semver.org/spec/v2.0.0.htm
 
 ## [Unreleased]
 
+### 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 erstellt
+- 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 +35,7 @@ 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

@@ -7,13 +7,14 @@ plugins {
 	zmVersion {
 		major = 0;
 		minor = 0;
-		rev = 21;
+		rev = 32;
 	}
-}*/
+}
+version '{$zmVersion.major}.{$zmVersion.minor}.{$zmVersion.rev}-SNAPSHOT'
+*/
 
 group 'schule.ngb'
-version '0.0.22-SNAPSHOT'
+version '0.0.32-SNAPSHOT'
-//version '{$zmVersion.major}.{$zmVersion.minor}.{$zmVersion.rev}-SNAPSHOT'
 
 compileJava {
     options.release = 11
@@ -28,7 +29,12 @@ dependencies {
 	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'
+	testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-params:5.8.1'
 	testRuntimeOnly 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.8.1'
 }
 

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

@@ -0,0 +1,236 @@
+package schule.ngb.zm;
+
+import java.awt.*;
+
+/**
+ * Basisimplementierung der {@link Strokeable} und {@link Fillable} APIs.
+ *
+ * Die Klasse bietet eine Grundlage zur Implementierung eigener Zeichenobjekte,
+ * die eine Füllung und eine Konturlinie haben können.
+ */
+public abstract class BasicDrawable extends Constants implements Strokeable, Fillable {
+
+	/**
+	 * Ob das Objekt gezeichnet werden soll.
+	 */
+	protected boolean visible = true;
+
+	/**
+	 * Aktuelle Farbe der Konturlinie oder {@code null}, wenn das Objekt ohne
+	 * Kontur dargestellt werden soll.
+	 */
+	protected schule.ngb.zm.Color strokeColor = DEFAULT_STROKECOLOR;
+
+	/**
+	 * Die Dicke der Konturlinie. Wird nicht kleiner als 0.
+	 */
+	protected double strokeWeight = DEFAULT_STROKEWEIGHT;
+
+	/**
+	 * Die Art der Konturlinie.
+	 */
+	protected Options.StrokeType strokeType = SOLID;
+
+	/**
+	 * Cache für den aktuellen {@code Stroke} der Kontur. Wird nach Änderung
+	 * einer der Kontureigenschaften auf {@code null} gesetzt und beim nächsten
+	 * Zeichnen neu erstellt.
+	 */
+	protected Stroke stroke = null;
+
+	/**
+	 * Die aktuelle Füllfarbe der Form oder {@code null}, wenn das Objekt nicht
+	 * gefüllt werden soll.
+	 */
+	protected Color fillColor = DEFAULT_FILLCOLOR;
+
+	/**
+	 * Der aktuelle Farbverlauf des Objektes oder {@code null}, wenn es keinen
+	 * Farbverlauf besitzt.
+	 */
+	protected MultipleGradientPaint fill = null;
+
+
+	// Implementierung Drawable Interface
+
+	/**
+	 * Ob das Objekt angezeigt bzw. gezeichnet werden soll.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn das Objekt angezeigt werden soll,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
+	public boolean isVisible() {
+		return visible;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt das Objekt.
+	 */
+	public void hide() {
+		visible = false;
+	}
+
+	/**
+	 * Zeigt das Objekt an.
+	 */
+	public void show() {
+		visible = true;
+	}
+
+	/**
+	 * Versteckt da Objekt, wenn es derzeit angezeigt wird und zeigt es
+	 * andernfalls an.
+	 */
+	public void toggle() {
+		visible = !visible;
+	}
+
+	public abstract void draw( Graphics2D graphics );
+
+
+	// Implementierung Fillable Interface
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public Paint getFill() {
+		if( fill != null ) {
+			return fill;
+		} else if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
+			return fillColor;
+		} else {
+			return null;
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public boolean hasFillColor() {
+		return fillColor != null;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public boolean hasGradient() {
+		return fill != null;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public Color getFillColor() {
+		return fillColor;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setFillColor( Color color ) {
+		fillColor = color;
+		fill = null;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MultipleGradientPaint getGradient() {
+		return fill;
+	}
+
+
+	// Implementierung Strokeable Interface
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setStroke( Stroke stroke ) {
+		this.stroke = stroke;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public Stroke getStroke() {
+		if( stroke == null ) {
+			stroke = Strokeable.createStroke(strokeType, strokeWeight);
+		}
+		return stroke;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public Color getStrokeColor() {
+		return strokeColor;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setStrokeColor( Color color ) {
+		strokeColor = color;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public double getStrokeWeight() {
+		return strokeWeight;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setStrokeWeight( double weight ) {
+		strokeWeight = weight;
+		this.stroke = null;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public Options.StrokeType getStrokeType() {
+		return strokeType;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
+		strokeType = type;
+		this.stroke = null;
+	}
+
+}

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

@@ -1,5 +1,10 @@
 package schule.ngb.zm;
 
+import java.awt.*;
+import java.awt.geom.AffineTransform;
+import java.awt.geom.Rectangle2D;
+import java.awt.image.ColorModel;
+
 /**
  * Repräsentiert eine Farbe in der Zeichenmaschine.
  * <p>
@@ -9,7 +14,8 @@ 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
@@ -146,7 +152,7 @@ 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);
 	}
 
 	/**
@@ -155,7 +161,7 @@ public class Color {
 	 * @param color
 	 */
 	public Color( Color color ) {
-		this(color.getRed(), color.getGreen(), color.getBlue(), color.getAlpha());
+		this(color.getRGBA(), true);
 	}
 
 	/**
@@ -203,8 +209,7 @@ public class Color {
 	 * @return
 	 */
 	public static Color getRGBColor( int rgba ) {
-		Color c = new Color(rgba, true);
+		return new Color(rgba, true);
-		return c;
 	}
 
 	public static Color getHSBColor( double h, double s, double b ) {
@@ -254,8 +259,6 @@ 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));
@@ -302,12 +305,12 @@ 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_;
 
@@ -463,6 +466,22 @@ public class Color {
 	}
 
 	@Override
+	public PaintContext createContext( ColorModel cm, Rectangle deviceBounds, Rectangle2D userBounds, AffineTransform xform, RenderingHints hints ) {
+		return getJavaColor().createContext(cm, deviceBounds, userBounds, xform, hints);
+	}
+
+	@Override
+	public int getTransparency() {
+		int alpha = getAlpha();
+		if( alpha == 0xff ) {
+			return Transparency.OPAQUE;
+		} else if( alpha == 0 ) {
+			return Transparency.BITMASK;
+		} else {
+			return Transparency.TRANSLUCENT;
+		}
+	}
+
 	/**
 	 * Prüft, ob ein anderes Objekt zu diesem gleich ist.
 	 *
@@ -472,8 +491,11 @@ public class Color {
 	 * @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

@@ -1,23 +1,24 @@
 package schule.ngb.zm;
 
 import schule.ngb.zm.anim.Easing;
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
 import schule.ngb.zm.util.Noise;
 
 import java.awt.Cursor;
 import java.awt.event.KeyEvent;
 import java.awt.event.MouseEvent;
 import java.awt.image.BufferedImage;
+import java.util.Arrays;
 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
@@ -64,53 +65,89 @@ public class Constants {
 	/**
 	 * Patchversion der Zeichenmaschine.
 	 */
-	public static final int APP_VERSION_REV = 22;
+	public static final int APP_VERSION_REV = 31;
 
 	/**
 	 * 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;
 
@@ -410,11 +447,12 @@ public class Constants {
 	 * 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.
@@ -1269,7 +1307,8 @@ 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()
@@ -1278,6 +1317,26 @@ public class Constants {
 		return getRandom().nextGaussian();
 	}
 
+	/**
+	 * Wählt ein zufälliges Element aus dem Array aus.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werten, die zur Auswahl stehen.
+	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 */
+	public static final int choice( int[] values ) {
+		return values[random(0, values.length - 1)];
+	}
+
+	/**
+	 * Wählt ein zufälliges Element aus dem Array aus.
+	 *
+	 * @param values Ein Array mit Werten, die zur Auswahl stehen.
+	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 */
+	public static final double choice( double[] values ) {
+		return values[random(0, values.length - 1)];
+	}
+
 	/**
 	 * Wählt ein zufälliges Element aus dem Array aus.
 	 *
@@ -1289,6 +1348,69 @@ public class Constants {
 		return values[random(0, values.length - 1)];
 	}
 
+	/**
+	 * 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 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.
+	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
+	 */
+	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.
 	 *
@@ -1297,12 +1419,26 @@ public class Constants {
 	 * @param <T> Datentyp der Elemente.
 	 * @return Ein zufälliges Element aus dem Array.
 	 */
-	public static final <T> T[] choice( T[] values, int n ) {
+	public static final <T> T[] choice( T[] values, int n, boolean unique ) {
-		Object[] result = new Object[n];
+		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;
 	}
 
 	/**
@@ -1472,7 +1608,7 @@ public class Constants {
 	}
 
 	public static final double asDouble( char value ) {
-		return (double) value;
+		return value;
 	}
 
 	public static final double asDouble( byte value ) {

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.
+ * {@code Drawable} Objekte können auf eine Zeichenfläche gezeichnet werden. In
- * In der Regel werden sie einmal pro Frame gezeichnet.
+ * 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/Layer.java

@@ -6,19 +6,45 @@ 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.
+ *
+ * Ebenen sind ein zentraler Bestandteil bei der Implementierung einer {@link Zeichenmaschine}.
+ * Es werden
+ * Sie erben von {@code Constants}, damit sie beim
+ */
 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;
 
 
 	public Layer() {
-		this(STD_WIDTH, STD_HEIGHT);
+		this(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
 	}
 
 	public Layer( int width, int height ) {
@@ -33,6 +59,12 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 		return buffer.getHeight();
 	}
 
+	/**
+	 * Ändert die Größe der Ebene auf die angegebene Größe.
+	 *
+	 * @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 ) {
@@ -44,8 +76,13 @@ public abstract class Layer extends Constants implements Drawable, Updatable {
 
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die Ressourcen der Ebene frei.
+	 */
 	public void dispose() {
 		drawing.dispose();
+		drawing = null;
+		buffer = null;
 	}
 
 	/**
@@ -102,14 +139,14 @@ 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);
 		}
 	}
 

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

@@ -36,12 +36,15 @@ public final class Options {
 		INITIALIZING,
 		INITIALIZED,
 		RUNNING,
-		UPDATING,
-		DRAWING,
 		PAUSED,
 		STOPPED,
 		TERMINATED,
-		IDLE
+		QUITING,
+		IDLE,
+		UPDATING,
+		DRAWING,
+		DELAYED,
+		DISPATCHING
 	}
 
 	/**

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

@@ -1,18 +1,24 @@
 package schule.ngb.zm;
 
-import java.awt.Graphics;
+import schule.ngb.zm.layers.DrawableLayer;
-import java.util.LinkedList;
 
+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 ) {
+			List<Updatable> it = List.copyOf(updatables);
-				if( updatable.isActive() ) {
+			for( Updatable u: it ) {
-					updatable.update(delta);
+				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() ) {
+	private class GameLayer extends Layer {
-					drawable.draw(mainLayer.getGraphics());
+
-				}
+		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 +1,229 @@
+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 erfügung zu stellen. Allerdings sollte davon nach
+ * Möglichkeit zugunsten einer einheitlichen API abgesehen werden.
+ * <p>
+ * Das Äquivalent für Füllungen stellt {@link Fillable} dar.
+ */
+public interface Strokeable extends Drawable {
+
+	/**
+	 * Setzt den {@code Stroke} für die Konturlinie direkt.
+	 *
+	 * @param stroke Ein {@code Stroke}-Objekt.
+	 */
+	void setStroke( Stroke stroke );
+
+	/**
+	 * Gibt ein {@code Stroke}-Objekt mit den aktuell gesetzten Eigenschaften
+	 * zurück.
+	 *
+	 * @return Ein {@code Stroke} mit den passenden Kontureigenschaften.
+	 */
+	Stroke getStroke();
+
+	/**
+	 * Gibt an, ob die aktuell gesetzten Eigenschaften eine sichtbare
+	 * Konturlinie erzeugen.
+	 * <p>
+	 * Die Konturlinie gilt als sichtbar, wenn sie eine nicht transparente Farbe
+	 * und eine Dicke größer 0 besitzt.
+	 * <p>
+	 * Das bedeutet, falls die Methode {@code false} zurückgibt, dann kann
+	 * {@link #getStroke()} trotzdem ein gültiges {@link Stroke}-Objekt
+	 * zurückgeben, beispielsweise wenn keine Farbe gesetzt wurde.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Konturlinie sichtbar ist, {@code false}
+	 * 	sonst.
+	 */
+	default boolean hasStroke() {
+		Color strokeColor = getStrokeColor();
+		double strokeWeight = getStrokeWeight();
+		return strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0 && strokeWeight > 0;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Farbe der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die Konturfarbe oder {@code null}.
+	 */
+	Color getStrokeColor();
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Farbe der Konturlinie.
+	 * @see Color
+	 */
+	void setStrokeColor( Color color );
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die angegebene Farbe und setzt die
+	 * Transparenz auf den angegebenen Wert. 0 is komplett durchsichtig und 255
+	 * komplett deckend.
+	 *
+	 * @param color Die neue Farbe der Konturlinie oder {@code null}.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(Color, int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( Color color, int alpha ) {
+		setStrokeColor(new Color(color, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität. 0 entspricht schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( int gray ) {
+		setStrokeColor(gray, gray, gray, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf einen Grauwert mit der angegebenen
+	 * Intensität und dem angegebenen Transparenzwert. Der Grauwert 0 entspricht
+	 * schwarz, 255 entspricht weiß.
+	 *
+	 * @param gray Ein Grauwert zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int)
+	 */
+	default void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
+		setStrokeColor(gray, gray, gray, alpha);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Farbe mit den angegebenen Rot-,
+	 * Grün- und Blauanteilen.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @see Color#Color(int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
+		setStrokeColor(red, green, blue, 255);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Farbe mit den angegebenen Rot-,
+	 * Grün- und Blauanteilen und dem angegebenen Transparenzwert.
+	 *
+	 * @param red Der Rotanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param green Der Grünanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param blue Der Blauanteil der Farbe zwischen 0 und 255.
+	 * @param alpha Ein Transparenzwert zwischen 0 und 25
+	 * @see Color#Color(int, int, int, int)
+	 * @see <a
+	 * 	href="https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum">https://de.wikipedia.org/wiki/RGB-Farbraum</a>
+	 */
+	default void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setStrokeColor(new Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die Kontur der Form.
+	 */
+	default void noStroke() {
+		setStrokeColor(null);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die Standardwerte zurück.
+	 *
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_STROKECOLOR
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_STROKEWEIGHT
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#SOLID
+	 */
+	default void resetStroke() {
+		setStrokeColor(Constants.DEFAULT_STROKECOLOR);
+		setStrokeWeight(Constants.DEFAULT_STROKEWEIGHT);
+		setStrokeType(Constants.SOLID);
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Dicke der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Dicke der Linie.
+	 */
+	double getStrokeWeight();
+
+	/**
+	 * Setzt die Dicke der Konturlinie. Die Dicke muss größer 0 sein. Wird 0
+	 * übergeben, dann wird keine Kontur mehr angezeigt.
+	 *
+	 * @param weight Die Dicke der Konturlinie.
+	 */
+	default void setStrokeWeight( double weight ) {
+		setStroke(createStroke(getStrokeType(), weight));
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Art der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Art der Konturlinie.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	Options.StrokeType getStrokeType();
+
+	/**
+	 * Setzt den Typ der Kontur. Erlaubte Werte sind {@link Constants#DASHED},
+	 * {@link Constants#DOTTED} und {@link Constants#SOLID}.
+	 *
+	 * @param type Eine der möglichen Konturarten.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	default void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
+		setStroke(createStroke(type, getStrokeWeight()));
+	}
+
+	/**
+	 * Hilfsmethode, um ein {@link Stroke} Objekt mit den aktuellen
+	 * Kontureigenschaften zu erstellen. Der aktuelle {@code Stroke} wird
+	 * zwischengespeichert.
+	 *
+	 * @return Ein {@code Stroke} mit den passenden Kontureigenschaften.
+	 */
+	static Stroke createStroke( Options.StrokeType strokeType, double strokeWeight ) {
+		switch( strokeType ) {
+			case DOTTED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND,
+					10.0f, new float[]{1.0f, 5.0f}, 0.0f);
+			case DASHED:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND,
+					10.0f, new float[]{5.0f}, 0.0f);
+			case SOLID:
+			default:
+				return new BasicStroke(
+					(float) strokeWeight,
+					BasicStroke.CAP_ROUND,
+					BasicStroke.JOIN_ROUND);
+		}
+	}
+
+}

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

@@ -1,21 +1,42 @@
 package schule.ngb.zm;
 
 /**
- * Aktualisierbare Objekte können in regelmäßigen Intervallen (meist einmal
+ * {@code Updatable} Objekte können in regelmäßigen Intervallen (meist einmal
- * pro Frame) ihren Zustand update. Diese Änderung kann abhängig vom
+ * 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();
 
 	/**
 	 * 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 );

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.");
@@ -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 +1,269 @@
 package schule.ngb.zm;
 
-// TODO: Auslagern des Frames in diese Klasse (Trennung Swing-GUI/Canvas, Zeichenmaschine und Drawing-Thread)
+import schule.ngb.zm.util.Log;
-public class Zeichenfenster {
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
+
+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.File;
+import java.io.IOException;
+import java.lang.reflect.Method;
+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 {
+
+	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());
+		}
+	}
+
+	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 Anzeigefenster, auf dem die ZM gestartet wurde (muss nicht gleich dem
+	 * Aktuellen sein, wenn das Fenster verschoben wurde).
+	 */
+	private 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();
+			}
+		}
+	};
+
+	private Zeichenleinwand canvas;
+
+	public Zeichenfenster( int width, int height, String title ) {
+		this(new Zeichenleinwand(width, height), title, getGraphicsDevice());
+	}
+
+	public Zeichenfenster( int width, int height, String title, GraphicsDevice displayDevice ) {
+		this(new Zeichenleinwand(width, height), title, displayDevice);
+	}
+
+	public Zeichenfenster( Zeichenleinwand canvas, String title ) {
+		this(canvas, title, getGraphicsDevice());
+	}
+
+	public Zeichenfenster( Zeichenleinwand canvas, String title, GraphicsDevice displayDevice ) {
+		super(Validator.requireNotNull(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 ) {
+				URL iconUrl = Zeichenmaschine.class.getResource("icon_512.png");
+				Image icon = ImageIO.read(iconUrl);
+				// Dock Icon in macOS setzen
+				Taskbar taskbar = Taskbar.getTaskbar();
+				taskbar.setIconImage(icon);
+			} else {
+				ArrayList<Image> icons = new ArrayList<>(4);
+				for( int size = 32; size <= 512; size *= size ) {
+					icons.add(ImageIO.read(new File("icon_" + size + ".png")));
+				}
+
+				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();
+	}
+
+	public GraphicsDevice getDisplayDevice() {
+		return displayDevice;
+	}
+
+	public Rectangle getScreenBounds() {
+		// return GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment().getMaximumWindowBounds();
+		return displayDevice.getDefaultConfiguration().getBounds();
+	}
+
+	public Zeichenleinwand getCanvas() {
+		return canvas;
+	}
+
+	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)
+		);
+	}
+
+	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();
+		}
+	}
+
+	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 +1,14 @@
 package schule.ngb.zm;
 
+import schule.ngb.zm.layers.ColorLayer;
+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.*;
-import java.util.LinkedList;
 
 /**
  * Eine Leinwand ist die Hauptkomponente einer Zeichenmaschine. Sie besteht aus
@@ -20,10 +22,14 @@ import java.util.LinkedList;
  */
 public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 
+	private final Object[] renderLock = new Object[0];
+
 	/**
 	 * Liste der hinzugefügten Ebenen.
 	 */
-	private LinkedList<Layer> layers;
+	private final List<Layer> layers;
+
+	private boolean rendering = false, suspended = false;
 
 	/**
 	 * Erstellt eine neue Zeichenleinwand mit einer festen Größe.
@@ -33,15 +39,49 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 */
 	public Zeichenleinwand( int width, int height ) {
 		super.setSize(width, height);
-		this.setPreferredSize(this.getSize());
+		this.setPreferredSize(getSize());
-		this.setMinimumSize(this.getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
 		this.setBackground(Constants.DEFAULT_BACKGROUND.getJavaColor());
 
-		// Liste der Ebenen initialisieren und die Standardebenen einfügen
+		layers = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());
-		layers = new LinkedList<>();
-		synchronized( layers ) {
-			layers.add(new ColorLayer(width, height, Constants.DEFAULT_BACKGROUND));
 	}
+
+	/**
+	 * 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;
+		}
+	}
+
+	public void resumeRendering() {
+		suspended = false;
 	}
 
 	/**
@@ -56,8 +96,8 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	@Override
 	public void setSize( int width, int height ) {
 		super.setSize(width, height);
-		this.setPreferredSize(this.getSize());
+		this.setPreferredSize(getSize());
-		this.setMinimumSize(this.getSize());
+		this.setMinimumSize(getSize());
 
 		synchronized( layers ) {
 			for( Layer layer : layers ) {
@@ -74,26 +114,23 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 */
 	public void addLayer( Layer layer ) {
 		if( layer != null ) {
-			synchronized( layers ) {
 			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);
@@ -102,7 +139,6 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 			}
 		}
 	}
-	}
 
 	/**
 	 * Gibt die Anzahl der {@link Layer Ebenen} in dieser Leinwand zurück.
@@ -114,19 +150,19 @@ 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() {
+	public List<Layer> getLayers() {
-		return layers;
+		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 +177,16 @@ 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 type Klasse der Ebenen, die abgefragt werden.
-	 * @param <L>
+	 * @param <L> Typ der Ebenen, die abgefragt werden.
 	 * @return Erste Ebene vom angegeben Typ.
 	 */
-	public <L extends Layer> L getLayer( Class<L> clazz ) {
+	public <L extends Layer> L getLayer( Class<L> type ) {
+		synchronized( layers ) {
 			for( Layer layer : layers ) {
-			if( layer.getClass().equals(clazz) ) {
+				if( layer.getClass().equals(type) ) {
-				return clazz.cast(layer);
+					return type.cast(layer);
+				}
 			}
 		}
 		return null;
@@ -159,43 +197,41 @@ 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 type Klasse der Ebenen, die abgefragt werden.
-	 * @param <L>
+	 * @param <L> Typ der Ebenen, die abgefragt werden.
-	 * @return
+	 * @return Eine Liste mit den vorhandenen Ebenen des abgefragten Typs.
 	 */
-	public <L extends Layer> java.util.List<L> getLayers( Class<L> pClazz ) {
+	public <L extends Layer> List<L> getLayers( Class<L> type ) {
 		ArrayList<L> result = new ArrayList<>(layers.size());
+		synchronized( layers ) {
 			for( Layer layer : layers ) {
-			if( layer.getClass().equals(pClazz) ) {
+				if( layer.getClass().equals(type) ) {
-				result.add(pClazz.cast(layer));
+					result.add(type.cast(layer));
+				}
 			}
 		}
 		return result;
 	}
 
 	public boolean removeLayer( Layer pLayer ) {
-		synchronized( layers ) {
 		return layers.remove(pLayer);
 	}
-	}
 
-	public void removeLayers( Layer... pLayers ) {
+	public void removeLayers( Layer... removeLayers ) {
 		synchronized( layers ) {
-			for( Layer layer : pLayers ) {
+			for( Layer layer : removeLayers ) {
 				layers.remove(layer);
 			}
 		}
 	}
 
 	public void clearLayers() {
-		synchronized( layers ) {
 		layers.clear();
 	}
-	}
 
 	public void updateLayers( double delta ) {
 		synchronized( layers ) {
-			for( Layer layer : layers ) {
+			for( Layer layer : List.copyOf(layers) ) {
 				layer.update(delta);
 			}
 		}
@@ -243,11 +279,13 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 	 * Zeigt den aktuellen Inhalt der Zeichenleinwand an.
 	 */
 	public void render() {
+		if( !suspended && isDisplayable() ) {
 			if( getBufferStrategy() == null ) {
 				allocateBuffer();
 			}
 
-		if( isDisplayable() ) {
+			synchronized( renderLock ) {
+				rendering = true;
 				BufferStrategy strategy = this.getBufferStrategy();
 				if( strategy != null ) {
 					do {
@@ -256,7 +294,7 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 							g2d.clearRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
 
 							synchronized( layers ) {
-							for( Layer layer : layers ) {
+								for( Layer layer : List.copyOf(layers) ) {
 									layer.draw(g2d);
 								}
 							}
@@ -274,7 +312,12 @@ public class Zeichenleinwand extends Canvas {
 						// 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/Zeichenmaschine.java

@@ -1,12 +1,14 @@
 package schule.ngb.zm;
 
 import schule.ngb.zm.anim.Animation;
-import schule.ngb.zm.shapes.ShapesLayer;
+import schule.ngb.zm.layers.ColorLayer;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
+import schule.ngb.zm.layers.DrawingLayer;
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
+import schule.ngb.zm.layers.ImageLayer;
+import schule.ngb.zm.layers.ShapesLayer;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
 import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
 
-import javax.imageio.ImageIO;
 import javax.swing.*;
 import javax.swing.event.MouseInputListener;
 import java.awt.*;
@@ -15,7 +17,7 @@ import java.awt.image.BufferedImage;
 import java.io.File;
 import java.io.IOException;
 import java.util.concurrent.*;
-import java.util.logging.Level;
+import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
 
 /**
  * Hauptklasse der Zeichenmaschine.
@@ -24,7 +26,7 @@ import java.util.logging.Level;
  * Die Klasse übernimmt die Initialisierung eines Programmfensters und der
  * nötigen Komponenten.
  */
-// TODO: Refactorings (besonders in Bezug auf Nebenläufigkeit)
+@SuppressWarnings( "unused" )
 public class Zeichenmaschine extends Constants {
 
 	/**
@@ -36,43 +38,6 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 		IN_BLUEJ = System.getProperty("java.class.path").contains("bluej");
 	}
 
-	/**
-	 * 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;
-		}
-	}
-
 	/*
 	 * Objektvariablen, die von Unterklassen benutzt werden können.
 	 */
@@ -110,54 +75,14 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	/**
 	 * Das Zeichenfenster der Zeichenmaschine
 	 */
-	private JFrame frame;
+	protected Zeichenfenster frame;
-
-	/**
-	 * Die Graphics-Umgebung für das aktuelle Fenster.
-	 */
-	private GraphicsEnvironment environment;
-
-	/**
-	 * Das Anzeigefenster, auf dem die ZM gestartet wurde (muss nicht gleich
-	 * dem Aktuellen sein, wenn das Fenster verschoben wurde).
-	 */
-	private GraphicsDevice displayDevice;
-
-	/**
-	 * Speichert, ob die Zeichenmaschine mit {@link #setFullscreen(boolean)}
-	 * in den Vollbildmodus versetzt wurde.
-	 */
-	private boolean fullscreen = false;
-
-	/**
-	 * Höhe und Breite der Zeichenmaschine, bevor sie mit
-	 * {@link #setFullscreen(boolean)} in den Vollbild-Modus versetzt wurde.
-	 * Wird verwendet, um die Fenstergröße wiederherzustellen, sobald der
-	 * Vollbild-Modus verlassen wird.
-	 */
-	private int initialWidth, initialHeight;
-
-	/**
-	 * {@code KeyListener}, um den Vollbild-Modus mit der Escape-Taste zu
-	 * verlassen. Wird von {@link #setFullscreen(boolean)} automatisch
-	 * hinzugefügt und entfernt.
-	 */
-	private KeyListener fullscreenExitListener = new KeyAdapter() {
-		@Override
-		public void keyPressed( KeyEvent e ) {
-			if( e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE ) {
-				// canvas.removeKeyListener(this);
-				setFullscreen(false);
-			}
-		}
-	};
 
 	// Aktueller Zustand der Zeichenmaschine.
 
 	/**
 	 * Zustand der Zeichenmaschine insgesamt
 	 */
-	private Options.AppState state = Options.AppState.INITIALIZING;
+	private Options.AppState state;
 
 	/**
 	 * Zustand des update/draw Threads
@@ -167,7 +92,9 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	/**
 	 * Ob der Zeichenthread noch laufen soll, oder beendet.
 	 */
-	private boolean running = false;
+	private boolean running;
+
+	private boolean terminateImediately = false;
 
 	/**
 	 * Ob die ZM nach dem nächsten Frame pausiert werden soll.
@@ -178,7 +105,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * Ob die ZM bei nicht überschriebener update() Methode stoppen soll,
 	 * oder trotzdem weiterläuft.
 	 */
-	private boolean run_once = true;
+	private final boolean run_once;
 
 	/**
 	 * Aktuelle Frames pro Sekunde der Zeichenmaschine.
@@ -188,23 +115,23 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	/**
 	 * Hauptthread der Zeichenmaschine.
 	 */
-	private Thread mainThread;
+	private final Thread mainThread;
 
 	/**
 	 * Queue für geplante Aufgaben
 	 */
-	private DelayQueue<DelayedTask> taskQueue = new DelayQueue<>();
+	private final DelayQueue<DelayedTask> taskQueue = new DelayQueue<>();
 
 	/**
 	 * Queue für abgefangene InputEvents
 	 */
-	private BlockingQueue<InputEvent> eventQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
+	private final BlockingQueue<InputEvent> eventQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
 
 	/**
 	 * Gibt an, ob nach Ende des Hauptthreads das Programm beendet werden soll,
 	 * oder das Zeichenfenster weiter geöffnet bleibt.
 	 */
-	private boolean quitAfterTeardown = false;
+	private boolean quitAfterShutdown = false;
 
 	// Mauszeiger
 	/**
@@ -255,7 +182,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * @param title Der Titel, der oben im Fenster steht.
 	 */
 	public Zeichenmaschine( String title ) {
-		this(STD_WIDTH, STD_HEIGHT, title, true);
+		this(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT, title, true);
 	}
 
 	/**
@@ -270,7 +197,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * 	Aufruf von {@code draw()}.
 	 */
 	public Zeichenmaschine( String title, boolean run_once ) {
-		this(STD_WIDTH, STD_HEIGHT, title, run_once);
+		this(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT, title, run_once);
 	}
 
 	/**
@@ -311,78 +238,41 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * @param run_once {@code true} beendet die Zeichenmaschine nach einem
 	 * 	Aufruf von {@code draw()}.
 	 */
+	@SuppressWarnings("static-access")
 	public Zeichenmaschine( int width, int height, String title, boolean run_once ) {
 		LOG.info("Starting " + APP_NAME + " " + APP_VERSION);
 
-		// Setzen des "Look&Feel"
+		// Register Cmd+Q on macOS
-		try {
+		if( Constants.MACOS ) {
-			UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
+			System.setProperty("apple.eawt.quitStrategy", "CLOSE_ALL_WINDOWS");
-		} catch( Exception ex ) {
-			LOG.log(Level.SEVERE, "Error setting the look and feel: " + ex.getMessage(), ex);
 		}
 
-		// Wir suchen den Bildschirm, der derzeit den Mauszeiger enthält, um
-		// das Zeichenfenster dort zu zentrieren.
-		java.awt.Point mouseLoc = MouseInfo.getPointerInfo().getLocation();
-		environment = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment();
-		GraphicsDevice[] devices = environment.getScreenDevices();
-		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();
-		}
-
-		// Wir kennen nun den Bildschirm und können die Breite / Höhe abrufen.
-		this.canvasWidth = width;
-		this.canvasHeight = height;
-		java.awt.Rectangle displayBounds = displayDevice.getDefaultConfiguration().getBounds();
-		this.screenWidth = (int) displayBounds.getWidth();
-		this.screenHeight = (int) displayBounds.getHeight();
-
-		// Erstellen des Zeichenfensters
-		frame = new JFrame(displayDevice.getDefaultConfiguration());
-		frame.setTitle(title);
-		frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DO_NOTHING_ON_CLOSE);
-
-		// Das Icon des Fensters ändern
-
-		try {
-			// TODO: Add image sizes
-			ImageIcon icon = new ImageIcon(ImageIO.read(new File("res/icon_64.png")));
-
-			if( MACOS ) {
-				// Dock Icon in macOS setzen
-				Taskbar taskbar = Taskbar.getTaskbar();
-				taskbar.setIconImage(icon.getImage());
-			} else {
-				// Kleines Icon des Frames setzen
-				frame.setIconImage(icon.getImage());
-			}
-		} catch( IOException e ) {
-		}
-
-
 		// Erstellen der Leinwand
 		canvas = new Zeichenleinwand(width, height);
-		frame.add(canvas);
 
-		// Die drei Standardebenen merken, für den einfachen Zugriff aus unterklassen.
+		// Erstellen des Zeichenfensters
+		frame = createFrame(canvas, title);
+
+		// Wir kennen nun den Bildschirm und können die Breite / Höhe abrufen.
+		java.awt.Rectangle canvasBounds = frame.getCanvasBounds();
+		this.canvasWidth = canvasBounds.width;
+		this.canvasHeight = canvasBounds.height;
+		java.awt.Rectangle displayBounds = frame.getScreenBounds();
+		this.screenWidth = displayBounds.width;
+		this.screenHeight = displayBounds.height;
+
+		// Die drei Standardebenen merken, für den einfachen Zugriff aus Unterklassen.
 		background = getBackgroundLayer();
 		drawing = getDrawingLayer();
 		shapes = getShapesLayer();
 
 		// FPS setzen
-		framesPerSecondInternal = STD_FPS;
+		framesPerSecondInternal = DEFAULT_FPS;
 		this.run_once = run_once;
 
 		// Settings der Unterklasse aufrufen, falls das Fenster vor dem Öffnen
 		// verändert werden soll.
-		// TODO: When to call settings?
+		// TODO: (ngb) Wann sollte settings() aufgerufen werden?
 		settings();
 
 		// Listener hinzufügen, um auf Maus- und Tastatureingaben zu hören.
@@ -392,31 +282,28 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 		canvas.addMouseWheelListener(inputListener);
 		canvas.addKeyListener(inputListener);
 
+		/*KeyboardFocusManager.getCurrentKeyboardFocusManager().addKeyEventDispatcher(new KeyEventDispatcher() {
+			@Override
+			public boolean dispatchKeyEvent( KeyEvent e ) {
+				enqueueEvent(e);
+				return false;
+			}
+		});*/
+
 		// Programm beenden, wenn Fenster geschlossen wird
 		frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
 			@Override
 			public void windowClosing( WindowEvent e ) {
-				if( running ) {
+				if( isTerminated() ) {
-					running = false;
-					teardown();
-					cleanup();
-				}
-				// Give the app a minimum amount of time to shut down
-				// then kill it.
-				try {
-					Thread.sleep(5);
-				} catch( InterruptedException ex ) {
-				} finally {
 					quit(true);
+				} else {
+					exitNow();
 				}
 			}
 		});
 
-		// Fenster zusammenbauen, auf dem Bildschirm zentrieren ...
+		// Fenster anzeigen
-		frame.pack();
+		frame.centerFrame();
-		frame.setResizable(false);
-		centerFrame();
-		// ... und anzeigen!
 		frame.setVisible(true);
 
 		// Nach dem Anzeigen kann die Pufferstrategie erstellt werden.
@@ -440,25 +327,28 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 *
 	 * @param title
 	 */
-	// TODO: Implement in conjunction with Zeichenfenster
+	private Zeichenfenster createFrame( Zeichenleinwand c, String title ) {
-	private final Zeichenfenster createFrame( String title ) {
+		while( frame == null ) {
-		return null;
+			try {
+				TaskRunner.invokeLater(() -> {
+					Zeichenfenster.setLookAndFeel();
+					frame = new Zeichenfenster(canvas, title);
+				}).get();
+			} catch( InterruptedException e ) {
+				// Keep waiting
+			} catch( ExecutionException e ) {
+				LOG.error(e, "Error initializing application frame: %s", e.getMessage());
+				throw new RuntimeException(e);
+			}
+		}
+		return frame;
 	}
 
 	/**
 	 * Zentriert das Zeichenfenster auf dem aktuellen Bildschirm.
 	 */
 	public final void centerFrame() {
-		// TODO: Center on current display (not main display by default)
+		frame.centerFrame();
-		// TODO: Position at current BlueJ windows if IN_BLUEJ
-		//frame.setLocationRelativeTo(null);
-		//frame.setLocationRelativeTo(displayDevice.getFullScreenWindow());
-
-		java.awt.Rectangle bounds = displayDevice.getDefaultConfiguration().getBounds();
-		frame.setLocation(
-			(int) (bounds.x + (screenWidth - frame.getWidth()) / 2.0),
-			(int) (bounds.y + (screenHeight - frame.getHeight()) / 2.0)
-		);
 	}
 
 	/**
@@ -475,37 +365,33 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * 	ansonsten deaktiviert.
 	 */
 	public final void setFullscreen( boolean pEnable ) {
-		// See https://docs.oracle.com/javase/tutorial/extra/fullscreen/index.html
+		if( pEnable && !frame.isFullscreen() ) {
-		if( displayDevice.isFullScreenSupported() ) {
+			frame.setFullscreen(true);
-			if( pEnable && !fullscreen ) {
-				// frame.setUndecorated(true);
-				frame.setResizable(false); // Should be set anyway
-				displayDevice.setFullScreenWindow(frame);
-				// Update width / height
-				initialWidth = canvasWidth;
-				initialHeight = canvasHeight;
-				changeSize(screenWidth, screenHeight);
-				// Register ESC as exit fullscreen
-				canvas.addKeyListener(fullscreenExitListener);
 
-				fullscreen = true;
+			canvasWidth = canvas.getWidth();
+			canvasHeight = canvas.getHeight();
+
+			if( frame.isFullscreen() )
 				fullscreenChanged();
-			} else if( !pEnable && fullscreen ) {
+		} else if( !pEnable && frame.isFullscreen() ) {
-				fullscreen = false;
+			frame.setFullscreen(false);
 
-				canvas.removeKeyListener(fullscreenExitListener);
+			canvasWidth = canvas.getWidth();
-				displayDevice.setFullScreenWindow(null);
+			canvasHeight = canvas.getHeight();
-				changeSize(initialWidth, initialHeight);
+
-				frame.pack();
+			if( !frame.isFullscreen() )
-				// frame.setUndecorated(false);
 				fullscreenChanged();
 		}
 	}
-	}
 
+	/**
+	 * Prüft, ob das Zeichenfenster im Vollbild läuft.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn sich das Fesnter im Vollbildmodus befindet,
+	 *    {@code false} sonst.
+	 */
 	public boolean isFullscreen() {
-		Window win = displayDevice.getFullScreenWindow();
+		return frame.isFullscreen();
-		return fullscreen && win != null;
 	}
 
 	/**
@@ -583,14 +469,26 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 		return state == Options.AppState.PAUSED;
 	}
 
+	public final boolean isTerminated() {
+		return state == Options.AppState.TERMINATED;
+	}
+
+	public final boolean isTerminating() {
+		return state == Options.AppState.STOPPED || state == Options.AppState.TERMINATED;
+	}
+
 	/**
 	 * Stoppt die Zeichenmaschine.
 	 * <p>
 	 * Nachdem der aktuelle Frame gezeichnet wurde wechselt die Zeichenmaschine
 	 * in den Zustand {@link Options.AppState#STOPPED} und ruft
-	 * {@link #teardown()} auf. Nachdem {@code teardown()} ausgeführt wurde
+	 * {@link #shutdown()} auf. Nachdem {@code teardown()} ausgeführt wurde
 	 * wechselt der Zustand zu {@link Options.AppState#TERMINATED}. Das
 	 * Zeichenfenster bleibt weiter geöffnet.
+	 * <p>
+	 * Die Zeichenmaschine reagiert in diesem Zustand weiter auf Eingaben,
+	 * allerdings muss die Zeichnung nun manuell mit {@link #redraw()}
+	 * aktualisiert werden.
 	 */
 	public final void stop() {
 		running = false;
@@ -601,7 +499,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * <p>
 	 * Wird nach dem {@link #stop() Stopp} der Zeichenmaschine aufgerufen und
 	 * verbleibende Threads, Tasks, etc. zu stoppen und aufzuräumen. Die
-	 * Äquivalente Methode für Unterklassen ist {@link #teardown()}, die direkt
+	 * Äquivalente Methode für Unterklassen ist {@link #shutdown()}, die direkt
 	 * vor {@code cleanup()} aufgerufen wird.
 	 */
 	private void cleanup() {
@@ -624,7 +522,23 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	public final void exit() {
 		if( running ) {
 			running = false;
-			this.quitAfterTeardown = true;
+			quitAfterShutdown = true;
+		} else {
+			quit(true);
+		}
+	}
+
+	public final void exitNow() {
+		// Do nothing, when already quitting
+		if( state == Options.AppState.QUITING ) {
+			return;
+		}
+
+		if( running ) {
+			running = false;
+			terminateImediately = true;
+			quitAfterShutdown = true;
+			mainThread.interrupt();
 		} else {
 			quit(true);
 		}
@@ -632,6 +546,10 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 
 	/**
 	 * Beendet das Programm vollständig.
+	 * <p>
+	 * Enspricht dem Aufruf {@code quit(true)}.
+	 *
+	 * @see #quit(boolean)
 	 */
 	public final void quit() {
 		//quit(!IN_BLUEJ);
@@ -641,11 +559,21 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	/**
 	 * Beendet das Programm. Falls {@code exit} gleich {@code true} ist, wird
 	 * die komplette VM beendet.
+	 * <p>
+	 * Die Methode sorgt nicht für ein ordnungsgemäßes herunterfahren und
+	 * freigeben aller Ressourcen, da die Zeichenmaschine gegebenenfalls
+	 * geöffnet bleiben und weitere Aufgaben erfüllen soll. Aufrufende Methoden
+	 * sollten dies berücksichtigen.
+	 * <p>
+	 * Soll das Programm vollständig beendet werden, ist es ratsamer
+	 * {@link #exit()} zu verwenden.
 	 *
 	 * @param exit Ob die VM beendet werden soll.
 	 * @see System#exit(int)
 	 */
 	public final void quit( boolean exit ) {
+		state = Options.AppState.QUITING;
+		TaskRunner.invokeLater(() -> {
 			frame.setVisible(false);
 			canvas.dispose();
 			frame.dispose();
@@ -653,28 +581,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 			if( exit ) {
 				System.exit(0);
 			}
-	}
+		});
-
-	/**
-	 * Interne Methode um die Größe der Zeichenfläche zu ändern.
-	 * <p>
-	 * Die Methode berücksichtigt nicht den Zustand des Fensters (z.B.
-	 * Vollbildmodus) und geht davon aus, dass die aufrufende Methode
-	 * sichergestellt hat, dass eine Änderung der Größe der Zeichenfläche
-	 * zulässig und sinnvoll ist.
-	 *
-	 * @param newWidth Neue Breite der Zeichenleinwand.
-	 * @param newHeight Neue Höhe der Zeichenleinwand.
-	 * @see #setSize(int, int)
-	 * @see #setFullscreen(boolean)
-	 */
-	private void changeSize( int newWidth, int newHeight ) {
-		canvasWidth = Math.min(Math.max(newWidth, 100), screenWidth);
-		canvasHeight = Math.min(Math.max(newHeight, 100), screenHeight);
-
-		if( canvas != null ) {
-			canvas.setSize(canvasWidth, canvasHeight);
-		}
 	}
 
 	/**
@@ -685,16 +592,11 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * @see Zeichenleinwand#setSize(int, int)
 	 */
 	public final void setSize( int width, int height ) {
-		if( fullscreen ) {
+		frame.setCanvasSize(width, height);
-			initialWidth = Math.min(Math.max(width, 100), screenWidth);
-			initialHeight = Math.min(Math.max(height, 100), screenHeight);
-			setFullscreen(false);
-		} else {
-			changeSize(width, height);
 
-			//frame.setSize(width, height);
+		java.awt.Rectangle canvasBounds = frame.getCanvasBounds();
-			frame.pack();
+		canvasWidth = canvasBounds.width;
-		}
+		canvasHeight = canvasBounds.height;
 	}
 
 	/**
@@ -952,13 +854,15 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 			return;
 		}
 
-		if( state != Options.AppState.RUNNING ) {
+		if( state == Options.AppState.INITIALIZING ||
+			state == Options.AppState.INITIALIZED ) {
 			LOG.warn("Don't use delay(int) from within settings() or setup().");
 			return;
 		}
 
 		long timer = 0L;
-		if( updateState == Options.AppState.DRAWING ) {
+		if( /*updateState == Options.AppState.DRAWING*/
+			isTerminating() ) {
 			// Falls gerade draw() ausgeführt wird, zeigen wir den aktuellen
 			// Stand der Zeichnung auf der Leinwand an. Die Zeit für das
 			// Rendern wird gemessen und von der Wartezeit abgezogen.
@@ -967,6 +871,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 			timer = System.nanoTime() - timer;
 		}
 
+		Options.AppState oldState = updateState;
 		try {
 			int sub = (int) Math.ceil(timer / 1000000.0);
 
@@ -974,9 +879,12 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 				return;
 			}
 
+			updateState = Options.AppState.DELAYED;
 			Thread.sleep(ms - sub, (int) (timer % 1000000L));
-		} catch( InterruptedException ex ) {
+		} catch( InterruptedException ignored ) {
 			// Nothing
+		} finally {
+			updateState = oldState;
 		}
 	}
 
@@ -1140,7 +1048,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * Spiels oder der Abspann einer Animation angezeigt werden, oder mit
 	 * {@link #saveImage()} die erstellte Zeichnung abgespeichert werden.
 	 */
-	public void teardown() {
+	public void shutdown() {
 		// Intentionally left blank
 	}
 
@@ -1175,18 +1083,20 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	}
 
 	/*
-	 * Mouse handling
+	 * Input handling
 	 */
 	private void enqueueEvent( InputEvent evt ) {
+		if( updateState != Options.AppState.DELAYED ) {
 			eventQueue.add(evt);
+		}
 
-		if( isPaused() ) {
+		if( isPaused() || isTerminated() ) {
 			dispatchEvents();
 		}
 	}
 
 	private void dispatchEvents() {
-		synchronized( eventQueue ) {
+		//synchronized( eventQueue ) {
 		while( !eventQueue.isEmpty() ) {
 			InputEvent evt = eventQueue.poll();
 
@@ -1207,7 +1117,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 					break;
 			}
 		}
-		}
+		//}
 	}
 
 	private void handleKeyEvent( KeyEvent evt ) {
@@ -1245,7 +1155,7 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 			case MouseEvent.MOUSE_RELEASED:
 				mousePressed = false;
 				mouseButton = NOMOUSE;
-				mousePressed(evt);
+				mouseReleased(evt);
 				break;
 			case MouseEvent.MOUSE_DRAGGED:
 				//saveMousePosition(evt);
@@ -1376,9 +1286,9 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 	 * // Next frame has started
 	 * </code></pre>
 	 * <p>
-	 * Die {@link schule.ngb.zm.tasks.FrameSynchronizedTask} implementiert eine
+	 * Die {@link schule.ngb.zm.util.tasks.FrameSynchronizedTask} implementiert
-	 * {@link schule.ngb.zm.tasks.Task}, die sich automatisch auf diese Wiese
+	 * eine {@link schule.ngb.zm.util.tasks.Task}, die sich automatisch auf
-	 * mit dem Zeichenthread synchronisiert.
+	 * diese Wiese mit dem Zeichenthread synchronisiert.
 	 */
 	public static final Object globalSyncLock = new Object[0];
 
@@ -1393,48 +1303,51 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 		public final void run() {
 			// Wait for full initialization before start
 			while( state != Options.AppState.INITIALIZED ) {
-				delay(1);
+				Thread.yield();
 			}
 
 			// ThreadExecutor for the update/draw Thread
 			final UpdateThreadExecutor updateThreadExecutor = new UpdateThreadExecutor();
 
-			// start of thread in ms
+			// Start des Thread in ms
 			final long start = System.currentTimeMillis();
-			// current time in ns
+			// Aktuelle Zeit in ns
-			long beforeTime = System.nanoTime();
+			long beforeTime;
 			long updateBeforeTime = System.nanoTime();
-			// store for deltas
+			// Speicher für Änderung
 			long overslept = 0L;
-			// internal counters for tick and runtime
+			// Interne Zähler für tick und runtime
 			int _tick = 0;
-			long _runtime = 0;
+			long _runtime;
-			// public counters for access by subclasses
+			// Öffentliche Zähler für Unterklassen
 			tick = 0;
 			runtime = 0;
 
-			// call setup of subclass and wait
+			// setup() der Unterklasse aufrufen
 			setup();
 
+			// Alles startklar ...
 			state = Options.AppState.RUNNING;
 			while( running ) {
-				// delta in seconds
+				// Aktuelle Zeit in ns merken
 				beforeTime = System.nanoTime();
 
+				// Mausposition einmal pro Frame merken
 				saveMousePosition(mouseEvent);
 
 				if( state != Options.AppState.PAUSED ) {
-					//handleUpdate(delta);
+					// update() und draw() der Unterklasse werden in einem
-					//handleDraw();
+					// eigenen Thread ausgeführt, aber der Zeichenthread
-
+					// wartet, bis der Thread fertig ist. Außer die Unterklasse
-					// Update and draw are executed in a new thread,
+					// ruft delay() auf und lässt den Thread eine länger Zeit
-					// but we wait for them to finish unless the user
+					// schlafen. Dann wird der nächst Frame vorzeitig gerendert,
-					// did call any blocking method, that would also block
+					// bis der update-Thread wieder bereit ist. Dadurch können
-					// rendering of new frames.
+					// nebenläufige Aufgaben (z.B. Animationen) weiterlaufen.
 					if( !updateThreadExecutor.isRunning() ) {
 						delta = (System.nanoTime() - updateBeforeTime) / 1000000000.0;
 						updateBeforeTime = System.nanoTime();
 
+						// uddate()/draw() ausführen
 						updateThreadExecutor.execute(() -> {
 							if( state == Options.AppState.RUNNING
 								&& updateState == Options.AppState.IDLE ) {
@@ -1446,10 +1359,11 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 								// Call to draw()
 								updateState = Options.AppState.DRAWING;
 								Zeichenmaschine.this.draw();
-								updateState = Options.AppState.IDLE;
+								updateState = Options.AppState.DISPATCHING;
 								// Send latest input events after finishing draw
 								// since these may also block
 								dispatchEvents();
+								updateState = Options.AppState.IDLE;
 							}
 						});
 					}
@@ -1458,16 +1372,21 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 					while( updateThreadExecutor.isRunning()
 						&& !updateThreadExecutor.isWaiting() ) {
 						Thread.yield();
+
+						if( Thread.interrupted() ) {
+							running = false;
+							terminateImediately = true;
+							break;
+						}
 					}
 
 					// Display the current buffer content
-					if( canvas != null ) {
+					if( canvas != null && frame.isDisplayable() ) {
 						canvas.render();
 						// canvas.invalidate();
 						// frame.repaint();
 					}
 
-
 					// dispatchEvents();
 				}
 
@@ -1510,41 +1429,27 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 					pause_pending = false;
 				}
 			}
-			// Shutdown the updateThreads
-			updateThreadExecutor.shutdownNow();
 			state = Options.AppState.STOPPED;
+			// Shutdown the updateThread
+			while( !terminateImediately && updateThreadExecutor.isRunning() ) {
+				Thread.yield();
+			}
+			updateThreadExecutor.shutdownNow();
 
 			// Cleanup
-			teardown();
+			shutdown();
 			cleanup();
 			state = Options.AppState.TERMINATED;
 
-			if( quitAfterTeardown ) {
+			if( quitAfterShutdown ) {
 				quit();
 			}
 		}
 
-		public void handleUpdate( double delta ) {
-			if( state == Options.AppState.RUNNING ) {
-				state = Options.AppState.UPDATING;
-				update(delta);
-				canvas.updateLayers(delta);
-				state = Options.AppState.RUNNING;
-			}
-		}
-
-		public void handleDraw() {
-			if( state == Options.AppState.RUNNING ) {
-				state = Options.AppState.DRAWING;
-				draw();
-				state = Options.AppState.RUNNING;
-			}
-		}
-
 	}
 
 	// TODO: Remove
-	class DelayedTask implements Delayed {
+	static class DelayedTask implements Delayed {
 
 		long startTime; // in ms
 
@@ -1633,25 +1538,42 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 
 	}
 
+	// TODO: (ngb) exception handling when update/draw throws ex
 	class UpdateThreadExecutor extends ThreadPoolExecutor {
 
 		private Thread updateThread;
 
-		private boolean running = false, waiting = false;
+		private boolean running = false;
 
 		public UpdateThreadExecutor() {
 			super(1, 1, 0L,
-				TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
+				TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(),
+				new ThreadFactory() {
+					private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
+					@Override
+					public Thread newThread( Runnable r ) {
+						Thread t = new Thread(mainThread.getThreadGroup(), r,
+							"updateThread-" + threadNumber.getAndIncrement(),
+							0);
+						t.setDaemon(true);
+						return t;
+					}
+				});
 			updateState = Options.AppState.IDLE;
 		}
 
+		@Override
+		public void execute( Runnable command ) {
+			running = true;
+			super.execute(command);
+		}
+
 		@Override
 		protected void beforeExecute( Thread t, Runnable r ) {
-			// We store the one Thread this Executor holds
+			// We store the one Thread this Executor holds,
 			// but it might change if a new Thread needed to be spawned
 			// due to en error.
 			updateThread = t;
-			running = true;
 		}
 
 		@Override
@@ -1682,7 +1604,9 @@ public class Zeichenmaschine extends Constants {
 		 * @return
 		 */
 		public boolean isWaiting() {
-			return running && updateThread.getState() == Thread.State.TIMED_WAITING;
+			//return running && updateThread.getState() == Thread.State.TIMED_WAITING;
+			//return running && updateThread != null && updateThread.getState() == Thread.State.TIMED_WAITING;
+			return running && updateThread != null && updateState == Options.AppState.DELAYED;
 		}
 
 	}

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.util.Validator;
-import schule.ngb.zm.tasks.FrameSynchronizedTask;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
 
 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);
 	}
 
 	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);
 	}
 
 	public int getRuntime() {
@@ -58,17 +57,17 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	public final void start() {
 		this.initialize();
-		elapsed_time = 0;
+		elapsedTime = 0;
 		running = true;
 		finished = false;
-		interpolate(easing.applyAsDouble(0.0));
+		animate(easing.applyAsDouble(0.0));
 		initializeEventDispatcher().dispatchEvent("start", this);
 	}
 
 	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);
@@ -84,11 +83,7 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	public final void await() {
 		while( !finished ) {
-			try {
+			Thread.yield();
-				Thread.sleep(1);
-			} catch( InterruptedException ex ) {
-				// Keep waiting
-			}
 		}
 	}
 
@@ -99,16 +94,16 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 
 	@Override
 	public void update( double delta ) {
-		elapsed_time += (int) (delta * 1000);
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
-		if( elapsed_time > runtime )
+		if( elapsedTime > runtime )
-			elapsed_time = 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(easing.applyAsDouble(t));
 		}
 	}
 
@@ -123,9 +118,10 @@ public abstract class Animation<T> implements Updatable {
 	 * e = Constants.limit(e, 0, 1);
 	 * </code></pre>
 	 *
-	 * @param e
+	 * @param e Fortschritt der Animation nachdem die Easingfunktion angewandt
+	 * 	wurde.
 	 */
-	public abstract void interpolate( double e );
+	public abstract void animate( double e );
 
 	EventDispatcher<Animation, AnimationListener> eventDispatcher;
 

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

@@ -19,8 +19,8 @@ public class AnimationFacade<S> extends Animation<S> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	public void animate( double e ) {
-		anim.interpolate(e);
+		anim.animate(e);
 	}
 
 	@Override

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

@@ -1,76 +1,116 @@
 package schule.ngb.zm.anim;
 
-import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+import java.util.Collection;
-
+import java.util.List;
-import java.util.Arrays;
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
-public class AnimationGroup extends Animation<Shape> {
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class AnimationGroup<T> extends Animation<T> {
 
-	Animation<? extends Shape>[] anims;
+	List<Animation<T>> anims;
-
-	private boolean overrideRuntime = false;
 
 
-	public AnimationGroup( DoubleUnaryOperator easing, Animation<? extends Shape>... anims ) {
+	private boolean overrideEasing = false;
-		super(easing);
-		this.anims = anims;
 
-		int maxRuntime = Arrays.stream(this.anims).mapToInt((a) -> a.getRuntime()).reduce(0, Integer::max);
+	private int overrideRuntime = -1;
-		setRuntime(maxRuntime);
+
+	private int lag = 0;
+
+	private int active = 0;
+
+	public AnimationGroup( Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, -1, null, anims);
 	}
 
-	public AnimationGroup( int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Animation<? extends Shape>... anims ) {
+	public AnimationGroup( int lag, Collection<Animation<T>> anims ) {
-		super(runtime, easing);
+		this(lag, -1, null, anims);
-		this.anims = anims;
+	}
-		overrideRuntime = true;
+
+	public AnimationGroup( DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(0, -1, easing, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( int lag, DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		this(lag, -1, easing, anims);
+	}
+
+	public AnimationGroup( int lag, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, Collection<Animation<T>> anims ) {
+		super();
+
+		this.anims = List.copyOf(anims);
+		this.lag = lag;
+
+		if( easing != null ) {
+			this.easing = easing;
+			overrideEasing = true;
+		}
+
+		if( runtime > 0 ) {
+			this.runtime = anims.size() * lag + runtime;
+			this.overrideRuntime = runtime;
+		} else {
+			this.runtime = 0;
+			for( int i = 0; i < this.anims.size(); i++ ) {
+				if( i * lag + this.anims.get(i).getRuntime() > this.runtime ) {
+					this.runtime = i * lag + this.anims.get(i).getRuntime();
+				}
+			}
+		}
 	}
 
 	@Override
-	public Shape getAnimationTarget() {
+	public T getAnimationTarget() {
-		return null;
+		for( Animation<T> anim : anims ) {
+			if( anim.isActive() ) {
+				return anim.getAnimationTarget();
+			}
+		}
+		return anims.get(anims.size() - 1).getAnimationTarget();
 	}
 
 	@Override
 	public void update( double delta ) {
-		if( overrideRuntime ) {
+		elapsedTime += (int) (delta * 1000);
-			synchronized( anims ) {
+		// Animation is done. Stop all Animations.
-				for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
+		if( elapsedTime > runtime ) {
-					if( anim.isActive() ) {
+			for( int i = 0; i < anims.size(); i++ ) {
-						anim.update(delta);
+				if( anims.get(i).isActive() ) {
+					anims.get(i).elapsedTime = anims.get(i).runtime;
+					anims.get(i).stop();
 				}
 			}
+			running = false;
+			this.stop();
 		}
+
+		while( active < anims.size() && elapsedTime >= active * lag ) {
+			anims.get(active).start();
+			active += 1;
+		}
+
+		for( int i = 0; i < active; i++ ) {
+			double t = 0.0;
+			if( overrideRuntime > 0 ) {
+				t = (double) (elapsedTime - i*lag) / (double) overrideRuntime;
 			} else {
-			super.update(delta);
+				t = (double) (elapsedTime - i*lag) / (double) anims.get(i).getRuntime();
-		}
 			}
 
-	@Override
+			if( t >= 1.0 ) {
-	public void interpolate( double e ) {
+				anims.get(i).elapsedTime = anims.get(i).runtime;
-		synchronized( anims ) {
+				anims.get(i).stop();
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
+			} else {
-				anim.interpolate(e);
+				double e = overrideEasing ?
+					easing.applyAsDouble(t) :
+					anims.get(i).easing.applyAsDouble(t);
+
+				anims.get(i).animate(e);
 			}
 		}
 	}
 
 	@Override
-	public void initialize() {
+	public void animate( double e ) {
-		synchronized( anims ) {
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-				anim.initialize();
-			}
-		}
-	}
-
-	@Override
-	public void finish() {
-		synchronized( anims ) {
-			for( Animation<? extends Shape> anim: anims ) {
-				anim.finish();
-			}
-		}
 	}
 
 }

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/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.util.tasks.FramerateLimitedTask;
-import schule.ngb.zm.tasks.FramerateLimitedTask;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
-import schule.ngb.zm.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 ) {
@@ -124,31 +125,33 @@ 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)));
+		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 ) {
+	public static final <T, R> Future<T> play( 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)));
+		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 ) {
+	public static final <T> T playAndWait( T target, int runtime, DoubleUnaryOperator easing, DoubleConsumer stepper ) {
-		Future<T> future = animate(target, runtime, easing, 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 ) {
+	public static <T> Animation<T> playAndWait( Animation<T> animation ) {
-		Future<Animation<T>> future = animate(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 +1,39 @@
+package schule.ngb.zm.anim;
+
+
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Vector;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
+
+import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
+
+public class CircleAnimation extends Animation<Shape> {
+
+	private Shape object;
+
+	private double centerx, centery, radius, startangle;
+
+	public CircleAnimation( Shape target, double cx, double cy, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
+		super(runtime, easing);
+		object = target;
+		centerx = cx;
+		centery = cy;
+		Vector vec = new Vector(target.getX(), target.getY()).sub(cx, cy);
+		startangle = vec.heading();
+		radius = vec.length();
+	}
+
+	@Override
+	public Shape getAnimationTarget() {
+		return object;
+	}
+
+	@Override
+	public void animate( double e ) {
+		double angle = startangle + Constants.radians(Constants.interpolate(0, 360, e));
+		double x = centerx + radius * Constants.cos(angle);
+		double y = centery + radius * Constants.sin(angle);
+		object.moveTo(x, y);
+	}
+
+}

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

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

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

@@ -36,7 +36,7 @@ public class FadeAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	public void animate( double e ) {
 		object.setFillColor(new Color(fill, (int) Constants.interpolate(fillAlpha, tAlpha, e)));
 		object.setStrokeColor(new Color(stroke, (int) Constants.interpolate(strokeAlpha, tAlpha, e)));
 	}

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

@@ -26,7 +26,7 @@ public class FillAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	public void animate( double e ) {
 		object.setFillColor(Color.interpolate(oFill, tFill, 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

@@ -31,7 +31,7 @@ public class MoveAnimation extends Animation<Shape> {
 	}
 
 	@Override
-	public void interpolate( double e ) {
+	public void animate( double e ) {
 		object.setX(Constants.interpolate(oX, tX, e));
 		object.setY(Constants.interpolate(oY, tY, e));
 	}

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

@@ -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/layers/ColorLayer.java

@@ -0,0 +1,147 @@
+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();
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setSize( int width, int height ) {
+		super.setSize(width, height);
+		clear();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Hintergrundfarbe der Ebene zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Hintergrundfarbe.
+	 */
+	public Color getColor() {
+		return color;
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Ebene neu.
+	 *
+	 * @param color Die neue Hintergrundfarbe.
+	 */
+	public void setColor( Color color ) {
+		this.color = color;
+		this.background = color.getJavaColor();
+		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));
+	}
+
+	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);
+	}
+
+	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();
+	}
+
+	public void setGradient( Color from, Color to ) {
+		setGradient(getWidth() * .5, getHeight() * .5, Math.min(getWidth() * .5, getHeight() * .5), from, to);
+	}
+
+	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();
+	}
+
+	@Override
+	public void clear() {
+		drawing.setPaint(background);
+		drawing.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
+	}
+
+}

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

@@ -0,0 +1,109 @@
+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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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/DrawingLayer.java

@@ -0,0 +1,813 @@
+package schule.ngb.zm.layers;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.Options;
+import schule.ngb.zm.Fillable;
+import schule.ngb.zm.Strokeable;
+import schule.ngb.zm.shapes.Text;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import java.awt.*;
+import java.awt.geom.*;
+import java.util.Stack;
+
+/**
+ * Eine Ebene auf der direkt gezeichnet werden kann.
+ * <p>
+ * Ein {@code DrawingLayer} ist eine der drei Standardebenen der
+ * {@link schule.ngb.zm.Zeichenmaschine}.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class DrawingLayer extends Layer implements Strokeable, Fillable {
+
+	/**
+	 * Wiederverwendbarer Speicher für eine Linie.
+	 */
+	protected Line2D.Double line = new Line2D.Double();
+
+	/**
+	 * Wiederverwendbarer Speicher für eine Ellipse.
+	 */
+	protected Ellipse2D.Double ellipse = new Ellipse2D.Double();
+
+	/**
+	 * Wiederverwendbarer Speicher für ein Rechteck.
+	 */
+	protected Rectangle2D.Double rect = new Rectangle2D.Double();
+
+	/**
+	 * Wiederverwendbarer Speicher für einen Kreisbogen.
+	 */
+	protected Arc2D.Double arc = new Arc2D.Double();
+
+	/**
+	 * Wiederverwendbarer Speicher für einen Pfad.
+	 */
+	protected Path2D.Double path = new Path2D.Double();
+
+	/**
+	 * Ob ein individueller Pfad gestartet wurde.
+	 */
+	private boolean pathStarted = false;
+
+	/**
+	 * Stapel für zwischengespeicherte Transformationsmatrizen.
+	 */
+	private final Stack<AffineTransform> transformStack;
+	// private FontMetrics fontMetrics;
+
+	/**
+	 * Eine Shape, an die die Methoden für Farben und Konturlinien delegiert
+	 * werden.
+	 */
+	private schule.ngb.zm.shapes.Text shapeDelegate;
+
+	private final Stack<schule.ngb.zm.shapes.Text> styleStack;
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Ebene in der Standardgröße.
+	 */
+	public DrawingLayer() {
+		super();
+		transformStack = new Stack<>();
+		transformStack.push(new AffineTransform());
+		// fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
+
+		styleStack = new Stack<>();
+		resetStyle();
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt eine Ebene mit der angegebenen Größe.
+	 *
+	 * @param width Die Breite der Ebene.
+	 * @param height Die Höhe der Ebene.
+	 */
+	public DrawingLayer( int width, int height ) {
+		super(width, height);
+		transformStack = new Stack<>();
+		transformStack.push(new AffineTransform());
+		// fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
+
+		styleStack = new Stack<>();
+		resetStyle();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Füllfarbe zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Füllfarbe.
+	 */
+	public Color getFillColor() {
+		return shapeDelegate.getFillColor();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Füllfarbe oder {@code null}.
+	 * @see Color
+	 */
+	public void setFillColor( Color color ) {
+		shapeDelegate.setFillColor(color);
+		drawing.setPaint(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)
+	 */
+	public 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)
+	 */
+	public 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)
+	 */
+	public 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>
+	 */
+	public 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>
+	 */
+	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setFillColor(new schule.ngb.zm.Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die Füllung der Form.
+	 */
+	public void noFill() {
+		shapeDelegate.noFill();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Füllfarbe auf den Standardwert zurück.
+	 *
+	 * @see schule.ngb.zm.Constants#DEFAULT_FILLCOLOR
+	 */
+	public void resetFill() {
+		shapeDelegate.resetFill();
+	}
+
+	@Override
+	public void setFill( Paint fill ) {
+		shapeDelegate.setFill(fill);
+	}
+
+	@Override
+	public Paint getFill() {
+		return shapeDelegate.getFill();
+	}
+
+	/**
+	 * 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.
+	 */
+	public void setGradient( double fromX, double fromY, Color from, double toX, double toY, Color to ) {
+		shapeDelegate.setGradient(fromX, fromY, from, toX, toY, 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.
+	 */
+	public void setGradient( double centerX, double centerY, double radius, Color from, Color to ) {
+		shapeDelegate.setGradient(centerX, centerY, radius, from, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to, Options.Direction dir ) {
+		Point2D.Double anchorPoint = schule.ngb.zm.shapes.Shape.getAnchorPoint(getWidth(), getHeight(), dir);
+		Point2D.Double inversePoint = schule.ngb.zm.shapes.Shape.getAnchorPoint(getWidth(), getHeight(), dir.inverse());
+		shapeDelegate.setGradient(inversePoint.x, inversePoint.y, from, anchorPoint.x, anchorPoint.y, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to ) {
+		shapeDelegate.setGradient(getWidth()/2.0, getHeight()/2.0, min(getWidth(), getHeight())/2.0, from, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt den Farbverlauf von der Form.
+	 */
+	public void noGradient() {
+		shapeDelegate.noGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setStroke( Stroke stroke ) {
+		shapeDelegate.setStroke(stroke);
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Farbe der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die Konturfarbe oder {@code null}.
+	 */
+	public Color getStrokeColor() {
+		return shapeDelegate.getStrokeColor();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die Farbe der Konturlinie auf die angegebene Farbe.
+	 *
+	 * @param color Die neue Farbe der Konturlinie.
+	 * @see Color
+	 */
+	public void setStrokeColor( Color color ) {
+		shapeDelegate.setStrokeColor(color);
+		drawing.setPaint(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)
+	 */
+	public 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)
+	 */
+	public 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)
+	 */
+	public 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>
+	 */
+	public 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>
+	 */
+	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		setStrokeColor(new schule.ngb.zm.Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	/**
+	 * Entfernt die Kontur der Form.
+	 */
+	public void noStroke() {
+		shapeDelegate.noStroke();
+	}
+
+	/**
+	 * 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
+	 */
+	public void resetStroke() {
+		shapeDelegate.resetStroke();
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Dicke der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Dicke der Linie.
+	 */
+	public double getStrokeWeight() {
+		return shapeDelegate.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.
+	 */
+	public void setStrokeWeight( double weight ) {
+		shapeDelegate.setStrokeWeight(weight);
+		drawing.setStroke(shapeDelegate.getStroke());
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Art der Konturlinie zurück.
+	 *
+	 * @return Die aktuelle Art der Konturlinie.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	public Options.StrokeType getStrokeType() {
+		return shapeDelegate.getStrokeType();
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt den Typ der Kontur. Erlaubte Werte sind {@link #DASHED},
+	 * {@link #DOTTED} und {@link #SOLID}.
+	 *
+	 * @param type Eine der möglichen Konturarten.
+	 * @see Options.StrokeType
+	 */
+	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
+		shapeDelegate.setStrokeType(type);
+	}
+
+	@Override
+	public Stroke getStroke() {
+		return shapeDelegate.getStroke();
+	}
+
+	public void setAnchor( Options.Direction anchor ) {
+		shapeDelegate.setAnchor(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 schule.ngb.zm.Color(red, green, blue, alpha));
+	}
+
+	public void clear( schule.ngb.zm.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 ) {
+		line.setLine(x1, y1, x2, y2);
+		drawShape(line);
+	}
+
+	public void pixel( double x, double y ) {
+		buffer.setRGB((int) x, (int) y, shapeDelegate.getFontColor().getRGBA());
+	}
+
+	public void square( double x, double y, double w ) {
+		rect(x, y, w, w, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	public void rect( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
+		Point2D.Double anchorPoint = this.getOriginPoint(x, y, w, h, anchor);
+		rect.setRect(anchorPoint.getX(), anchorPoint.getY(), w, h);
+		fillShape(rect);
+		drawShape(rect);
+	}
+
+	public void point( double x, double y ) {
+		ellipse(x - 1, y - 1, 2, 2, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	public void circle( double x, double y, double r ) {
+		ellipse(x, y, r + r, r + r, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	public void ellipse( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
+		Point2D.Double anchorPoint = getOriginPoint(x, y, w, h, anchor);
+		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 = getOriginPoint(x, y, w, h, CENTER);
+		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 = getOriginPoint(x, y, d, d, CENTER);
+		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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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 = getOriginPoint(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);
+	}
+
+	protected void fillShape( Shape shape ) {
+		if( shapeDelegate.getFill() != null ) {
+			drawing.setPaint(shapeDelegate.getFill());
+			drawing.fill(shape);
+		}
+	}
+
+	protected void drawShape( Shape shape ) {
+		if( shapeDelegate.hasStroke() ) {
+			drawing.setColor(shapeDelegate.getStrokeColor().getJavaColor());
+			drawing.setStroke(shapeDelegate.getStroke());
+			drawing.draw(shape);
+		}
+	}
+
+	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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	public void image( Image image, double x, double y, double scale ) {
+		image(image, x, y, scale, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	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 = getOriginPoint(x, y, neww, newh, anchor);
+			drawing.drawImage(image, (int) anchorPoint.x, (int) anchorPoint.y, (int) neww, (int) newh, null);
+		}
+	}
+
+	public Font getFont() {
+		return shapeDelegate.getFont();
+	}
+
+	public void setFont( Font newFont ) {
+		shapeDelegate.setFont(newFont);
+		// fontMetrics = drawing.getFontMetrics();
+	}
+
+	public void setFont( String fontName ) {
+		shapeDelegate.setFont(fontName);
+	}
+
+	public void setFont( String fontName, int size ) {
+		shapeDelegate.setFont(fontName, size);
+	}
+
+	public void setFont( String fontName, int size, int style ) {
+		shapeDelegate.setFont(fontName, size, style);
+	}
+
+	public double getFontSize() {
+		return shapeDelegate.getFontSize();
+	}
+
+	public void setFontSize( double size ) {
+		shapeDelegate.setFontSize(size);
+	}
+
+	public void text( String text, double x, double y ) {
+		text(text, x, y, shapeDelegate.getAnchor());
+	}
+
+	public void text( String text, double x, double y, Options.Direction anchor ) {
+		drawing.setFont(shapeDelegate.getFont());
+		FontMetrics fm = drawing.getFontMetrics();
+		Point2D.Double anchorPoint = getOriginPoint(x, y + fm.getAscent(), fm.stringWidth(text), fm.getHeight(), anchor);
+
+		drawing.drawString(text, (float) anchorPoint.x, (float) anchorPoint.y);
+	}
+
+	/**
+	 * Berechnet den Ursprung einer zu zeichnenden Form, wenn der angegebene
+	 * Ankerpunkt zugrunde gelegt wird.
+	 * <p>
+	 * Der Ursprung einer Form liegt immer oben links. Eine Form an den
+	 * Koordinaten {@code (300, 300)} und den Abmessungen {@code (100, 50)}
+	 * würde für den Anker {@link Options.Direction#NORTHWEST} also den Ursprung
+	 * {@code (300, 300)} haben. Für den Anker {@link Options.Direction#CENTER}
+	 * wäre der Ursprung zu den Koordinaten um die hälfte der Abmessungen nach
+	 * links und oben verschoben bei {@code (250, 275)}. Beim Zeichnen liegen
+	 * die Koordinaten {@code (300, 300)} dann in der Mitte der Form.
+	 *
+	 * @param x x-Koordinate des umgebenden Rechtecks.
+	 * @param y y-Koordinate des umgebenden Rechtecks.
+	 * @param w Breite des umgebenden Rechtecks.
+	 * @param h Höhe des umgebenden Rechtecks.
+	 * @param anchor Zu verendender Anker.
+	 * @return Der Ursprung des umgebenden Rechtecks.
+	 */
+	protected Point2D.Double getOriginPoint( double x, double y, double w, double h, Options.Direction anchor ) {
+		Point2D.Double ap = schule.ngb.zm.shapes.Shape.getAnchorPoint(w, h, anchor);
+		ap.x = x - ap.x;
+		ap.y = y - ap.y;
+		return ap;
+	}
+
+	public void pushStyle() {
+		styleStack.push(shapeDelegate);
+		shapeDelegate = new Text(shapeDelegate);
+	}
+
+	public void popStyle() {
+		if( styleStack.isEmpty() ) {
+			resetStyle();
+		} else {
+			shapeDelegate = styleStack.pop();
+		}
+	}
+
+	public void resetStyle() {
+		Text newDelegate = new Text(0, 0, "");
+		newDelegate.setFillColor(DEFAULT_FILLCOLOR);
+		newDelegate.setStrokeColor(DEFAULT_STROKECOLOR);
+		if( shapeDelegate != null ) {
+			newDelegate.setAnchor(shapeDelegate.getAnchor());
+		}
+		shapeDelegate = newDelegate;
+	}
+
+	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 rotate( double pAngle, double centerX, double centerY ) {
+		drawing.rotate(Math.toRadians(pAngle), centerX, centerY);
+	}
+
+	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/layers/ImageLayer.java

@@ -1,10 +1,12 @@
-package schule.ngb.zm;
+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;
 
-import schule.ngb.zm.util.ImageLoader;
+@SuppressWarnings( "unused" )
-
 public class ImageLayer extends Layer {
 
 	protected Image image;

src/main/java/schule/ngb/zm/layers/Shape2DLayer.java

@@ -1,45 +1,53 @@
-package schule.ngb.zm;
+package schule.ngb.zm.layers;
 
-import java.awt.*;
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Layer;
+import schule.ngb.zm.Options;
+
+import java.awt.BasicStroke;
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.Shape;
+import java.awt.Stroke;
 import java.util.LinkedList;
 
+@SuppressWarnings( "unused" )
 public final class Shape2DLayer extends Layer {
 
-	protected Color strokeColor = STD_STROKECOLOR;
+	private schule.ngb.zm.Color strokeColor = DEFAULT_STROKECOLOR;
 
-	protected Color fillColor = STD_FILLCOLOR;
+	private schule.ngb.zm.Color fillColor = DEFAULT_FILLCOLOR;
 
-	protected double strokeWeight = STD_STROKEWEIGHT;
+	private double strokeWeight = DEFAULT_STROKEWEIGHT;
 
-	protected Options.StrokeType strokeType = SOLID;
+	private Options.StrokeType strokeType = SOLID;
 
-	private LinkedList<java.awt.Shape> shapes;
+	private final LinkedList<java.awt.Shape> shapes;
 
 	private boolean instantDraw = false;
 
 	public Shape2DLayer() {
 		super();
-		shapes = new LinkedList<java.awt.Shape>();
+		shapes = new LinkedList<>();
 	}
 
 	public Shape2DLayer( boolean instantDraw ) {
 		super();
-		shapes = new LinkedList<java.awt.Shape>();
+		shapes = new LinkedList<>();
 		this.instantDraw = instantDraw;
 	}
 
 	public Shape2DLayer( int width, int height ) {
 		super(width, height);
-		shapes = new LinkedList<java.awt.Shape>();
+		shapes = new LinkedList<>();
 	}
 
 	public Shape2DLayer( int width, int height, boolean instantDraw ) {
 		super(width, height);
-		shapes = new LinkedList<java.awt.Shape>();
+		shapes = new LinkedList<>();
 		this.instantDraw = instantDraw;
 	}
 
-	public Color getFillColor() {
+	public schule.ngb.zm.Color getFillColor() {
 		return fillColor;
 	}
 
@@ -47,7 +55,7 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 		setFillColor(gray, gray, gray, 255);
 	}
 
-	public void setFillColor( Color pColor ) {
+	public void setFillColor( schule.ngb.zm.Color pColor ) {
 		fillColor = pColor;
 		drawing.setColor(pColor.getJavaColor());
 	}
@@ -65,10 +73,10 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 	}
 
 	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
-		setFillColor(new Color(red, green, blue, alpha));
+		setFillColor(new schule.ngb.zm.Color(red, green, blue, alpha));
 	}
 
-	public Color getStrokeColor() {
+	public schule.ngb.zm.Color getStrokeColor() {
 		return strokeColor;
 	}
 
@@ -76,7 +84,7 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 		setStrokeColor(gray, gray, gray, 255);
 	}
 
-	public void setStrokeColor( Color pColor ) {
+	public void setStrokeColor( schule.ngb.zm.Color pColor ) {
 		strokeColor = pColor;
 		drawing.setColor(pColor.getJavaColor());
 	}
@@ -102,7 +110,7 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 		drawing.setStroke(createStroke());
 	}
 
-	protected Stroke createStroke() {
+	private Stroke createStroke() {
 		switch( strokeType ) {
 			case DOTTED:
 				return new BasicStroke(
@@ -149,7 +157,7 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 	}
 
 	@Override
-	public void draw( Graphics2D pGraphics ) {
+	public void draw( Graphics2D graphics ) {
 		if( !instantDraw ) {
 			for( Shape shape : shapes ) {
 				drawing.setColor(fillColor.getJavaColor());
@@ -160,7 +168,7 @@ public final class Shape2DLayer extends Layer {
 			}
 		}
 
-		super.draw(pGraphics);
+		super.draw(graphics);
 	}
 
 }

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

@@ -1,24 +1,29 @@
-package schule.ngb.zm.shapes;
+package schule.ngb.zm.layers;
 
 import schule.ngb.zm.Layer;
 import schule.ngb.zm.anim.Animation;
 import schule.ngb.zm.anim.AnimationFacade;
 import schule.ngb.zm.anim.Easing;
+import schule.ngb.zm.shapes.Shape;
 
 import java.awt.Graphics2D;
-import java.util.Collection;
+import java.util.*;
-import java.util.Iterator;
-import java.util.LinkedList;
-import java.util.List;
 import java.util.function.DoubleUnaryOperator;
 
+/**
+ * Ein Layer 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;
+	private final List<Shape> shapes;
 
-	private List<Animation<? extends Shape>> animations;
+	private final List<Animation<? extends Shape>> animations;
 
 	public ShapesLayer() {
 		super();
@@ -39,44 +44,40 @@ 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 ) {
+	public <ST extends Shape> List<ST> getShapes( Class<ST> shapeClass ) {
-		java.util.List<ST> result = new LinkedList<>();
+		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 ) {
-			for( Shape s : shapes ) {
+			Collections.addAll(this.shapes, shapes);
-				this.shapes.add(s);
-			}
 		}
 	}
 
 	public void add( Collection<Shape> shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
-			for( Shape s : shapes ) {
+			this.shapes.addAll(shapes);
-				this.shapes.add(s);
-			}
 		}
 	}
 
 	public void remove( Shape... shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
 			for( Shape s : shapes ) {
 				this.shapes.remove(s);
 			}
@@ -84,10 +85,8 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 	}
 
 	public void remove( Collection<Shape> shapes ) {
-		synchronized( shapes ) {
+		synchronized( this.shapes ) {
-			for( Shape s: shapes ) {
+			this.shapes.removeAll(shapes);
-				this.shapes.remove(s);
-			}
 		}
 	}
 
@@ -99,16 +98,16 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 
 	public void showAll() {
 		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape pShape : shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
-				pShape.show();
+				s.show();
 			}
 		}
 	}
 
 	public void hideAll() {
 		synchronized( shapes ) {
-			for( Shape pShape : shapes ) {
+			for( Shape s : shapes ) {
-				pShape.hide();
+				s.hide();
 			}
 		}
 	}
@@ -118,6 +117,14 @@ 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);
 	}
@@ -135,26 +142,27 @@ public class ShapesLayer extends Layer {
 			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 ) {
+			List<Shape> it = List.copyOf(shapes);
-				if( pShape.isVisible() ) {
+			for( Shape s : it ) {
-					pShape.draw(drawing);
+				if( s.isVisible() ) {
+					s.draw(drawing);
 				}
 			}
 		}
 
-		super.draw(pGraphics);
+		super.draw(graphics);
 	}
 
 }

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

@@ -1,18 +1,19 @@
-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.Fillable;
-import schule.ngb.zm.Options;
+import schule.ngb.zm.Strokeable;
-import schule.ngb.zm.Vector;
-import schule.ngb.zm.shapes.FilledShape;
 
 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 {
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public class TurtleLayer extends Layer implements Strokeable, Fillable {
 
 	// Rotating by the clock
 	public static final int H1 = 30;
@@ -39,7 +40,7 @@ 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 +52,9 @@ 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 +118,20 @@ 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 +189,196 @@ public class TurtleLayer extends Layer {
 		mainTurtle.moveTo(x, y);
 	}
 
-	public Color getFillColor() {
+	@Override
-		return mainTurtle.getFillColor();
+	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 ) {
+	@Override
-		mainTurtle.setFillColor(gray);
+	public Color getFillColor() {
-	}
+		return mainTurtle.getFillColor();
-
-	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 void setStrokeColor( Color color ) {
 		mainTurtle.setStrokeColor(color);
 	}
 
-	public void setStrokeColor( int gray ) {
+	@Override
-		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();
-	}
-
 	public void setStrokeWeight( double weight ) {
 		mainTurtle.setStrokeWeight(weight);
 	}
 
+	@Override
 	public Options.StrokeType getStrokeType() {
 		return mainTurtle.getStrokeType();
 	}
 
+	@Override
 	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
 		mainTurtle.setStrokeType(type);
 	}
 
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to, Options.Direction dir ) {
+		mainTurtle.setGradient(from, to, dir);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( Color from, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(from, to);
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasFill() {
+		return mainTurtle.hasFill();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasFillColor() {
+		return mainTurtle.hasFillColor();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasGradient() {
+		return mainTurtle.hasGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( Color color, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(color, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int gray ) {
+		mainTurtle.setFillColor(gray);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int gray, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(gray, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int red, int green, int blue ) {
+		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue);
+	}
+
+	@Override
+	public void setFillColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		mainTurtle.setFillColor(red, green, blue, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void noFill() {
+		mainTurtle.noFill();
+	}
+
+	@Override
+	public void resetFill() {
+		mainTurtle.resetFill();
+	}
+
+	@Override
+	public MultipleGradientPaint getGradient() {
+		return mainTurtle.getGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( double fromX, double fromY, Color from, double toX, double toY, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(fromX, fromY, from, toX, toY, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void setGradient( double centerX, double centerY, double radius, Color from, Color to ) {
+		mainTurtle.setGradient(centerX, centerY, radius, from, to);
+	}
+
+	@Override
+	public void noGradient() {
+		mainTurtle.noGradient();
+	}
+
+	@Override
+	public void setStroke( Stroke stroke ) {
+		mainTurtle.setStroke(stroke);
+	}
+
+	@Override
+	public Stroke getStroke() {
+		return mainTurtle.getStroke();
+	}
+
+	@Override
+	public boolean hasStroke() {
+		return mainTurtle.hasStroke();
+	}
+
+	@Override
+	public Color getStrokeColor() {
+		return mainTurtle.getStrokeColor();
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( Color color, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(color, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int gray ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(gray);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int gray, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(gray, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue);
+	}
+
+	@Override
+	public void setStrokeColor( int red, int green, int blue, int alpha ) {
+		mainTurtle.setStrokeColor(red, green, blue, alpha);
+	}
+
+	@Override
+	public void noStroke() {
+		mainTurtle.noStroke();
+	}
+
+	@Override
 	public void resetStroke() {
 		mainTurtle.resetStroke();
 	}
 
-	public void addPosToPath() {
+	@Override
-		mainTurtle.addPosToPath();
+	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 +392,31 @@ 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 +428,39 @@ 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 ) {
+			if( hasFill() ) {
-				drawing.setColor(fillColor.getJavaColor());
+				drawing.setPaint(getFill());
 				drawing.fill(path);
 			}
 		}
 
-		public boolean isVisible() {
-			return visible;
-		}
-
 		@Override
 		public void draw( Graphics2D graphics ) {
-			/*Shape shape = new RoundRectangle2D.Double(
+			if( turtlePath == null ) {
-				-12, -5, 16, 10, 5, 3
+				turtlePath = new Path2D.Double();
-			);*/
+				path.moveTo(DEFAULT_SIZE, 0);
-			Path2D path = new Path2D.Double();
+				path.lineTo(-DEFAULT_SIZE, -DEFAULT_SIZE / 2.0);
-			path.moveTo(STD_SIZE, 0);
+				path.lineTo(-DEFAULT_SIZE, DEFAULT_SIZE / 2.0);
-			path.lineTo(-STD_SIZE, -STD_SIZE/2);
+				path.lineTo(DEFAULT_SIZE, 0);
-			path.lineTo(-STD_SIZE, STD_SIZE/2);
+			}
-			path.lineTo(STD_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 +474,9 @@ 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 +527,9 @@ 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/media/AudioListener.java

@@ -1,6 +1,6 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
-import schule.ngb.zm.events.Listener;
+import schule.ngb.zm.util.events.Listener;
 
 public interface AudioListener extends Listener<Audio> {
 

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

@@ -1,7 +1,7 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
 import schule.ngb.zm.Constants;
-import schule.ngb.zm.tasks.TaskRunner;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
 
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;

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

@@ -1,11 +1,9 @@
 package schule.ngb.zm.media;
 
-import schule.ngb.zm.anim.Animation;
+import schule.ngb.zm.util.events.EventDispatcher;
-import schule.ngb.zm.anim.AnimationListener;
+import schule.ngb.zm.util.tasks.TaskRunner;
-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.io.ResourceStreamProvider;
 import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import javax.sound.sampled.*;
@@ -168,7 +166,7 @@ public class Music implements Audio {
 	 * {@inheritDoc}
 	 */
 	@Override
-	public void dispose() {
+	public synchronized void dispose() {
 		if( audioLine != null ) {
 			if( audioLine.isRunning() ) {
 				playing = false;
@@ -177,7 +175,6 @@ public class Music implements Audio {
 			if( audioLine.isOpen() ) {
 				audioLine.drain();
 				audioLine.close();
-
 			}
 		}
 		try {
@@ -191,7 +188,7 @@ public class Music implements Audio {
 		audioStream = null;
 	}
 
-	private void stream() {
+	private synchronized void stream() {
 		audioLine.start();
 		playing = true;
 		if( eventDispatcher != null ) {

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

@@ -1,12 +1,11 @@
 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.io.ResourceStreamProvider;
 
 import javax.sound.sampled.*;
 import java.io.IOException;
-import java.io.InputStream;
 import java.net.URL;
 
 /**
@@ -206,8 +205,9 @@ public class Sound implements Audio {
 	}
 
 	/**
-	 * Wiederholt den Sound die angegebene Anzahl an Wiederholungen ab und stoppt
+	 * Wiederholt den Sound die angegebene Anzahl an Wiederholungen ab und
-	 * die Wiedergabe dann.
+	 * stoppt die Wiedergabe dann.
+	 *
 	 * @param count Anzahl der Wiederholungen.
 	 */
 	public void loop( int count ) {
@@ -232,7 +232,7 @@ public class Sound implements Audio {
 	 * {@inheritDoc}
 	 */
 	@Override
-	public void dispose() {
+	public synchronized void dispose() {
 		if( audioClip != null ) {
 			if( audioClip.isRunning() ) {
 				audioClip.stop();
@@ -242,7 +242,7 @@ public class Sound implements Audio {
 		}
 	}
 
-	private boolean openClip() {
+	private synchronized boolean openClip() {
 		if( audioClip != null ) {
 			audioClip.setFramePosition(0);
 			return true;

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

@@ -0,0 +1,400 @@
+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);
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public int columns() {
+		return columns;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public int rows() {
+		return rows;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	int idx( int r, int c ) {
+		return c * rows + r;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix initializeRandom() {
+		return initializeRandom(-1.0, 1.0);
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix initializeRandom( double lower, double upper ) {
+		applyInPlace(( d ) -> ((upper - lower) * Constants.random()) + lower);
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix initializeOne() {
+		applyInPlace(( d ) -> 1.0);
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix initializeZero() {
+		applyInPlace(( d ) -> 0.0);
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix duplicate() {
+		return new DoubleMatrix(this);
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public MLMatrix scaleInPlace( final double scalar ) {
+		for( int i = 0; i < coefficients.length; i++ ) {
+			coefficients[i] *= scalar;
+		}
+		return this;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@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;
@@ -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() ) {
+			while( in.available() > 0 ) {
-				int neurons = in.nextInt();
+				int neurons = in.readInt();
-				int inputs = in.nextInt();
+				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;
 
@@ -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 ) {
+	public MLMatrix predict( double[] inputs ) {
-		//this.output = layers[1].apply(layers[0].apply(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 ) {
+	public static NeuronLayer fromArray( double[][] weights, double[] biases, boolean transpose ) {
-		NeuronLayer layer = new NeuronLayer(weights[0].length, weights.length);
+		NeuronLayer layer = fromArray(weights, transpose);
-		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];
-			}
-		}
 		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 = MatrixFactory
-		weights.initializeRandom(-1, 1);
+			.create(inputs, neurons)
+			.initializeRandom();
 
-		biases = new double[neurons];
+		biases = MatrixFactory
-		Arrays.fill(biases, 0.0); // TODO: Random?
+			.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 ) {
+	public void setWeights( MLMatrix newWeights ) {
-		weights.coefficients = MLMath.copyMatrix(newWeights);
+		weights = newWeights.duplicate();
-	}
-
-	public void adjustWeights( double[][] adjustment ) {
-		weights.coefficients = MLMath.matrixAdd(weights.coefficients, adjustment);
 	}
 
 	@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 ) {
+	public MLMatrix apply( MLMatrix inputs ) {
-		lastInput = inputs;
+		lastInput = inputs.duplicate();
-		lastOutput = MLMath.matrixApply(
+		lastOutput = inputs
-			MLMath.biasAdd(
+			.multiplyAddBias(weights, biases)
-				MLMath.matrixMultiply(inputs, weights.coefficients),
+			.applyInPlace(activationFunction);
-				biases
+
-			),
-			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 ) {
+	public void backprop( MLMatrix expected, double learningRate ) {
-		double[][] error, delta, adjustment;
+		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 = lastInput.transposedMultiplyAndScale(error, learningRate);
-		adjustment = MLMath.matrixApply(adjustment, ( x ) -> learningRate * x);
+		weights.addInPlace(adjustment);
-		this.adjustWeights(adjustment);
 	}
 
 }

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

@@ -1,45 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.shapes;
-
-import schule.ngb.zm.Color;
-
-public abstract class FilledShape extends StrokedShape {
-
-	protected Color fillColor = STD_FILLCOLOR;
-
-	public Color getFillColor() {
-		return fillColor;
-	}
-
-	public void setFillColor( Color color ) {
-		fillColor = color;
-	}
-
-	public void setFillColor( Color color, int alpha ) {
-		setFillColor(new Color(color, alpha));
-	}
-
-	public void setFillColor( int gray ) {
-		setFillColor(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void noFill() {
-		setFillColor(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 void resetFill() {
-		setFillColor(STD_FILLCOLOR);
-	}
-
-}

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

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

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

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

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

@@ -1,47 +1,115 @@
 package schule.ngb.zm.shapes;
 
-import schule.ngb.zm.Options;
+import schule.ngb.zm.*;
 
-import java.awt.Color;
 import java.awt.Graphics2D;
 import java.awt.geom.AffineTransform;
 import java.awt.geom.Point2D;
 
-public abstract class Shape extends FilledShape {
+/**
+ * Basisklasse für alle Formen in der Zeichenmaschine.
+ * <p>
+ * Alle Formen sind als Unterklassen von {@code Shape} implementiert.
+ * <p>
+ * Neben den abstrakten Methoden implementieren Unterklassen mindestens zwei
+ * Konstruktoren. Einen Konstruktor, der die Form mit vom Nutzer gegebenen
+ * Parametern initialisiert und einen, der die Werte einer anderen Form
+ * desselben Typs übernimmt. In der Klasse {@link Circle} sind die Konstruktoren
+ * beispielsweise so implementiert:
+ *
+ * <pre><code>
+ * public Circle( double x, double y, double radius ) {
+ *     super(x, y);
+ *     this.radius = radius;
+ * }
+ *
+ * public Circle( Circle circle ) {
+ *     super(circle.x, circle.y);
+ *     copyFrom(circle);
+ * }
+ * </code></pre>
+ * <p>
+ * Außerdem implementieren Unterklassen eine passende {@link #toString()} und
+ * eine {@link #equals(Object)} Methode.
+ */
+@SuppressWarnings( "unused" )
+public abstract class Shape extends BasicDrawable {
 
+	/**
+	 * x-Koordinate der Form.
+	 */
 	protected double x;
 
+	/**
+	 * y-Koordinate der Form.
+	 */
 	protected double y;
 
+	/**
+	 * Rotation in Grad um den Punkt (x, y).
+	 */
 	protected double rotation = 0.0;
 
+	/**
+	 * Skalierungsfaktor.
+	 */
 	protected double scale = 1.0;
 
-	protected boolean visible = true;
+	/**
-
+	 * Ankerpunkt der Form.
+	 */
 	protected Options.Direction anchor = Options.Direction.CENTER;
 
+	/**
+	 * Setzt die x- und y-Koordinate der Form auf 0.
+	 */
+	public Shape() {
+		this(0.0, 0.0);
+	}
+
+	/**
+	 * Setzt die x- und y-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @param x
+	 * @param y
+	 */
 	public Shape( double x, double y ) {
 		this.x = x;
 		this.y = y;
 	}
 
-	public Shape() {
+	/**
-		this(0.0, 0.0);
+	 * Gibt die x-Koordinate der Form zurück.
-	}
+	 *
-
+	 * @return Die x-Koordinate.
+	 */
 	public double getX() {
 		return x;
 	}
 
+	/**
+	 * Setzt die x-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @param x Die neue x-Koordinate.
+	 */
 	public void setX( double x ) {
 		this.x = x;
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die y-Koordinate der Form zurück.
+	 *
+	 * @return Die y-Koordinate.
+	 */
 	public double getY() {
 		return y;
 	}
 
+	/**
+	 * Setzt die y-Koordinate der Form.
+	 *
+	 * @param y Die neue y-Koordinate.
+	 */
 	public void setY( double y ) {
 		this.y = y;
 	}
@@ -49,8 +117,9 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	/**
 	 * Gibt die Breite dieser Form zurück.
 	 * <p>
-	 * Die Breite einer Form ist immer die Breite ihrer Begrenzung, <b>bevor</b>
+	 * Die Breite einer Form ist immer die Breite ihrer Begrenzung,
-	 * Drehungen und andere Transformationen auf sei angewandt wurden.
+	 * <strong>bevor</strong> Drehungen und andere Transformationen auf sie
+	 * angewandt wurden.
 	 * <p>
 	 * Die Begrenzungen der tatsächlich gezeichneten Form kann mit
 	 * {@link #getBounds()} abgerufen werden.
@@ -62,8 +131,9 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	/**
 	 * Gibt die Höhe dieser Form zurück.
 	 * <p>
-	 * Die Höhe einer Form ist immer die Höhe ihrer Begrenzung, <b>bevor</b>
+	 * Die Höhe einer Form ist immer die Höhe ihrer Begrenzung,
-	 * Drehungen und andere Transformationen auf sei angewandt wurden.
+	 * <strong>bevor</strong> Drehungen und andere Transformationen auf sie
+	 * angewandt wurden.
 	 * <p>
 	 * Die Begrenzungen der tatsächlich gezeichneten Form kann mit
 	 * {@link #getBounds()} abgerufen werden.
@@ -72,28 +142,80 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	 */
 	public abstract double getHeight();
 
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setGradient( schule.ngb.zm.Color from, schule.ngb.zm.Color to, Options.Direction dir ) {
+		Point2D apDir = getAbsAnchorPoint(dir);
+		Point2D apInv = getAbsAnchorPoint(dir.inverse());
+		setGradient(apInv.getX(), apInv.getY(), from, apDir.getX(), apDir.getY(), to);
+	}
+
+	/**
+	 * {@inheritDoc}
+	 */
+	@Override
+	public void setGradient( schule.ngb.zm.Color from, schule.ngb.zm.Color to ) {
+		Point2D ap = getAbsAnchorPoint(CENTER);
+		setGradient(ap.getX(), ap.getY(), Math.min(ap.getX(), ap.getY()), from, to);
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt die Rotation in Grad zurück.
+	 *
+	 * @return Rotation in Grad.
+	 */
 	public double getRotation() {
 		return rotation;
 	}
 
+	/**
+	 * Dreht die Form um den angegebenen Winkel um ihren Ankerpunkt.
+	 *
+	 * @param angle Drehwinkel in Grad.
+	 */
+	public void rotate( double angle ) {
+		this.rotation += angle % 360;
+	}
+
+	public void rotateTo( double angle ) {
+		this.rotation = angle % 360;
+	}
+
+	public void rotate( Point2D center, double angle ) {
+		rotate(center.getX(), center.getY(), angle);
+	}
+
+	public void rotate( double x, double y, double angle ) {
+		this.rotation += angle % 360;
+
+		// Rotate x/y position
+		double x1 = this.x - x, y1 = this.y - y;
+
+		double rad = Math.toRadians(angle);
+		double x2 = x1 * Math.cos(rad) - y1 * Math.sin(rad);
+		double y2 = x1 * Math.sin(rad) + y1 * Math.cos(rad);
+
+		this.x = x2 + x;
+		this.y = y2 + y;
+	}
+
+	/**
+	 * Gibt den aktuellen Skalierungsfaktor zurück.
+	 *
+	 * @return Der Skalierungsfaktor.
+	 */
 	public double getScale() {
 		return scale;
 	}
 
-	public boolean isVisible() {
+	public void scale( double factor ) {
-		return visible;
+		scale = factor;
 	}
 
-	public void hide() {
+	public void scaleBy( double factor ) {
-		visible = false;
+		scale(scale * factor);
-	}
-
-	public void show() {
-		visible = true;
-	}
-
-	public void toggle() {
-		visible = !visible;
 	}
 
 	public Options.Direction getAnchor() {
@@ -117,16 +239,26 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 		}
 	}
 
-	protected static Point2D.Double getAnchorPoint( double width, double height, Options.Direction anchor ) {
+	/**
+	 * Bestimmt die relativen Koordinaten des angegebenen Ankerpunkts basierend
+	 * auf der angegebenen Breite und Höhe des umschließenden Rechtecks.
+	 * <p>
+	 * Die Koordinaten des Ankerpunktes werden relativ zur oberen linken Ecke
+	 * des Rechtecks mit der Breite {@code width} und der Höhe {@code height}
+	 * bestimmt.
+	 *
+	 * @param width Breite des umschließenden Rechtecks.
+	 * @param height Höhe des umschließenden Rechtecks.
+	 * @param anchor Gesuchter Ankerpunkt.
+	 * @return Ein {@link Point2D} mit den relativen Koordinaten.
+	 */
+	public static Point2D.Double getAnchorPoint( double width, double height, Options.Direction anchor ) {
 		double wHalf = width * .5, hHalf = height * .5;
 
-		// anchor == CENTER
+		return new Point2D.Double(
-		Point2D.Double anchorPoint = new Point2D.Double(
 			wHalf + wHalf * anchor.x,
 			hHalf + hHalf * anchor.y
 		);
-
-		return anchorPoint;
 	}
 
 	/**
@@ -140,12 +272,10 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 		double wHalf = getWidth() * .5, hHalf = getHeight() * .5;
 
 		// anchor == CENTER
-		Point2D.Double anchorPoint = new Point2D.Double(
+		return new Point2D.Double(
 			wHalf * (anchor.x - this.anchor.x),
 			hHalf * (anchor.y - this.anchor.y)
 		);
-
-		return anchorPoint;
 	}
 
 	/**
@@ -164,14 +294,22 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	}
 
 	/**
-	 * Kopiert die Eigenschaften der übergebenen Form in diese.
+	 * Kopiert die Eigenschaften der angegebenen Form in diese.
 	 * <p>
 	 * Unterklassen sollten diese Methode überschreiben, um weitere
-	 * Eigenschaften zu kopieren (zum Beispiel den Radius eines Kreises). Mit
+	 * Eigenschaften zu kopieren (zum Beispiel den Radius eines Kreises).
-	 * dem Aufruf {@code super.copyFrom(shape)} sollten die Basiseigenschaften
+	 * Unterklassen sollten immer mit dem Aufruf {@code super.copyFrom(shape)}
-	 * kopiert werden.
+	 * die Basiseigenschaften kopieren.
+	 * <p>
+	 * Die Methode sollte so viele Eigenschaften wie möglich von der anderen
+	 * Form in diese kopieren. Wenn die andere Form einen anderen Typ hat, dann
+	 * werden trotzdem die Basiseigenschaften (Konturlinie, Füllung, Position,
+	 * Rotation, Skalierung, Sichtbarkeit und Ankerpunkt) in diese Form kopiert.
+	 * Implementierende Unterklassen können soweit sinnvoll auch andere Werte
+	 * übernehmen. Eine {@link Ellipse} kann beispielsweise auch die Breite und
+	 * Höhe eines {@link Rectangle} übernehmen.
 	 *
-	 * @param shape
+	 * @param shape Die Originalform, von der kopiert werden soll.
 	 */
 	public void copyFrom( Shape shape ) {
 		if( shape != null ) {
@@ -181,16 +319,55 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 			setStrokeWeight(shape.getStrokeWeight());
 			setStrokeType(shape.getStrokeType());
 			visible = shape.isVisible();
-			rotation = shape.rotation;
+			rotation = shape.getRotation();
-			scale(shape.scale);
+			scale(shape.getScale());
 			setAnchor(shape.getAnchor());
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Erzeugt eine Kopie dieser Form mit denselben Eigenschaften.
+	 * <p>
+	 * Unterklassen implementieren diese Methode mit dem genauen Typ der
+	 * Unterklasse. In {@link Rectangle} sieht die Umsetzung beispielsweise so
+	 * aus:
+	 * <pre><code>
+	 * public Rectangle copy() {
+	 *     return new Rectangle(this);
+	 * }
+	 * </code></pre>
+	 * <p>
+	 * Die Methode kann beliebig umgesetzt werden, um eine 1-zu-1-Kopie dieser
+	 * Form zu erhalten. In der Regel sollte aber jede Form einen Konstruktor
+	 * besitzen, die alle Werte einer andern Form übernimmt. Die gezeigte
+	 * Implementierung dürfte daher im Regelfall ausreichend sein.
+	 *
+	 * @return Eine genaue Kopie dieser Form.
+	 */
 	public abstract Shape copy();
 
+	/**
+	 * Gibt eine {@link java.awt.Shape Java-AWT Shape} Version dieser Form
+	 * zurück. Intern werden die AWT Shapes benutzt, um sie auf den
+	 * {@link Graphics2D Grafikkontext} zu zeichnen.
+	 * <p>
+	 * Wenn diese Form nicht durch eine AWT-Shape dargestellt wird, kann die
+	 * Methode {@code null} zurückgeben.
+	 *
+	 * @return Eine Java-AWT {@code Shape} die diese Form repräsentiert oder
+	 *    {@code null}.
+	 */
 	public abstract java.awt.Shape getShape();
 
+	/**
+	 * Gibt die Begrenzungen der Form zurück.
+	 * <p>
+	 * Ein {@code Bounds}-Objekt beschreibt eine "<a
+	 * href="https://gdbooks.gitbooks.io/3dcollisions/content/Chapter1/aabb.html">Axis
+	 * Aligned Bounding Box</a>" (AABB).
+	 *
+	 * @return Die Abgrenzungen der Form nach Anwendung der Transformationen.
+	 */
 	public Bounds getBounds() {
 		return new Bounds(this);
 	}
@@ -273,7 +450,7 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	}
 
 	public void nextTo( Shape shape, Options.Direction dir ) {
-		nextTo(shape, dir, STD_BUFFER);
+		nextTo(shape, dir, DEFAULT_BUFFER);
 	}
 
 	/**
@@ -295,40 +472,6 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 		this.y += (anchorShape.getY() - anchorThis.getY()) + dir.y * buff;
 	}
 
-	public void scale( double factor ) {
-		scale = factor;
-	}
-
-	public void scaleBy( double factor ) {
-		scale(scale * factor);
-	}
-
-	public void rotate( double angle ) {
-		this.rotation += angle % 360;
-	}
-
-	public void rotateTo( double angle ) {
-		this.rotation = angle % 360;
-	}
-
-	public void rotate( Point2D center, double angle ) {
-		rotate(center.getX(), center.getY(), angle);
-	}
-
-	public void rotate( double x, double y, double angle ) {
-		this.rotation += angle % 360;
-
-		// Rotate x/y position
-		double x1 = this.x - x, y1 = this.y - y;
-
-		double rad = Math.toRadians(angle);
-		double x2 = x1 * Math.cos(rad) - y1 * Math.sin(rad);
-		double y2 = x1 * Math.sin(rad) + y1 * Math.cos(rad);
-
-		this.x = x2 + x;
-		this.y = y2 + y;
-	}
-
     /*public void shear( double dx, double dy ) {
         verzerrung.shear(dx, dy);
     }*/
@@ -375,17 +518,9 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 				shape = transform.createTransformedShape(shape);
 			}
 
-			Color currentColor = graphics.getColor();
+			java.awt.Color currentColor = graphics.getColor();
-			if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
+			fillShape(shape, graphics);
-				graphics.setColor(fillColor.getJavaColor());
+			strokeShape(shape, graphics);
-				graphics.fill(shape);
-			}
-			if( strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0
-				&& strokeWeight > 0.0 ) {
-				graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
-				graphics.setStroke(createStroke());
-				graphics.draw(shape);
-			}
 			graphics.setColor(currentColor);
 		}
 	}
@@ -396,8 +531,8 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 	 * verglichen. Unterklassen überschreiben die Methode, um weitere
 	 * Eigenschaften zu berücksichtigen.
 	 * <p>
-	 * Die Eigenschaften von {@link FilledShape} und {@link StrokedShape} werden
+	 * Die Eigenschaften, die durch {@link Fillable} und {@link Strokeable}
-	 * nicht verglichen.
+	 * impliziert werden, werden nicht verglichen.
 	 *
 	 * @param o Ein anderes Objekt.
 	 * @return
@@ -413,4 +548,43 @@ public abstract class Shape extends FilledShape {
 			Double.compare(pShape.scale, scale) == 0;
 	}
 
+	/**
+	 * Hilfsmethode für Unterklassen, um die angegebene Form mit den aktuellen
+	 * Kontureigenschaften auf den Grafik-Kontext zu zeichnen. Die Methode
+	 * verändert gegebenenfalls die aktuelle Farbe des Grafikobjekts und setzt
+	 * sie nicht auf den Ursprungswert zurück, wie von {@link #draw(Graphics2D)}
+	 * gefordert. Dies sollte die aufrufende Unterklasse übernehmen.
+	 *
+	 * @param shape Die zu zeichnende Java-AWT Form
+	 * @param graphics Das Grafikobjekt.
+	 */
+	protected void strokeShape( java.awt.Shape shape, Graphics2D graphics ) {
+		if( strokeColor != null && strokeColor.getAlpha() > 0
+			&& strokeWeight > 0.0 ) {
+			graphics.setColor(strokeColor.getJavaColor());
+			graphics.setStroke(getStroke());
+			graphics.draw(shape);
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Hilfsmethode für Unterklassen, um die angegebene Form mit der aktuellen
+	 * Füllung auf den Grafik-Kontext zu zeichnen. Die Methode verändert
+	 * gegebenenfalls die aktuelle Farbe des Grafikobjekts und setzt sie nicht
+	 * auf den Ursprungswert zurück, wie von {@link #draw(Graphics2D)}
+	 * gefordert. Dies sollte die aufrufende Unterklasse übernehmen.
+	 *
+	 * @param shape Die zu zeichnende Java-AWT Form
+	 * @param graphics Das Grafikobjekt.
+	 */
+	protected void fillShape( java.awt.Shape shape, Graphics2D graphics ) {
+		if( fill != null ) {
+			graphics.setPaint(fill);
+			graphics.fill(shape);
+		} else if( fillColor != null && fillColor.getAlpha() > 0 ) {
+			graphics.setColor(fillColor.getJavaColor());
+			graphics.fill(shape);
+		}
+	}
+
 }

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

@@ -7,6 +7,7 @@ import java.awt.geom.AffineTransform;
 import java.awt.geom.Path2D;
 import java.awt.geom.Point2D;
 import java.util.ArrayList;
+import java.util.Collections;
 import java.util.LinkedList;
 import java.util.List;
 
@@ -35,7 +36,7 @@ import java.util.List;
  * {@link #arrangeInGrid(int, Options.Direction, double, int)} und
  * {@link #align(Options.Direction)} verwendet werden, die jeweils die Position
  * der Formen in der Gruppe ändern und nicht die Position der Gruppe selbst (so
- * wie z.B. {@link #alignTo(Shape, Options.Direction)}.
+ * wie z.B. {@link #alignTo(Shape, Options.Direction)}).
  */
 public class ShapeGroup extends Shape {
 
@@ -43,7 +44,7 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 
 	public static final int ARRANGE_COLS = 1;
 
-	private List<Shape> shapes;
+	private final List<Shape> shapes;
 
 	private double groupWidth = -1.0;
 
@@ -51,7 +52,7 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 
 	public ShapeGroup() {
 		super();
-		shapes = new ArrayList<>(10);
+		shapes = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>(10));
 	}
 
 	public ShapeGroup( double x, double y ) {
@@ -62,9 +63,7 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 	public ShapeGroup( double x, double y, Shape... shapes ) {
 		super(x, y);
 		this.shapes = new ArrayList<>(shapes.length);
-		for( Shape pShape : shapes ) {
+		Collections.addAll(this.shapes, shapes);
-			this.shapes.add(pShape);
-		}
 	}
 
 	public Shape copy() {
@@ -99,9 +98,11 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 
 	public <ShapeType extends Shape> List<ShapeType> getShapes( Class<ShapeType> typeClass ) {
 		LinkedList<ShapeType> list = new LinkedList<>();
-		for( Shape s : shapes ) {
+		synchronized( shapes ) {
-			if( typeClass.getClass().isInstance(s) ) {
+			for( Shape shape : shapes ) {
-				list.add((ShapeType) s);
+				if( typeClass.isInstance(shape) ) {
+					list.add(typeClass.cast(shape));
+				}
 			}
 		}
 		return list;
@@ -170,19 +171,15 @@ public class ShapeGroup extends Shape {
 		int rows, cols;
 		if( mode == ARRANGE_ROWS ) {
 			rows = n;
-			cols = (int) ceil(shapes.size() / n);
+			cols = (int) ceil(shapes.size() / (double)n);
 		} else {
 			cols = n;
-			rows = (int) ceil(shapes.size() / n);
+			rows = (int) ceil(shapes.size() / (double)n);
 		}
 
 		// Calculate grid cell size
-		double maxHeight = shapes.stream().mapToDouble(
+		double maxHeight = shapes.stream().mapToDouble(Shape::getHeight).reduce(0.0, Double::max);
-			( s ) -> s.getHeight()
+		double maxWidth = shapes.stream().mapToDouble(Shape::getWidth).reduce(0.0, Double::max);
-		).reduce(0.0, Double::max);
-		double maxWidth = shapes.stream().mapToDouble(
-			( s ) -> s.getWidth()
-		).reduce(0.0, Double::max);
 		double halfHeight = maxHeight * .5;
 		double halfWidth = maxWidth * .5;
 

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

@@ -1,127 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.shapes;
-
-import schule.ngb.zm.Color;
-import schule.ngb.zm.Constants;
-import schule.ngb.zm.Drawable;
-import schule.ngb.zm.Options;
-import schule.ngb.zm.util.Noise;
-
-import java.awt.*;
-import java.awt.Shape;
-import java.awt.geom.FlatteningPathIterator;
-import java.awt.geom.GeneralPath;
-import java.awt.geom.PathIterator;
-import java.util.Arrays;
-
-
-public abstract class StrokedShape extends Constants implements Drawable {
-
-	protected Color strokeColor = STD_STROKECOLOR;
-
-	protected double strokeWeight = STD_STROKEWEIGHT;
-
-	protected Options.StrokeType strokeType = SOLID;
-
-	protected Stroke stroke = null;
-
-	public Color getStrokeColor() {
-		return strokeColor;
-	}
-
-	public void setStrokeColor( Color color ) {
-		this.strokeColor = color;
-	}
-
-	public void setStrokeColor( Color color, int alpha ) {
-		setStrokeColor(new Color(color, alpha));
-	}
-
-	public void setStrokeColor( int gray ) {
-		setStrokeColor(gray, gray, gray, 255);
-	}
-
-	public void noStroke() {
-		setStrokeColor(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 double getStrokeWeight() {
-		return strokeWeight;
-	}
-
-	public void setStrokeWeight( double weight ) {
-		this.strokeWeight = weight;
-		this.stroke = null;
-	}
-
-	public Options.StrokeType getStrokeType() {
-		return strokeType;
-	}
-
-	/**
-	 * Setzt den Typ der Kontur. Erlaubte Werte sind {@link #DASHED},
-	 * {@link #DOTTED} und {@link #SOLID}.
-	 *
-	 * @param type
-	 */
-	public void setStrokeType( Options.StrokeType type ) {
-		this.strokeType = type;
-		this.stroke = null;
-	}
-
-	@Override
-	public abstract void draw( Graphics2D graphics );
-
-	/**
-	 * Erstellt ein {@link Stroke} Objekt für den Konturtyp.
-	 *
-	 * @return
-	 */
-	protected Stroke createStroke() {
-		// TODO: Used global cached Stroke Objects?
-		if( stroke == null ) {
-			switch( strokeType ) {
-				case DOTTED:
-					stroke = new BasicStroke(
-						(float) strokeWeight,
-						BasicStroke.CAP_ROUND,
-						BasicStroke.JOIN_ROUND,
-						10.0f, new float[]{1.0f, 5.0f}, 0.0f);
-					break;
-				case DASHED:
-					stroke = new BasicStroke(
-						(float) strokeWeight,
-						BasicStroke.CAP_ROUND,
-						BasicStroke.JOIN_ROUND,
-						10.0f, new float[]{5.0f}, 0.0f);
-					break;
-				case SOLID:
-				default:
-					stroke = new BasicStroke(
-						(float) strokeWeight,
-						BasicStroke.CAP_ROUND,
-						BasicStroke.JOIN_ROUND);
-					break;
-			}
-		}
-		return stroke;
-	}
-
-	public void resetStroke() {
-		setStrokeColor(STD_STROKECOLOR);
-		setStrokeWeight(STD_STROKEWEIGHT);
-		setStrokeType(SOLID);
-	}
-
-}

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

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

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

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.charts;
+package schule.ngb.zm.shapes.charts;
 
 import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
@@ -288,7 +288,7 @@ public class BarChart extends Rectangle {
 			barY += barHeight + gap;
 		}
 		graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		if( inverted ) {
 			graphics.drawLine((int) width, 0, (int) width, (int) height);
 		} else {
@@ -360,7 +360,7 @@ public class BarChart extends Rectangle {
 		}
 
 		graphics.setColor(getStrokeColor().getJavaColor());
-		graphics.setStroke(createStroke());
+		graphics.setStroke(getStroke());
 		if( inverted ) {
 			graphics.drawLine(0, 0, (int) width, 0);
 		} else {

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

@@ -4,33 +4,101 @@ import java.util.Collection;
 import java.util.List;
 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
 
+/**
+ * Eine Hilfsklasse um Dinge zu zählen.
+ * <p>
+ * Im einfachsten Fall kann der Zähler als geteilte Zählvariable genutzt werden,
+ * die mit {@link #inc()} und {@link #dec()} aus verschiedenen Objekten oder
+ * Methoden verändert werden kann.
+ * <p>
+ * Der Zähler kann aber auch Objekte zählen, indem die Instanzen an
+ * {@link #count(Object)} übergeben werden. Am Ende kann mit {@link #getCount()}
+ * die Anzahl der Objkete abgerufen werden.
+ * <p>
+ * Handelt es sich bei den Objekten um Zahlen, dann merkt sich ein Zähler auch
+ * das Maximum, das Minimum, die Summe und den Durchschnitt der gezählten
+ * Werte.
+ * <p>
+ * Ein Zähler kann auch komplette Arrays oder Listen von Zahlen zählen und die
+ * obigen Statistiken auswerten.
+ */
 @SuppressWarnings( "unused" )
 public final class Counter {
 
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Integer im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
+	public static Counter fromArray( int[] values ) {
+		return new Counter().countAll(values);
+	}
+
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Doubles im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
 	public static Counter fromArray( double[] values ) {
 		return new Counter().countAll(values);
 	}
 
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Zahlen im angegebenen
+	 * Array gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
 	public static Counter fromArray( Number[] values ) {
 		return new Counter().countAll(values);
 	}
 
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Counter}, der alle Zahlen in der angegebenen
+	 * Liste gezählt hat.
+	 *
+	 * @param values Die zu zählenden Werte.
+	 * @return Ein neuer {@code Counter}.
+	 */
 	public static Counter fromList( List<Number> values ) {
 		return new Counter().countAll(values);
 	}
 
-	private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
+	/**
+	 * Aktuelle Anzahl gezählter Werte.
+	 */
+	private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
 
+	/**
+	 * Statistiken zu den gezählten Werten.
+	 */
 	private double min = Double.NaN, max = Double.NaN, sum = Double.NaN;
 
-	public void Counter() {
+	/**
-
+	 * Erstellt einen neuen, leeren {@code Counter}.
+	 */
+	public Counter() {
 	}
 
-	public void Counter( int initial ) {
+	/**
+	 * Ertstellt einen neuen {@code Counter}, der mit dem angegebenen Wert
+	 * initialisiert ist.
+	 *
+	 * @param initial Wert des Zählers zu Beginn.
+	 */
+	public Counter( int initial ) {
 		count.set(initial);
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die aktuelle Anzahl zurück.
+	 * @return Die aktuelle Anzahl.
+	 */
 	public int getCount() {
 		return count.get();
 	}
@@ -61,6 +129,8 @@ public final class Counter {
 		}
 	}
 
+
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Counter setCount( int count ) {
 		this.count.set(count);
 		return this;
@@ -126,6 +196,14 @@ public final class Counter {
 		return this;
 	}
 
+	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
+	public synchronized Counter countAll( int[] values ) {
+		for( double value : values ) {
+			count(value);
+		}
+		return this;
+	}
+
 	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public synchronized Counter countAll( Number[] values ) {
 		for( Number value : values ) {

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

@@ -0,0 +1,190 @@
+package schule.ngb.zm.util;
+
+import schule.ngb.zm.Color;
+import schule.ngb.zm.Constants;
+import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+import schule.ngb.zm.util.io.FileLoader;
+import schule.ngb.zm.util.io.ImageLoader;
+
+import java.awt.Font;
+import java.awt.FontMetrics;
+import java.awt.Graphics2D;
+import java.awt.font.LineMetrics;
+import java.awt.image.BufferedImage;
+
+/**
+ * Hilfsklasse, um zufällige Beispieldaten zu erzeugen.
+ * <p>
+ * Die Klasse kann verschiedene Arten realistischer Beispieldaten erzeugen,
+ * unter anderem Namen, E-Mail-Adressen, Passwörter oder Platzhalterbilder.
+ */
+public final class Faker {
+
+	public static final String FAKE_IMG_URL = "https://loremflickr.com/%d/%d";
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Nutzernamen.
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[][] fakeUsers( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[][] result = new String[n][];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			result[i] = Constants.choice(data);
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Vornamen.
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeNames( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[] result = new String[n];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			String[] row = Constants.choice(data);
+			result[i] = row[0];
+		}
+		return result;
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Namen (Vor- und
+	 * Nachname).
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeFullnames( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[] result = new String[n];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			String[] row = Constants.choice(data);
+			result[i] = row[0] + " " + row[1];
+		}
+		return result;
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Nutzernamen.
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeUsernames( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[] result = new String[n];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			String[] row = Constants.choice(data);
+			result[i] = row[3];
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger Passwörter.
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakePasswords( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[] result = new String[n];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			String[] row = Constants.choice(data);
+			result[i] = row[4];
+		}
+		return result;
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Array mit den angegebenen Anzahl zufälliger E-Mail-Adressen.
+	 *
+	 * @param n Anzahl der Beispieldaten.
+	 * @return Ein Array mit den Beispieldaten.
+	 */
+	public static String[] fakeEmails( int n ) {
+		String[][] data = loadMockfile("users");
+		String[] result = new String[n];
+		for( int i = 0; i < n; i++ ) {
+			String[] row = Constants.choice(data);
+			result[i] = row[5];
+		}
+		return result;
+	}
+
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Platzhalter-Bild in der angegebenen Größe.
+	 * <p>
+	 * Das Bild ist ein aus dem Internet geladenes, zufälliges Motiv, dass unter
+	 * einer freien Lizenz (Creative Commons) steht.
+	 *
+	 * @param width Breite des Bildes.
+	 * @param height Höhe des Bildes.
+	 * @return Ein zufälliges Bild in der angegebenen Größe.
+	 */
+	public static BufferedImage fakeImage( int width, int height ) {
+		return fakeImage(width, height, true);
+	}
+
+	/**
+	 * Erzeugt ein Platzhalter-Bild in der angegebenen Größe.
+	 * <p>
+	 * Wenn {@code fromWeb} auf {@code true} gesetzt ist, wird ein zufälliges
+	 * Motiv, das unter einer freien Lizenz (Creative Commons) steht, geladen.
+	 * Bei {@code false} wird das Bild lokal generiert.
+	 *
+	 * @param width Breite des Bildes.
+	 * @param height Höhe des Bildes.
+	 * @param fromWeb Bei {@code true} wird das Bild aus dem Internet geladen,
+	 * 	bei {@code false} wird das Bild lokal erzeugt.
+	 * @return Ein zufälliges Bild in der angegebenen Größe.
+	 */
+	public static BufferedImage fakeImage( int width, int height, boolean fromWeb ) {
+		if( !fromWeb ) {
+			BufferedImage img = ImageLoader.createImage(width, height);
+			Graphics2D graphics = (Graphics2D) img.getGraphics().create();
+
+			String text = width + " x " + height;
+
+			Color clr = Constants.randomNiceColor();
+
+			graphics.setBackground(clr.getJavaColor());
+			graphics.clearRect(0, 0, width, height);
+
+			graphics.setColor(clr.textcolor().getJavaColor());
+			graphics.setFont(new Font(Font.SANS_SERIF, Font.PLAIN, (int) ((width + height) * 0.05)));
+			FontMetrics fontMerics = graphics.getFontMetrics();
+			LineMetrics lineMetrics = fontMerics.getLineMetrics(text, graphics);
+			graphics.drawString(text,
+				(int) ((width - fontMerics.stringWidth(text)) / 2),
+				(int) (height / 2 - lineMetrics.getDescent() + lineMetrics.getAscent() / 2)
+			);
+			graphics.dispose();
+
+			return img;
+		} else {
+			return ImageLoader.loadImage(String.format(FAKE_IMG_URL, width, height), false);
+		}
+	}
+
+	public static String fakeText( int words, int paragraphs ) {
+		return "";
+	}
+
+	private static String[][] loadMockfile( String name ) {
+		return FileLoader.loadCsv("schule/ngb/zm/util/mock-" + name + ".csv", true);
+	}
+
+	private Faker() {
+	}
+
+}

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

@@ -1,107 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.util;
-
-import java.io.IOException;
-import java.net.URISyntaxException;
-import java.nio.charset.Charset;
-import java.nio.charset.StandardCharsets;
-import java.nio.file.Files;
-import java.nio.file.Paths;
-import java.util.Arrays;
-import java.util.Collections;
-import java.util.List;
-
-public final class FileLoader {
-
-	public static final Charset ASCII = StandardCharsets.US_ASCII;
-
-	public static final Charset UTF8 = StandardCharsets.UTF_8;
-
-	public static final Charset UTF16 = StandardCharsets.UTF_16;
-
-	public static final Charset ISO_8859_1 = StandardCharsets.ISO_8859_1;
-
-
-	public static List<String> loadLines( String source ) {
-		return loadLines(source, UTF8);
-	}
-
-	public static List<String> loadLines( String source, Charset charset ) {
-		try {
-			return Files.readAllLines(Paths.get(ResourceStreamProvider.getResourceURL(source).toURI()), charset);
-		} catch( IOException | URISyntaxException ex ) {
-			LOG.error(ex, "Error while loading lines from source <%s>", source);
-		}
-
-		return Collections.EMPTY_LIST;
-	}
-
-	public static String loadText( String source ) {
-		return loadText(source, UTF8);
-	}
-
-	public static String loadText( String source, Charset charset ) {
-		try {
-			return Files.readString(Paths.get(ResourceStreamProvider.getResourceURL(source).toURI()), charset);
-		} catch( IOException | URISyntaxException ex ) {
-			LOG.error(ex, "Error while loading text from source <%s>", source);
-		}
-
-		return "";
-	}
-
-	public static String[][] loadCsv( String source, boolean skipFirst ) {
-		return loadCsv(source, ',', skipFirst, UTF8);
-	}
-
-	public static String[][] loadCsv( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
-		try {
-			int n = skipFirst ? 1 : 0;
-			return Files
-				.lines(Paths.get(ResourceStreamProvider.getResourceURL(source).toURI()), charset)
-				.skip(n)
-				.map(
-					( line ) -> line.split(Character.toString(separator))
-				).toArray(String[][]::new);
-		} catch( IOException | URISyntaxException ex ) {
-			LOG.error(ex, "Error while loading csv source <%s>", source);
-		}
-
-		return new String[0][0];
-	}
-
-	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst ) {
-		return loadValues(source, separator, skipFirst, UTF8);
-	}
-
-	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
-		try {
-			int n = skipFirst ? 1 : 0;
-			return Files
-				.lines(Paths.get(ResourceStreamProvider.getResourceURL(source).toURI()), charset)
-				.skip(n)
-				.map(
-					( line ) -> Arrays
-						.stream(line.split(Character.toString(separator)))
-						.mapToDouble(
-							( value ) -> {
-								try {
-									return Double.parseDouble(value);
-								} catch( NumberFormatException nfe ) {
-									return 0.0;
-								}
-							}
-						).toArray()
-				).toArray(double[][]::new);
-		} catch( IOException | URISyntaxException ex ) {
-			LOG.error(ex, "Error while loading double values from csv source <%s>", source);
-		}
-
-		return new double[0][0];
-	}
-
-	public FileLoader() {
-	}
-
-	private static final Log LOG = Log.getLogger(FileLoader.class);
-
-}

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

@@ -1,12 +1,9 @@
 package schule.ngb.zm.util;
 
-import java.io.IOException;
-import java.io.PrintStream;
 import java.io.PrintWriter;
 import java.io.StringWriter;
 import java.time.ZoneId;
 import java.time.ZonedDateTime;
-import java.util.Enumeration;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.function.Supplier;
 import java.util.logging.*;
@@ -29,12 +26,13 @@ import static java.util.logging.Level.*;
  * Klasse nur genau ein {@code Log}-Objekt erstellt. Mehrere {@code Log}s nutzen
  * dann aber denselben {@code Logger}.
  * <p>
- * Die API orientiert sich lose an <a href="#">Log4j</a> und vereinfacht die
+ * Die API orientiert sich lose an <a
+ * href="https://logging.apache.org/log4j/2.x/">Log4j</a> und vereinfacht die
  * Nutzung der Java logging API für die häufigsten Anwendungsfälle.
  */
 public final class Log {
 
-	private static final String ROOT_LOGGER = "schule.ngb.zm";
+	private static final String ROOT_LOGGER = "schule";
 
 	private static final String DEFAULT_LOG_FORMAT = "[%1$tT] [%4$11s] %5$s %6$s%n";
 
@@ -80,7 +78,7 @@ public final class Log {
 	 */
 	public static void enableGlobalLevel( Level level ) {
 		int lvl = Validator.requireNotNull(level).intValue();
-		ensureRootLoggerIntialized();
+		ensureRootLoggerInitialized();
 
 		// Decrease level of root level ConsoleHandlers for output
 		Logger rootLogger = Logger.getLogger("");
@@ -119,31 +117,30 @@ public final class Log {
 	}
 
 	public static Log getLogger( Class<?> clazz ) {
-		ensureRootLoggerIntialized();
+		ensureRootLoggerInitialized();
 		return new Log(clazz);
 	}
 
-	private static void ensureRootLoggerIntialized() {
+	private static void ensureRootLoggerInitialized() {
 		if( LOGGING_INIT ) {
 			return;
 		}
 
+		if( System.getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null ) {
+			System.setProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format", DEFAULT_LOG_FORMAT);
+		}
 		Logger rootLogger = Logger.getLogger(ROOT_LOGGER);
 		rootLogger.setLevel(Level.INFO);
 
 		if( System.getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null
 			&& LogManager.getLogManager().getProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format") == null ) {
-			System.setProperty("java.util.logging.SimpleFormatter.format", DEFAULT_LOG_FORMAT);
+			rootLogger.addHandler(new StreamHandler(System.err, new LogFormatter()) {
-			rootLogger.addHandler(new StreamHandler(System.err, new LogFormatter()));
+				@Override
-			rootLogger.setUseParentHandlers(false);
+				public synchronized void publish( final LogRecord record ) {
+					super.publish(record);
+					flush();
 				}
-		if( rootLogger.getUseParentHandlers() ) {
+			});
-			// This logger was not configured somewhere else
-			// Add a Handler and Formatter
-
-			//StreamHandler rootHandler = new StreamHandler(System.out, new SimpleFormatter());
-			//rootLogger.addHandler(rootHandler);
-			//rootLogger.setUseParentHandlers(false);
 		}
 
 		LOGGING_INIT = true;
@@ -202,26 +199,15 @@ public final class Log {
 		}
 	}
 
-	private String inferCallerName() {
-		StackTraceElement[] trace = new Throwable().getStackTrace();
-		for( int i = 0; i < trace.length; i++ ) {
-			/// if( trace[i].getClassName().equals(sourceClass.getName()) ) {
-			if( !trace[i].getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
-				return trace[i].getMethodName();
-			}
-		}
-		return "unknown";
-	}
-
 	private void doLog( Level level, final Throwable throwable, final Supplier<String> msgSupplier ) {
 		String clazz = sourceClass.getName();
 		String method = "unknown";
 
 		StackTraceElement[] trace = new Throwable().getStackTrace();
-		for( int i = 0; i < trace.length; i++ ) {
+		for( StackTraceElement stackTraceElement : trace ) {
-			if( !trace[i].getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
+			if( !stackTraceElement.getClassName().equals(Log.class.getName()) ) {
-				clazz = trace[i].getClassName();
+				clazz = stackTraceElement.getClassName();
-				method = trace[i].getMethodName();
+				method = stackTraceElement.getMethodName();
 				break;
 			}
 		}
@@ -362,7 +348,7 @@ public final class Log {
 				pw.close();
 				throwable = sw.toString();
 			}
-			return String.format(DEFAULT_LOG_FORMAT,
+			return String.format(DEFAULT_DEBUG_FORMAT,
 				zdt,
 				source,
 				record.getLoggerName(),

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

@@ -10,6 +10,7 @@ import java.util.Random;
  * href="https://adrianb.io/2014/08/09/perlinnoise.html">Beschreibung von
  * FLAFLA2</a> implementiert.
  */
+@SuppressWarnings( "unused" )
 public class Noise {
 
 	private static final int N = 256;
@@ -42,7 +43,7 @@ public class Noise {
 	/**
 	 * Initialisiert diesen Perlin-Noise mit dem angegebenen Zufallsgenerator.
 	 *
-	 * @param rand
+	 * @param rand Ein Zufallsgenerator-Objekt.
 	 */
 	public Noise( Random rand ) {
 		init(rand);

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

@@ -2,77 +2,189 @@ package schule.ngb.zm.util;
 
 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
+/**
+ * Eine Hilfsklasse zur Zeitmessung im Nanosekundenbereich.
+ * <p>
+ * Die Klasse kann zum Beispiel genutzt werden, um die Laufzeit eines
+ * Quelltextes zu messen. Wie eine echte Stoppuhr läuft der {@code Timer}
+ * weiter, wenn nach einem {@link #stop()} wieder {@link #start()} aufgerufen
+ * wird. Soll die Zeitmessung wieder bei null beginnen, muss vorher
+ * {@link #reset()} genutzt werden.
+ * <p>
+ * Die gemessene Zeit kann in {@link #getMillis() Millisekunden} oder
+ * {@link #getSeconds() Sekunden} abgerufen werden. Wird eine noch größere
+ * Genauigkeit benötigt, können mit {@link #getTime(TimeUnit)} beliebige
+ * Zeiteinheiten (zum Beispiel {@link TimeUnit#NANOSECONDS Nanosekunden})
+ * abgerufen werden.
+ * <p>
+ * Die Zeit kann auch bei laufender Uhr abgefragt werden. In dem Fall wird die
+ * bis zu diesem Zeitpunkt gemessene Zeit zurückgegeben.
+ */
 @SuppressWarnings( "unused" )
 public final class Timer {
 
+	/**
+	 * Die Basiseinheit für die Zeitmessung.
+	 */
 	private final TimeUnit baseUnit;
 
+	/**
+	 * Ob die Zeitmessung gerade läuft.
+	 */
 	private boolean running = false;
 
-	private long starttime = -1;
+	/**
+	 * Startzeit der Zeitmessung. -1, wenn noch keine Messung gestartet wurde.
+	 */
+	private long start = -1;
 
+	/**
+	 * Zeit, die bisher bei allen Zeitmessungen, die gestoppt wurden, insgesamt
+	 * vergangen ist.
+	 */
 	private long elapsed = 0;
 
+	/**
+	 * Erstellt einen neuen {@code Timer} mit Millisekunden als Basiseinheit.
+	 */
 	public Timer() {
 		this(TimeUnit.MILLISECONDS);
 	}
 
+	/**
+	 * Erstellt einen {@code Timer}, der die angegebene Einheit als Basiseinheit
+	 * für {@link #getTime()} benutzt.
+	 * <p>
+	 * Um eine Zeitmessung in Nanosekunden durchzuführen, kann der {@code Timer}
+	 * beispielsweise so instanziiert werden:
+	 * <pre><code>
+	 * Timer clock = new Timer(TimeUnit.NANOSECONDS);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param baseUnit Die Basiseinheit für die Zeitmessung.
+	 */
 	public Timer( TimeUnit baseUnit ) {
 		this.baseUnit = baseUnit;
 	}
 
+	/**
+	 * Ob die Zeitmessung gerade läuft.
+	 *
+	 * @return {@code true}, wenn die Zeitmessung mit {@link #start()} gestartet
+	 * 	wurde.
+	 */
 	public boolean isRunning() {
 		return running;
 	}
 
+	/**
+	 * Startet die Zeitmessung.
+	 * <p>
+	 * Wenn zuvor schon eine Zeitmessung gestartet wurde, wird die neue Messung
+	 * zur Summe aller Messungen hinzuaddiert. Soll die Messung bei null
+	 * starten, muss vorher {@link #reset()} verwendet werden:
+	 *
+	 * <pre><code>
+	 * // Timer auf null stellen und sofort starten
+	 * timer.reset().start();
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
 	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Timer start() {
-		starttime = System.nanoTime();
+		start = System.nanoTime();
 		running = true;
 
 		return this;
 	}
 
+	/**
+	 * Stoppt den {@code Timer}, wenn er derzeit läuft. Die gemessene Zeit wird
+	 * zur Summe aller gemessenen Zeiten hinzuaddiert.
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
 	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Timer stop() {
+		if( running ) {
 			running = false;
-		elapsed += System.nanoTime() - starttime;
+			elapsed += System.nanoTime() - start;
-
+		}
 		return this;
 	}
 
+	/**
+	 * Setzt den {@code Timer} auf den Startzustand und löscht alle bisher
+	 * gemessenen Zeiten. Falls die Zeitmessung gerade läuft, wird sie nicht
+	 * gestoppt, sondern läuft vom Zeitpunkt des Aufrufs weiter.
+	 *
+	 * @return Dieser {@code Timer} selbst (method chaining).
+	 */
 	@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 	public Timer reset() {
-		running = false;
-		starttime = -1;
 		elapsed = 0;
+		start = -1;
+
+		if( running ) {
+			start = System.nanoTime();
+		}
 
 		return this;
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die Zeit in der Basiseinheit zurück.
+	 *
+	 * @return Die bisher insgesamt gemessene Zeit.
+	 */
 	public long getTime() {
 		return getTime(baseUnit);
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die Zeit in der angegebenen Einheit zurück.
+	 * <p>
+	 * Größere Zeiteinheiten werden gerundet und verlieren daher an Genauigkeit.
+	 * Eine Zeitmessung von 999 Millisekunden wird als 0 Sekunden
+	 * zurückgegeben.
+	 * <p>
+	 * Um genauere Ergebnisse zu erhalten, kann mit {@link #getMillis()} und
+	 * {@link #getSeconds()} die gemessene Zeit in Minuten beziehungsweise
+	 * Sekunden als Kommazahl abgefragt werden.
+	 *
+	 * @param unit Zeiteinheit
+	 * @return Die bisher insgesamt gemessene Zeit in der gewählten Zeiteinheit.
+	 */
 	public long getTime( TimeUnit unit ) {
 		if( running ) {
-			return unit.convert(System.nanoTime() - starttime + elapsed, TimeUnit.NANOSECONDS);
+			return unit.convert(System.nanoTime() - start + elapsed, TimeUnit.NANOSECONDS);
 		} else {
 			return unit.convert(elapsed, TimeUnit.NANOSECONDS);
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die gemessene Zeit in Millisekunden (gerundet) zurück.
+	 *
+	 * @return Die gemessene Zeit in ms.
+	 */
 	public int getMillis() {
 		if( running ) {
-			return (int) ((System.nanoTime() - starttime + elapsed) / 1000000);
+			return (int) ((System.nanoTime() - start + elapsed) / 1000000);
 		} else {
 			return (int) (elapsed / 1000000);
 		}
 	}
 
+	/**
+	 * Gibt die gemessene Zeit in Sekunden zurück.
+	 *
+	 * @return Die gemessene Zeit in s.
+	 */
 	public double getSeconds() {
 		if( running ) {
-			return (System.nanoTime() - starttime + elapsed) / 1000000000.0;
+			return (System.nanoTime() - start + elapsed) / 1000000000.0;
 		} else {
 			return elapsed / 1000000000.0;
 		}

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

@@ -1,9 +1,9 @@
 package schule.ngb.zm.util;
 
 import java.util.Objects;
-import java.util.function.Predicate;
 import java.util.function.Supplier;
 
+@SuppressWarnings( "UnusedReturnValue" )
 public class Validator {
 
 	public static final <T> T requireNotNull( T obj ) {
@@ -147,7 +147,7 @@ public class Validator {
 
 	public static final <T> T[] requireNotEmpty( T[] arr, Supplier<String> msg ) {
 		if( arr.length == 0 )
-			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array may not be empty") : msg.get());
+			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? "Parameter array may not be empty" : msg.get());
 		return arr;
 	}
 
@@ -161,7 +161,7 @@ public class Validator {
 
 	public static final <T> T[] requireSize( T[] arr, int size, Supplier<String> msg ) {
 		if( arr.length != size )
-			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array must have <%d> elements (<%d> provided)", size) : msg.get());
+			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array must have <%d> elements (<%d> provided)", size, arr.length) : msg.get());
 		return arr;
 	}
 
@@ -175,7 +175,7 @@ public class Validator {
 
 	public static final <T> T[] requireValid( T[] arr, Supplier<String> msg ) {
 		if( arr == null || arr.length > 0 )
-			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? String.format("Parameter array may not be null or empty") : msg.get());
+			throw new IllegalArgumentException(msg == null ? "Parameter array may not be null or empty" : msg.get());
 		return arr;
 	}
 

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

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.events;
+package schule.ngb.zm.util.events;
 
 import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
@@ -9,9 +9,9 @@ import java.util.function.BiConsumer;
 
 public class EventDispatcher<E, L extends Listener<E>> {
 
-	private CopyOnWriteArraySet<L> listeners;
+	private final CopyOnWriteArraySet<L> listeners;
 
-	private ConcurrentMap<String, BiConsumer<E, L>> eventRegistry;
+	private final ConcurrentMap<String, BiConsumer<E, L>> eventRegistry;
 
 	public EventDispatcher() {
 		listeners = new CopyOnWriteArraySet<>();
@@ -49,9 +49,7 @@ public class EventDispatcher<E, L extends Listener<E>> {
 
 		if( eventRegistered(eventKey) ) {
 			final BiConsumer<E, L> dispatcher = eventRegistry.get(eventKey);
-			listeners.forEach(( listener ) -> {
+			listeners.forEach(( listener ) -> dispatcher.accept(event, listener));
-				dispatcher.accept(event, listener);
-			});
 		}
 	}
 

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

@@ -1,7 +1,5 @@
-package schule.ngb.zm.events;
+package schule.ngb.zm.util.events;
 
 public interface Listener<E> {
 
-
-
 }

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

@@ -0,0 +1,169 @@
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+
+import java.io.BufferedReader;
+import java.io.IOException;
+import java.net.URISyntaxException;
+import java.nio.charset.Charset;
+import java.nio.charset.StandardCharsets;
+import java.nio.file.Files;
+import java.nio.file.Paths;
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Collections;
+import java.util.List;
+import java.util.stream.Stream;
+
+public final class FileLoader {
+
+	public static final Charset ASCII = StandardCharsets.US_ASCII;
+
+	public static final Charset UTF8 = StandardCharsets.UTF_8;
+
+	public static final Charset UTF16 = StandardCharsets.UTF_16;
+
+	public static final Charset ISO_8859_1 = StandardCharsets.ISO_8859_1;
+
+	public static List<String> loadLines( String source ) {
+		return loadLines(source, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die angegebene Datei Zeilenweise in ein Array.
+	 *
+	 * @param source
+	 * @param charset
+	 * @return
+	 */
+	public static List<String> loadLines( String source, Charset charset ) {
+		try( BufferedReader reader = ResourceStreamProvider.getReader(source, charset) ) {
+			List<String> result = new ArrayList<>();
+
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				result.add(line);
+			}
+
+			return result;
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error while loading lines from source <%s>", source);
+			return Collections.emptyList();
+		}
+	}
+
+	public static String loadText( String source ) {
+		return loadText(source, UTF8);
+	}
+
+	public static String loadText( String source, Charset charset ) {
+		try( BufferedReader reader = ResourceStreamProvider.getReader(source, charset) ) {
+			StringBuilder result = new StringBuilder();
+
+			String line;
+			while( (line = reader.readLine()) != null ) {
+				result.append(line).append('\n');
+			}
+
+			return result.toString();
+		} catch( IOException ex ) {
+			LOG.error(ex, "Error while loading string from source <%s>", source);
+			return "";
+		}
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die Daten aus einer CSV Datei in ein zweidimensionales
+	 * String-Array.
+	 * <p>
+	 * Der Aufruf entspricht dem Aufruf von
+	 * <pre><code>
+	 * FileLoader.loadCsv(source, ',', skipFirst, UTF8);
+	 * </code></pre>
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der CSV-Daten.
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 * @see #loadCsv(String, char, boolean, Charset)
+	 */
+	public static String[][] loadCsv( String source, boolean skipFirst ) {
+		return loadCsv(source, ',', skipFirst, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt die Daten aus einer CSV Datei in ein zweidimensionales
+	 * String-Array.
+	 * <p>
+	 * Die Methode ist nicht in der Lage, komplexe CSV-Dateien zu verarbeiten.
+	 * Insbesondere können Inhalte, die das Trennzeichen {@code separator}
+	 * enthalten, nicht korrekt erkannt werden. Das Trennzeichen wird unabhängig
+	 * vom Kontext immer als Zelltrenner erkannt. (Im Normalfall kann das
+	 * Trennzeichen durch die Verwendung doppelter Anführungszeichen in der Art
+	 * {@code Inhalt,"Inhalt, der Komma enthält",Inhalt} maskiert werden.)
+	 * <p>
+	 * Es wird auch keine erweiterte Inhaltserkennung ausgeführt, sondern alle
+	 * Inhalte als {@code String} gelesen. Die weitere Verarbeitung mit den
+	 * passenden Parser-Methoden (beispielsweise
+	 * {@link Double#parseDouble(String)}) obligt dem Nutzer.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der CSV-Daten.
+	 * @param separator Das verwendete Trennzeichen.
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @param charset Die zu verwendende Zeichenkodierung.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 */
+	public static String[][] loadCsv( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
+		int n = skipFirst ? 1 : 0;
+		List<String> lines = loadLines(source, charset);
+		return lines.stream().skip(n).map(
+			//( line ) -> line.split(Character.toString(separator))
+			( line ) -> line.split("\\s*" + separator + "\\s*")
+		).toArray(String[][]::new);
+	}
+
+	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst ) {
+		return loadValues(source, separator, skipFirst, UTF8);
+	}
+
+	/**
+	 * Lädt Double-Werte aus einer CSV Datei in ein zweidimensionales Array.
+	 * <p>
+	 * Die gelesenen Strings werden mit {@link Double#parseDouble(String)} in
+	 * {@code double} umgeformt. Es leigt in der Verantwortung des Nutzers
+	 * sicherzustellen, dass die CSV-Datei auch nur Zahlen enthält, die korrekt
+	 * in {@code double} umgewandelt werden können. Zellen für die die
+	 * Umwandlung fehlschlägt werden mit 0.0 befüllt.
+	 * <p>
+	 * Die Methode unterliegt denselben Einschränkungen wie
+	 * {@link #loadCsv(String, char, boolean, Charset)}.
+	 *
+	 * @param source Die Quelle der CSV-Daten.
+	 * @param separator Das verwendete Trennzeichen.
+	 * @param skipFirst Ob die erste Zeile übersprungen werden soll.
+	 * @param charset Die zu verwendende Zeichenkodierung.
+	 * @return Ein Array mit den Daten als {@code String}s.
+	 */
+	public static double[][] loadValues( String source, char separator, boolean skipFirst, Charset charset ) {
+		int n = skipFirst ? 1 : 0;
+		List<String> lines = loadLines(source, charset);
+		return lines.stream().skip(n).map(
+			( line ) -> Arrays
+				.stream(line.split(Character.toString(separator)))
+				.mapToDouble(
+					( value ) -> {
+						try {
+							return Double.parseDouble(value);
+						} catch( NumberFormatException nfe ) {
+							return 0.0;
+						}
+					}
+				).toArray()
+		).toArray(double[][]::new);
+	}
+
+	public FileLoader() {
+	}
+
+	private static final Log LOG = Log.getLogger(FileLoader.class);
+
+}

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

@@ -1,7 +1,10 @@
-package schule.ngb.zm.util;
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
 
 import java.awt.Font;
 import java.awt.FontFormatException;
+import java.io.File;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.util.Map;
@@ -12,20 +15,50 @@ public class FontLoader {
 
 	private static final Map<String, Font> fontCache = new ConcurrentHashMap<>();
 
+	/**
+	 * Lädt eine Schrift aus einer Datei.
+	 * <p>
+	 * Die Schrift wird unter ihrem Dateinamen in den Schriftenspeicher geladen
+	 * und kann danach in der Zeichenmaschine benutzt werden.
+	 * <p>
+	 * Eine Datei mit dem Namen "fonts/Font-Name.ttf" würde mit dem Namen
+	 * "Font-Name" geladen und kann danach zum Beispiel in einem
+	 * {@link schule.ngb.zm.shapes.Text} mit {@code text.setFont("Font-Name");}
+	 * verwendet werden.
+	 *
+	 * @param source
+	 * @return
+	 */
 	public static Font loadFont( String source ) {
+		String name = source;
+		// Dateipfad entfernen
+		int lastIndex = source.lastIndexOf(File.separatorChar);
+		if( lastIndex > -1 ) {
+			source = source.substring(lastIndex + 1);
+		}
+		// Dateiendung entfernen
+		lastIndex = name.lastIndexOf('.');
+		if( lastIndex > -1 ) {
+			name = name.substring(0, lastIndex);
+		}
+		return loadFont(name, source);
+	}
+
+	public static Font loadFont( String name, String source ) {
 		Objects.requireNonNull(source, "Font source may not be null");
 		if( source.length() == 0 ) {
 			throw new IllegalArgumentException("Font source may not be empty.");
 		}
 
-		if( fontCache.containsKey(source) ) {
+		if( fontCache.containsKey(name) ) {
-			LOG.trace("Retrieved font <%s> from font cache.", source);
+			LOG.trace("Retrieved font <%s> from font cache.", name);
-			return fontCache.get(source);
+			return fontCache.get(name);
 		}
 
 		// Look for System fonts
 		Font font = Font.decode(source);
-		if( font != null && source.toLowerCase().contains(font.getFamily().toLowerCase()) ) {
+		if( source.toLowerCase().contains(font.getFamily().toLowerCase()) ) {
+			fontCache.put(name, font);
 			fontCache.put(source, font);
 			LOG.debug("Loaded system font for <%s>.", source);
 			return font;
@@ -38,10 +71,11 @@ public class FontLoader {
 			font = Font.createFont(Font.TRUETYPE_FONT, in).deriveFont(Font.PLAIN);
 
 			if( font != null ) {
+				fontCache.put(name, font);
 				fontCache.put(source, font);
 				//ge.registerFont(font);
 			}
-			LOG.debug("Loaded custom font from <%s>.", source);
+			LOG.debug("Loaded custom font from source <%s>.", source);
 		} catch( IOException ioex ) {
 			LOG.error(ioex, "Error loading custom font file from source <%s>.", source);
 		} catch( FontFormatException ffex ) {

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

@@ -1,4 +1,7 @@
-package schule.ngb.zm.util;
+package schule.ngb.zm.util.io;
+
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import javax.imageio.ImageIO;
 import java.awt.Color;
@@ -19,9 +22,9 @@ public final class ImageLoader {
 
 	public static boolean caching = true;
 
-	private static Map<String, SoftReference<BufferedImage>> imageCache = new ConcurrentHashMap<>();
+	private static final Map<String, SoftReference<BufferedImage>> imageCache = new ConcurrentHashMap<>();
 
-	private static SoftReference<BufferedImage> NOCACHE = new SoftReference<>(null);
+	private static final SoftReference<BufferedImage> NOCACHE = new SoftReference<>(null);
 
 	/**
 	 * Lädt ein Bild von der angegebenen Quelle {@code source}.
@@ -45,12 +48,12 @@ public final class ImageLoader {
 
 	/**
 	 * Lädt ein Bild von der angegebenen Quelle <var>source</var> und gibt das
-	 * Bild zurück oder {@code null}, wenn das Bild nicht geladen werden
+	 * Bild zurück oder {@code null}, wenn das Bild nicht geladen werden konnte.
-	 * konnte. Ist ein Bild mit der angegebenen Quelle im Cache, wird das
+	 * Ist ein Bild mit der angegebenen Quelle im Cache, wird das gespeicherte
-	 * gespeicherte Bild zurückgegeben. Dies kann mit {@code caching = false}
+	 * Bild zurückgegeben. Dies kann mit {@code caching = false} verhindert
-	 * verhindert werden.
+	 * werden.
 	 * <p>
-	 * Wurde das Chaching global deaktiviert, kann mit <code>caching =
+	 * Wurde das Caching global deaktiviert, kann mit <code>caching =
 	 * true</code> das Bild trotzdem aus dem Cache geladen werden, wenn es
 	 * vorhanden ist.
 	 *
@@ -110,9 +113,9 @@ public final class ImageLoader {
 	}
 
 	/**
-	 * Speiechert das angegebene Bild unter dem angegebenen Namen im Cache.
+	 * Speichert das angegebene Bild unter dem angegebenen Namen im Cache.
 	 * <p>
-	 * Exisitert zu {@code name} schon ein Bild im Zwischenspeicher
+	 * Existiert zu {@code name} schon ein Bild im Zwischenspeicher
 	 * ({@code ImageLoader.isCached(name) == true}), dann wird dieses
 	 * überschrieben.
 	 * <p>
@@ -146,10 +149,8 @@ public final class ImageLoader {
 	 * @param name Name des Bildes im Cache.
 	 */
 	public static void invalidateCache( final String name ) {
-		if( imageCache.containsKey(name) ) {
 		imageCache.remove(name);
 	}
-	}
 
 	/**
 	 * Speichert ein Bild als {@link SoftReference} im Cache.
@@ -208,7 +209,7 @@ public final class ImageLoader {
 	 * Bild zurückgegeben und nicht komplett neu geladen.
 	 * <p>
 	 * <b>Wichtig:</b> Bildreferenzen, die aus dem Cache geladen werden,
-	 * verweisen alle auf dasselbe Objekt. Änderungen schalgen sich daher in
+	 * verweisen alle auf dasselbe Objekt. Änderungen schlagen sich daher in
 	 * allen anderen Versionen des Bildes nieder (inklusive dem Bild im
 	 * Zwischenspeicher). Für Änderungen sollte daher immer
 	 * {@link #copyImage(BufferedImage) eine Kopie} des Bildes erstellt werden:
@@ -299,7 +300,7 @@ public final class ImageLoader {
 	 * @param file Die Zieldatei.
 	 * @param overwriteIfExists Bei {@code true} wird eine vorhandene Datei
 	 * 	überschrieben, bei {@code false} wird eine {@link IOException} geworfen,
-	 * 	wenn die Datei schon exisitiert.
+	 * 	wenn die Datei schon existiert.
 	 * @throws NullPointerException Falls {@code image} oder {@code file}
 	 *                              {@code null} ist.
 	 * @throws IOException          Falls es einen Fehler beim Speichern gab.
@@ -332,7 +333,7 @@ public final class ImageLoader {
 	 * @param file Die Zieldatei.
 	 * @param overwriteIfExists Bei {@code true} wird eine vorhandene Datei
 	 * 	überschrieben, bei {@code false} wird eine {@link IOException} geworfen,
-	 * 	wenn die Datei schon exisitiert.
+	 * 	wenn die Datei schon existiert.
 	 * @throws NullPointerException Falls {@code image} oder {@code file}
 	 *                              {@code null} ist.
 	 * @throws IOException          Falls es einen Fehler beim Speichern gab.

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

@@ -1,18 +1,70 @@
-package schule.ngb.zm.util;
+package schule.ngb.zm.util.io;
 
 import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Validator;
 
 import java.io.*;
 import java.net.URISyntaxException;
 import java.net.URL;
+import java.nio.charset.Charset;
+import java.nio.charset.StandardCharsets;
 import java.nio.file.Files;
-import java.util.stream.StreamSupport;
+import java.nio.file.Path;
 
 /**
  * Helferklasse, um {@link InputStream}s für Resourcen zu erhalten.
  */
 public class ResourceStreamProvider {
 
+
+	/**
+	 * Ermittelt zur angegebenen Quelle einen passenden {@link URL} (<em>Unified
+	 * Resource Locator</em>). Eine passende Datei-Resource wird wie folgt
+	 * ermittelt:
+	 * <ol>
+	 * <li>Ist {@code source} eine existierende Datei
+	 *    ({@code new File(source}.isFile() == true})?</li>
+	 * <li>Ist {@code source} ein relativer Pfad im Projekt ({@code getResource(source) != null})?.</li>
+	 * <li>Ist {@code source} im Classpath enthalten ({@code getClassLoader().getResource(source) != null})?</li>
+	 * <li>Ansonten erstellt ein {@link URL}-Objekt.</li>
+	 * </ol>
+	 * <p>
+	 * Ein {@code URL} für die erste gefundene Resource wird zurückgegeben.
+	 * Auftretende Exceptions
+	 * werden als {@link IOException} geworfen.
+	 * <p>
+	 * Bei einer Exception werden die folgenden Quellen nicht mehr abgefragt.
+	 * Eine {@link java.net.MalformedURLException} beim Konstruieren des {@code URL}
+	 * zu einer Datei verhindert daher, dass noch im Classpath gesucht wird.
+	 *
+	 * @param source Eine Quelle für die Resource (Absoluter Dateipfad,
+	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource)
+	 * @return Ein {@code InputStream} für die Resource
+	 * @throws NullPointerException     Falls {@code source} {@code null} ist.
+	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code source} ein leerer String
+	 *                                  ist.
+	 * @throws IOException              Geworfen beim Erzeugen einer URL zu
+	 *                                  einer bestehenden Resource.
+	 */
+	public static URL getResourceURL( String source ) throws NullPointerException, IllegalArgumentException, IOException {
+		Validator.requireNotNull(source, "Resource source may not be null");
+		Validator.requireNotEmpty(source, "Resource source may not be empty.");
+
+		// Ist source ein valider Dateipfad?
+		File file = new File(source);
+		if( file.isFile() ) {
+			return file.toURI().toURL();
+		}
+		// Ist source im Classpath vorhanden?
+		URL url = Zeichenmaschine.class.getClassLoader().getResource(source);
+		if( url != null ) {
+			return url;
+		}
+		// Dann versuchen aus source direkt eine URL zu machen.
+		return new URL(source);
+	}
+
 	/**
 	 * Sucht eine zur angegebenen Quelle passende Resource und öffnet einen
 	 * passenden {@link InputStream}. Die konkrete Art des Streams hängt davon
@@ -46,134 +98,41 @@ public class ResourceStreamProvider {
 	 * @throws NullPointerException     Falls {@code source} {@code null} ist.
 	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code source} ein leerer String
 	 *                                  ist.
-	 * @throws IOException              Geworfen beim öffnen des Streams zu
+	 * @throws IOException              Geworfen beim Öffnen des Streams zu
 	 *                                  einer bestehenden Resource oder falls
 	 *                                  keine passende Resource gefunden wurde.
 	 */
 	public static InputStream getInputStream( String source ) throws NullPointerException, IllegalArgumentException, IOException {
-		Validator.requireNotNull(source, "Resource source may not be null");
+		return getResourceURL(source).openStream();
-		Validator.requireNotEmpty(source, "Resource source may not be empty.");
-
-		InputStream in = null;
-
-		// See if source is a readable file
-		File file = new File(source);
-		try {
-			if( file.isFile() ) {
-				in = new FileInputStream(file);
-			}
-		} catch( FileNotFoundException fnfex ) {
-			// Somehow an exception occurred, but we still try other sources
-			in = null;
-		}
-		// File does not exist, try other means
-		// load ressource relative to .class-file
-		if( in == null ) {
-			in = Zeichenmaschine.class.getResourceAsStream(source);
-		}
-
-		// relative to ClassLoader
-		if( in == null ) {
-			in = Zeichenmaschine.class.getClassLoader().getResourceAsStream(source);
-		}
-
-		// load form web or jar-file
-		if( in == null ) {
-			in = new URL(source).openStream();
-		}
-
-		// One of the above got a valid Stream,
-		// otherwise an Exception was thrown
-		return in;
-	}
-
-	public static InputStream getInputStream( File file ) throws IOException {
-		Validator.requireNotNull(file, "Provided file can't be null.");
-		return new FileInputStream(file);
-	}
-
-	public static InputStream getInputStream( URL url ) throws IOException {
-		Validator.requireNotNull(url, "Provided URL can't be null.");
-		return url.openStream();
 	}
 
 	/**
-	 * Ermittelt zur angegebenen Quelle einen passenden {@link URL} (<em>Unified
-	 * Resource Locator</em>). Eine passende Datei-Resource wird wie folgt
-	 * ermittelt:
-	 * <ol>
-	 * <li>Ist {@code source} eine existierende Datei
-	 *    ({@code new File(source}.isFile() == true})?</li>
-	 * <li>Ist {@code source} ein relativer Pfad im Projekt ({@code getResource(source) != null})?.</li>
-	 * <li>Ist {@code source} im Classpath enthalten ({@code getClassLoader().getResource(source) != null})?</li>
-	 * <li>Ansonten erstellt ein {@link URL}-Objekt.</li>
-	 * </ol>
-	 * <p>
-	 * Ein {@code URL} für die erste gefundene Resource wird zurückgegeben.
-	 * Auftretende Exceptions
-	 * werden als {@link IOException} geworfen.
-	 * <p>
-	 * Bei einer Exception werden die folgenden Quellen nicht mehr abgefragt.
-	 * Eine {@link java.net.MalformedURLException} beim Konstruieren des {@code URL}
-	 * zu einer Datei verhindert daher, dass noch im Classpath gesucht wird.
-	 *
-	 * @param source Eine Quelle für die Resource (Absoluter Dateipfad,
-	 * 	Dateipfad im Classpath oder Netzwerkresource)
-	 * @return Ein {@code InputStream} für die Resource
-	 * @throws NullPointerException     Falls {@code source} {@code null} ist.
-	 * @throws IllegalArgumentException Falls {@code source} ein leerer String
-	 *                                  ist.
-	 * @throws IOException              Geworfen beim erzeugen eines URL zu
-	 *                                  einer bestehenden Resource.
-	 */
-	public static URL getResourceURL( String source ) throws NullPointerException, IllegalArgumentException, IOException {
-		Validator.requireNotNull(source, "Resource source may not be null");
-		Validator.requireNotEmpty(source, "Resource source may not be empty.");
-
-		File file = new File(source);
-		if( file.isFile() ) {
-			return file.toURI().toURL();
-		}
-
-		URL url;
-
-		url = Zeichenmaschine.class.getResource(source);
-		if( url != null ) {
-			return url;
-		}
-
-		url = Zeichenmaschine.class.getClassLoader().getResource(source);
-		if( url != null ) {
-			return url;
-		}
-
-		return new URL(source);
-	}
-
-	/**
-	 * Ver
 	 * @param source
 	 * @return
 	 * @throws IOException
 	 */
 	public static OutputStream getOutputStream( String source ) throws IOException {
-		Validator.requireNotNull(source, "Resource source may not be null");
+		try {
-		Validator.requireNotEmpty(source, "Resource source may not be empty.");
+			return Files.newOutputStream(Path.of(getResourceURL(source).toURI()));
-		URL url = getResourceURL(source);
+		} catch( URISyntaxException ex ) {
-		return getOutputStream(new File(url.getPath()));
+			throw new IOException(ex);
+		}
 	}
 
-	public static OutputStream getOutputStream( File file ) throws IOException {
+	public static BufferedReader getReader( String source ) throws IOException {
-		Validator.requireNotNull(file, "Provided file can't be null.");
+		return getReader(source, StandardCharsets.UTF_8);
-		return new FileOutputStream(file);
 	}
 
-	public static Reader getReader( String source ) throws IOException {
+	public static BufferedReader getReader( String source, Charset charset ) throws IOException {
-		return new InputStreamReader(getInputStream(source));
+		return new BufferedReader(new InputStreamReader(getInputStream(source), charset.newDecoder()));
 	}
 
-	public static Writer getWriter( String source ) throws IOException {
+	public static BufferedWriter getWriter( String source ) throws IOException {
-		return new OutputStreamWriter(getOutputStream(source));
+		return getWriter(source, StandardCharsets.UTF_8);
+	}
+
+	public static BufferedWriter getWriter( String source, Charset charset ) throws IOException {
+		return new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(getOutputStream(source), charset.newEncoder()));
 	}
 
 	private ResourceStreamProvider() {

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

@@ -1,9 +1,6 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
-
-import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
 
 import java.util.concurrent.Delayed;
-import java.util.concurrent.FutureTask;
 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
 public abstract class DelayedTask extends Task implements Delayed {

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

@@ -1,39 +1,22 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
 
 import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
 
 public abstract class FrameSynchronizedTask extends Task {
 
-	private static Thread mainThread;
-
-	private static final Thread getMainThread() {
-		if( mainThread == null ) {
-			mainThread = Thread.currentThread();
-			if( !mainThread.getName().equals(Constants.APP_NAME) ) {
-				// Need to search for main Zeichenthread ...
-			}
-		}
-		return mainThread;
-	}
-
 	@Override
 	public void run() {
 		initialize();
 		running = true;
 
-		Object lock = Zeichenmaschine.globalSyncLock;
+		final Object lock = Zeichenmaschine.globalSyncLock;
 
-		// start of thread in ms
-		final long start = System.currentTimeMillis();
 		// current time in ns
 		long beforeTime = System.nanoTime();
-		// store for deltas
+		// internal counters for tick and delta time
-		long overslept = 0L;
+		int _tick;
-		// internal counters for tick and runtime
+		double delta;
-		int _tick = 0;
-
-		double delta = 0.0;
 
 		while( running ) {
 			// delta in seconds
@@ -53,10 +36,7 @@ public abstract class FrameSynchronizedTask extends Task {
 				}
 			}
 		}
-
-		running = false;
 		done = true;
-
 		finish();
 	}
 

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

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
 
 import schule.ngb.zm.Constants;
 

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

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
 
 public abstract class RateLimitedTask extends Task {
 
@@ -17,7 +17,7 @@ public abstract class RateLimitedTask extends Task {
 		// store for deltas
 		long overslept = 0L;
 		// delta in ms
-		double delta = 0;
+		double delta;
 
 		running = true;
 		while( running ) {
@@ -47,10 +47,7 @@ public abstract class RateLimitedTask extends Task {
 			// Did we sleep to long?
 			overslept = (System.nanoTime() - afterTime) - sleep;
 		}
-
-		running = false;
 		done = true;
-
 		finish();
 	}
 

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

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
 
 import schule.ngb.zm.Updatable;
 

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

@@ -1,21 +1,15 @@
-package schule.ngb.zm.tasks;
+package schule.ngb.zm.util.tasks;
 
 import schule.ngb.zm.util.Log;
 
 import javax.swing.*;
 import java.util.concurrent.*;
-import java.util.logging.Logger;
 
 /**
  * Führt Aufgaben (Tasks) parallel zum Hauptprogramm aus.
  */
 public class TaskRunner {
 
-	private static final int POOL_SIZE = 4;
-
-	private static final int SHUTDOWN_TIME = 100;
-
-
 	private static TaskRunner runner;
 
 	public static TaskRunner getTaskRunner() {

src/test/java/schule/ngb/zm/ConstantsTest.java

@@ -2,6 +2,9 @@ package schule.ngb.zm;
 
 import org.junit.jupiter.api.Test;
 
+import java.util.Arrays;
+import java.util.stream.IntStream;
+
 import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
 
 class ConstantsTest {
@@ -169,4 +172,30 @@ class ConstantsTest {
 		assertTrue(0.0 <= d && 1.0 >= d, "Noise should be in Range 0 to 1. Was <" + d + ">.");
 	}
 
+	@Test
+	void choice() {
+		int[] values = IntStream.range(0,1000).toArray();
+		int[] choosen = Constants.choice(values, 1, false);
+		assertEquals(1, choosen.length);
+		assertTrue(Arrays.stream(values).anyMatch((i) -> i == choosen[0]));
+
+		int[] choosen4 = Constants.choice(values, 2000, false);
+		assertEquals(2000, choosen4.length);
+
+		int[] choosen2 = Constants.choice(values, 400, false);
+		assertEquals(400, choosen2.length);
+		assertTrue(Arrays.stream(choosen2).allMatch((i) -> Arrays.binarySearch(values, i)>=0 ));
+
+		int[] choosen3 = Constants.choice(values, 999, true);
+		assertEquals(999, choosen3.length);
+		assertTrue(Arrays.stream(choosen3).allMatch((i) -> Arrays.binarySearch(values, i)>=0 ));
+		for( int i = 0; i < choosen3.length; i++ ) {
+			for( int j = i+1; j < choosen3.length; j++ ) {
+				assertNotEquals(choosen3[i], choosen3[j], "Item "+i+" also found at index "+j);
+			}
+		}
+
+		assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> Constants.choice(values, 2000, true));
+	}
+
 }

src/test/java/schule/ngb/zm/TestAttraction.java

@@ -1,5 +1,6 @@
 package schule.ngb.zm;
 
+import schule.ngb.zm.layers.Shape2DLayer;
 import schule.ngb.zm.shapes.Rectangle;
 
 import java.awt.geom.Rectangle2D;

src/test/java/schule/ngb/zm/TestInput.java

@@ -2,8 +2,6 @@ package schule.ngb.zm;
 
 import schule.ngb.zm.shapes.*;
 
-import java.awt.geom.Point2D;
-
 public class TestInput extends Zeichenmaschine {
 
 	public static void main( String[] args ) {
@@ -23,7 +21,7 @@ public class TestInput extends Zeichenmaschine {
 		shapes.getShape(1).setFillColor(PINK);
 
 		text = new Text(10, 42, "");
-		text.setFontsize(32);
+		text.setFontSize(32);
 		text.setAnchor(NORTHWEST);
 		shapes.add(text);
 	}

src/test/java/schule/ngb/zm/TestTurtle.java

@@ -1,7 +1,7 @@
 package schule.ngb.zm;
 
-import schule.ngb.zm.turtle.TurtleLayer;
+import schule.ngb.zm.layers.TurtleLayer;
-import schule.ngb.zm.turtle.TurtleLayer.Turtle;
+import schule.ngb.zm.layers.TurtleLayer.Turtle;
 
 public class TestTurtle extends Zeichenmaschine {
 

src/test/java/schule/ngb/zm/anim/AnimationsTest.java

@@ -9,6 +9,7 @@ import schule.ngb.zm.Color;
 import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.Options;
 import schule.ngb.zm.Zeichenmaschine;
+import schule.ngb.zm.layers.ShapesLayer;
 import schule.ngb.zm.shapes.*;
 
 import java.util.concurrent.ExecutionException;
@@ -60,7 +61,7 @@ class AnimationsTest {
 
 	private void _animateMove( Shape s, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		s.moveTo(0, 0);
-		Future<Shape> future = Animations.animate(
+		Future<Shape> future = Animations.play(
 			s, runtime,
 			easing,
 			( e ) -> Constants.interpolate(0, zm.getWidth(), e),
@@ -89,25 +90,11 @@ class AnimationsTest {
 		final int midY = (int) (zm.getHeight() * .5);
 		final int radius = (int) (zm.getWidth() * .25);
 
-		Animator<Shape, Double> ani = new Animator<Shape, Double>() {
+		Future<Shape> future = Animations.play(
-			@Override
+			s, runtime, easing, (e) -> {
-			public double easing( double t ) {
+				double rad = Math.toRadians(Constants.interpolate(0, 360, e));
-				return easing.applyAsDouble(t);
-			}
-
-			@Override
-			public Double interpolator( double e ) {
-				return Constants.interpolate(0, 360, e);
-			}
-
-			@Override
-			public void applicator( Shape s, Double angle ) {
-				double rad = Math.toRadians(angle);
 				s.moveTo(midX + radius * Math.cos(rad), midY + radius * Math.sin(rad));
-			}
+			});
-		};
-
-		Future<Shape> future = Animations.animate(s, runtime, ani);
 		assertNotNull(future);
 		try {
 			assertEquals(s, future.get());
@@ -146,7 +133,7 @@ class AnimationsTest {
 	private void _animateRotate( Shape s, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		s.moveTo(zm.getWidth() * .5, zm.getHeight() * .5);
 		s.rotateTo(0);
-		Future<Shape> future = Animations.animate(
+		Future<Shape> future = Animations.play(
 			s, runtime,
 			easing,
 			( e ) -> s.rotateTo(Constants.interpolate(0, 720, e))
@@ -178,7 +165,7 @@ class AnimationsTest {
 	private void _animateColor( Shape s, Color to, int runtime, DoubleUnaryOperator easing ) {
 		s.moveTo(zm.getWidth() * .5, zm.getHeight() * .5);
 		final Color from = s.getFillColor();
-		Future<Shape> future = Animations.animate(
+		Future<Shape> future = Animations.play(
 			s, runtime,
 			easing,
 			( e ) -> Color.interpolate(from, to, e),

src/test/java/schule/ngb/zm/ml/MLMatrixTest.java

@@ -0,0 +1,426 @@
+package schule.ngb.zm.ml;
+
+import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
+import org.junit.jupiter.api.Test;
+import org.junit.jupiter.api.TestInfo;
+import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
+import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;
+import schule.ngb.zm.util.Timer;
+
+import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
+
+class MLMatrixTest {
+
+	private TestInfo info;
+
+	@BeforeEach
+	void saveTestInfo( TestInfo info ) {
+		this.info = info;
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void get( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 2, 3},
+			{4, 5, 6}
+		});
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+
+		assertEquals(1.0, M.get(0,0));
+		assertEquals(4.0, M.get(1,0));
+		assertEquals(6.0, M.get(1,2));
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void initializeOne( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix m = MatrixFactory.create(4, 4);
+		m.initializeOne();
+
+		assertEquals(mType, m.getClass());
+
+		for( int i = 0; i < m.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < m.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(1.0, m.get(i, j));
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void initializeZero( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix m = MatrixFactory.create(4, 4);
+		m.initializeZero();
+
+		assertEquals(mType, m.getClass());
+
+		for( int i = 0; i < m.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < m.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(0.0, m.get(i, j));
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void initializeRandom( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix m = MatrixFactory.create(4, 4);
+		m.initializeRandom();
+
+		assertEquals(mType, m.getClass());
+
+		for( int i = 0; i < m.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < m.columns(); j++ ) {
+				double d = m.get(i, j);
+				assertTrue(-1.0 <= d && d < 1.0);
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void multiplyTransposed( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix A = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0},
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0},
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0}
+		});
+		MLMatrix B = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 3, 5, 7},
+			{2, 4, 6, 8}
+		});
+
+		MLMatrix C = A.multiplyTransposed(B);
+
+		assertEquals(mType, A.getClass());
+		assertEquals(mType, B.getClass());
+		assertEquals(mType, C.getClass());
+
+		assertEquals(3, C.rows());
+		assertEquals(2, C.columns());
+		for( int i = 0; i < C.rows(); i++ ) {
+			assertEquals(50.0, C.get(i, 0));
+			assertEquals(60.0, C.get(i, 1));
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void multiplyAddBias( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix A = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0},
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0},
+			{1.0, 2.0, 3.0, 4.0}
+		});
+		MLMatrix B = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1.0, 2.0},
+			{3.0, 4.0},
+			{5.0, 6.0},
+			{7.0, 8.0}
+		});
+		MLMatrix V = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1000.0, 2000.0}
+		});
+
+		MLMatrix C = A.multiplyAddBias(B, V);
+
+		assertEquals(mType, A.getClass());
+		assertEquals(mType, B.getClass());
+		assertEquals(mType, C.getClass());
+		assertEquals(mType, V.getClass());
+
+		assertEquals(3, C.rows());
+		assertEquals(2, C.columns());
+		for( int i = 0; i < C.rows(); i++ ) {
+			assertEquals(1050.0, C.get(i, 0));
+			assertEquals(2060.0, C.get(i, 1));
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void transposedMultiplyAndScale( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix A = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 1, 1},
+			{2, 2, 2},
+			{3, 3, 3},
+			{4, 4, 4}
+		});
+		MLMatrix B = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1.0, 2.0},
+			{3.0, 4.0},
+			{5.0, 6.0},
+			{7.0, 8.0}
+		});
+
+		MLMatrix C = A.transposedMultiplyAndScale(B, 2.0);
+
+		assertEquals(mType, A.getClass());
+		assertEquals(mType, B.getClass());
+		assertEquals(mType, C.getClass());
+
+		assertEquals(3, C.rows());
+		assertEquals(2, C.columns());
+		for( int i = 0; i < C.rows(); i++ ) {
+			assertEquals(100.0, C.get(i, 0));
+			assertEquals(120.0, C.get(i, 1));
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void apply( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 1, 1},
+			{2, 2, 2},
+			{3, 3, 3},
+			{4, 4, 4}
+		});
+
+		MLMatrix R = M.apply(( d ) -> d * d);
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, R.getClass());
+		assertNotSame(M, R);
+
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					(i + 1) * (i + 1), R.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "apply", i, j)
+				);
+			}
+		}
+
+		MLMatrix M2 = M.applyInPlace(( d ) -> d * d * d);
+		assertSame(M, M2);
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					(i + 1) * (i + 1) * (i + 1), M.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "applyInPlace", i, j)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void add( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 1, 1},
+			{2, 2, 2},
+			{3, 3, 3},
+			{4, 4, 4}
+		});
+
+		MLMatrix R = M.add(M);
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, R.getClass());
+		assertNotSame(M, R);
+
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					(i + 1) + (i + 1), R.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "add", i, j)
+				);
+			}
+		}
+
+		MLMatrix M2 = M.addInPlace(R);
+		assertSame(M, M2);
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					(i + 1) + (i + 1) + (i + 1), M.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "addInPlace", i, j)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void sub( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 1, 1},
+			{2, 2, 2},
+			{3, 3, 3},
+			{4, 4, 4}
+		});
+
+		MLMatrix R = M.sub(M);
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, R.getClass());
+		assertNotSame(M, R);
+
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					0.0, R.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "sub", i, j)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void colSums( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3}
+		});
+
+		MLMatrix R = M.colSums();
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, R.getClass());
+		assertNotSame(M, R);
+
+		assertEquals(1, R.rows());
+		assertEquals(3, R.columns());
+		for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+			assertEquals(
+				(j+1)*4, R.get(0, j),
+				msg("(%d,%d)", "colSums", 0, j)
+			);
+		}
+	}
+
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void duplicate( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3},
+			{1, 2, 3}
+		});
+
+		MLMatrix R = M.duplicate();
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, R.getClass());
+		assertNotSame(M, R);
+
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					M.get(i, j), R.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "duplicate", i, j)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+	@ParameterizedTest
+	@ValueSource( classes = {DoubleMatrix.class, MatrixFactory.ColtMatrix.class} )
+	void scale( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(new double[][]{
+			{1, 1, 1},
+			{2, 2, 2},
+			{3, 3, 3},
+			{4, 4, 4}
+		});
+
+		MLMatrix M2 = M.scaleInPlace(2.0);
+
+		assertEquals(mType, M.getClass());
+		assertEquals(mType, M2.getClass());
+		assertSame(M, M2);
+
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					(i+1)*2.0, M2.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "scaleInPlace", i, j)
+				);
+			}
+		}
+
+		MLMatrix M3 = M.scaleInPlace(M);
+		assertSame(M, M3);
+		for( int i = 0; i < M.rows(); i++ ) {
+			for( int j = 0; j < M.columns(); j++ ) {
+				assertEquals(
+					((i+1)*2.0)*((i+1)*2.0), M.get(i, j),
+					msg("(%d,%d)", "addInPlace", i, j)
+				);
+			}
+		}
+	}
+
+	private String msg( String msg, String methodName, Object... args ) {
+		String testName = this.info.getTestMethod().get().getName();
+		String className = MatrixFactory.matrixType.getSimpleName();
+		return String.format("[" + testName + "(" + className + ") " + methodName + "()] " + msg, args);
+	}
+
+	//@ParameterizedTest
+	//@ValueSource( classes = {MatrixFactory.ColtMatrix.class, DoubleMatrix.class} )
+	void speed( Class<? extends MLMatrix> mType ) {
+		MatrixFactory.matrixType = mType;
+
+		int N = 10;
+		int rows  = 1000;
+		int cols  = 1000;
+
+		Timer timer = new Timer();
+
+		MLMatrix M = MatrixFactory.create(rows, cols);
+		timer.start();
+		for( int i = 0; i < N; i++ ) {
+			M.initializeRandom();
+		}
+		timer.stop();
+		System.err.println(msg("%d iterations: %d ms", "initializeRandom", N, timer.getMillis()));
+
+		timer.reset();
+
+		MLMatrix B = MatrixFactory.create(rows*2, M.columns());
+		B.initializeRandom();
+
+		timer.start();
+		for( int i = 0; i < N; i++ ) {
+			M.multiplyTransposed(B);
+		}
+		timer.stop();
+		System.err.println(msg("%d iterations: %d ms", "multiplyTransposed", N, timer.getMillis()));
+	}
+
+}

src/test/java/schule/ngb/zm/ml/MatrixTest.java

@@ -1,57 +0,0 @@
-package schule.ngb.zm.ml;
-
-import org.junit.jupiter.api.Test;
-
-import java.util.Arrays;
-
-import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
-
-class MatrixTest {
-
-	@Test
-	void initializeIdentity() {
-		Matrix m = new Matrix(4, 4);
-		m.initializeIdentity();
-
-		assertArrayEquals(new double[]{1.0, 0.0, 0.0, 0.0}, m.coefficients[0]);
-		assertArrayEquals(new double[]{0.0, 1.0, 0.0, 0.0}, m.coefficients[1]);
-		assertArrayEquals(new double[]{0.0, 0.0, 1.0, 0.0}, m.coefficients[2]);
-		assertArrayEquals(new double[]{0.0, 0.0, 0.0, 1.0}, m.coefficients[3]);
-	}
-
-	@Test
-	void initializeOne() {
-		Matrix m = new Matrix(4, 4);
-		m.initializeOne();
-
-		double[] ones = new double[]{1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
-		assertArrayEquals(ones, m.coefficients[0]);
-		assertArrayEquals(ones, m.coefficients[1]);
-		assertArrayEquals(ones, m.coefficients[2]);
-		assertArrayEquals(ones, m.coefficients[3]);
-	}
-
-	@Test
-	void initializeZero() {
-		Matrix m = new Matrix(4, 4);
-		m.initializeZero();
-
-		double[] zeros = new double[]{0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
-		assertArrayEquals(zeros, m.coefficients[0]);
-		assertArrayEquals(zeros, m.coefficients[1]);
-		assertArrayEquals(zeros, m.coefficients[2]);
-		assertArrayEquals(zeros, m.coefficients[3]);
-	}
-
-	@Test
-	void initializeRandom() {
-		Matrix m = new Matrix(4, 4);
-		m.initializeRandom(-1, 1);
-
-		assertTrue(Arrays.stream(m.coefficients[0]).allMatch((d) -> -1.0 <= d && d < 1.0));
-		assertTrue(Arrays.stream(m.coefficients[1]).allMatch((d) -> -1.0 <= d && d < 1.0));
-		assertTrue(Arrays.stream(m.coefficients[2]).allMatch((d) -> -1.0 <= d && d < 1.0));
-		assertTrue(Arrays.stream(m.coefficients[3]).allMatch((d) -> -1.0 <= d && d < 1.0));
-	}
-
-}

src/test/java/schule/ngb/zm/ml/NeuralNetworkTest.java

@@ -2,15 +2,14 @@ package schule.ngb.zm.ml;
 
 import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
 import org.junit.jupiter.api.Test;
+import schule.ngb.zm.Constants;
 import schule.ngb.zm.util.Log;
+import schule.ngb.zm.util.Timer;
 
-import java.io.File;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 import java.util.Random;
 
-import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
-
 class NeuralNetworkTest {
 
 	@BeforeAll
@@ -18,7 +17,14 @@ class NeuralNetworkTest {
 		Log.enableGlobalDebugging();
 	}
 
-	@Test
+	@BeforeAll
+	static void setupMatrixLibrary() {
+		Constants.setSeed(1001);
+		//MatrixFactory.matrixType = MatrixFactory.ColtMatrix.class;
+		MatrixFactory.matrixType = DoubleMatrix.class;
+	}
+
+	/*@Test
 	void readWrite() {
 		// XOR Dataset
 		NeuralNetwork net = new NeuralNetwork(2, 4, 1);
@@ -53,7 +59,7 @@ class NeuralNetworkTest {
 		}
 
 		assertArrayEquals(net.predict(inputs), net2.predict(inputs));
-	}
+	}*/
 
 	@Test
 	void learnXor() {
@@ -78,14 +84,14 @@ class NeuralNetworkTest {
 		}
 
 		// calculate predictions
-		double[][] predictions = net.predict(inputs);
+		MLMatrix predictions = net.predict(inputs);
 		for( int i = 0; i < 4; i++ ) {
-			int parsed_pred = predictions[i][0] < 0.5 ? 0 : 1;
+			int parsed_pred = predictions.get(i, 0) < 0.5 ? 0 : 1;
 
 			System.out.printf(
 				"{%.0f, %.0f} = %.4f (%d) -> %s\n",
 				inputs[i][0], inputs[i][1],
-				predictions[i][0],
+				predictions.get(i, 0),
 				parsed_pred,
 				parsed_pred == outputs[i][0] ? "correct" : "miss"
 			);
@@ -109,12 +115,16 @@ class NeuralNetworkTest {
 		for( int i = 0; i < trainingData.size(); i++ ) {
 			inputs[i][0] = trainingData.get(i).a;
 			inputs[i][1] = trainingData.get(i).b;
-			outputs[i][0] = trainingData.get(i).result;
+			outputs[i][0] = trainingData.get(i).getResult();
 		}
 
+		Timer timer = new Timer();
+
 		System.out.println("Training the neural net to learn "+OPERATION+"...");
+		timer.start();
 		net.train(inputs, outputs, TRAINING_CYCLES);
-		System.out.println("    finished training");
+		timer.stop();
+		System.out.println("    finished training (" + timer.getMillis() + "ms)");
 
 		for( int i = 1; i <= net.getLayerCount(); i++ ) {
 			System.out.println("Layer " +i + " weights");
@@ -136,19 +146,18 @@ class NeuralNetworkTest {
 		System.out.printf(
 			"Prediction on data (%.2f, %.2f) was %.4f, expected %.2f (of by %.4f)\n",
 			data.a, data.b,
-			net.getOutput()[0][0],
+			net.getOutput().get(0, 0),
-			data.result,
+			data.getResult(),
-			net.getOutput()[0][0] - data.result
+			net.getOutput().get(0, 0) - data.getResult()
 		);
 	}
 
 	private List<TestData> createTrainingSet( int trainingSetSize, CalcType operation ) {
-		Random random = new Random();
 		List<TestData> tuples = new ArrayList<>();
 
 		for( int i = 0; i < trainingSetSize; i++ ) {
-			double s1 = random.nextDouble() * 0.5;
+			double s1 = Constants.random() * 0.5;
-			double s2 = random.nextDouble() * 0.5;
+			double s2 = Constants.random() * 0.5;
 
 			switch( operation ) {
 				case ADD:
@@ -181,7 +190,6 @@ class NeuralNetworkTest {
 
 		double a;
 		double b;
-		double result;
 		CalcType type;
 
 		TestData( double a, double b ) {
@@ -189,6 +197,8 @@ class NeuralNetworkTest {
 			this.b = b;
 		}
 
+		abstract double getResult();
+
 	}
 
 	private static final class AddData extends TestData {
@@ -197,7 +207,9 @@ class NeuralNetworkTest {
 
 		public AddData( double a, double b ) {
 			super(a, b);
-			result = a + b;
+		}
+		double getResult() {
+			return a+b;
 		}
 
 	}
@@ -208,7 +220,9 @@ class NeuralNetworkTest {
 
 		public SubData( double a, double b ) {
 			super(a, b);
-			result = a - b;
+		}
+		double getResult() {
+			return a-b;
 		}
 
 	}
@@ -219,7 +233,9 @@ class NeuralNetworkTest {
 
 		public MulData( double a, double b ) {
 			super(a, b);
-			result = a * b;
+		}
+		double getResult() {
+			return a*b;
 		}
 
 	}
@@ -233,7 +249,9 @@ class NeuralNetworkTest {
 			if( b == 0.0 ) {
 				b = .1;
 			}
-			result = a / b;
+		}
+		double getResult() {
+			return a/b;
 		}
 
 	}
@@ -244,7 +262,12 @@ class NeuralNetworkTest {
 
 		public ModData( double b, double a ) {
 			super(b, a);
-			result = a % b;
+			if( b == 0.0 ) {
+				b = .1;
+			}
+		}
+		double getResult() {
+			return a%b;
 		}
 
 	}

src/test/java/schule/ngb/zm/util/FileLoaderTest.java

@@ -1,6 +1,7 @@
 package schule.ngb.zm.util;
 
 import org.junit.jupiter.api.Test;
+import schule.ngb.zm.util.io.FileLoader;
 
 import java.util.List;
 

src/test/java/schule/ngb/zm/util/events/EventDispatcherTest.java

@@ -1,4 +1,4 @@
-package schule.ngb.zm.events;
+package schule.ngb.zm.util.events;
 
 import org.junit.jupiter.api.Test;