# robotkarol.sty v3.6 — Cheatsheet Robot-Karol-Welten als Schrägbild und Blockprogramme in der Optik von **Robot Karol Online** () für die Reihe **„Karol-Gesellenstück"** (Kl. 8, LB 1 Algorithmen). Kompilierung mit **LuaLaTeX**, expl3 durchgehend. Lädt tikz, listings, struktex, graphicx. **Neu in v3.0:** `\karolzeile` zeichnet im selben Design wie die `karolwelt`-Umgebung (→ §2), und Blöcke lassen sich als Inline-Blöcke in den Fließtext setzen (→ §4). --- ## 1. Weltnotation Ein Zeichen = ein Feld. **Leerzeichen im Weltstring werden ignoriert** (zur Lesbarkeit erlaubt: `> Z . M Q`). | Zeichen | Bedeutung | |---|---| | `>` `<` | Karol, Blick nach rechts / links | | `^` | Karol, vom Betrachter abgewandt (Pfeil-Badge nach hinten) | | `v` | Karol, dem Betrachter zugewandt (Pfeil-Badge nach vorn) | | `.` | leeres Feld | | `Z` | 1 Ziegel | | `1` … `9` | Ziegelstapel der angegebenen Höhe | | `M` | Marke (flache gelbe Platte) | | `Q` | Quader / Wand | | `{…}` | **mehrere Objekte auf EINEM Feld**, von unten nach oben | Unbekannte Zeichen erzeugen eine Warnung und werden ignoriert. ### Gruppen `{…}` — das Neue in v2.0 ```latex {M>} % Karol steht auf einer Marke {2M} % Marke liegt auf einem 2er-Stapel {3>} % Karol steht auf einem 3er-Stapel {2M>} % Karol auf Marke auf 2er-Stapel ``` Reihenfolge = Baureihenfolge von unten nach oben, wie im echten Karol. --- ## 2. Welten zeichnen ```latex \karolzeile{>....Q} \karolzeile[skalierung=0.8, nummern=false]{.MMMM{M>}.} \karolzeile[hervorheben={2,4}]{..Z.Z>} % Felder 2 und 4 markieren \karolzeile[titel={\textbf{Soll}}, hinweis={Karol trägt 3 Ziegel.}]{>...} \karolgitter{8} % leeres Gitter zum Eintragen \karolpaar{>....Q}{....>Q} % vorher → nachher \karolpaar[skalierung=0.95][titel={\textbf{Soll}}]{>Z.Z.Z}{..Z.Z>} % └ beide Bilder ┘└ nur „nachher" ┘ ``` **Schlüssel** (für `\karolzeile`, `\karolgitter`, beide Optionen von `\karolpaar`): `skalierung` (Faktor, Vorgabe 1), `nummern` (true/false), `titel` (über dem Bild), `hinweis` (kursiv darunter), `hervorheben` (Komma-Liste von Feldnummern), `rahmen` (true/false, Vorgabe **false**), `hoehe` (Raumhöhe des Rahmens in Ziegellagen, Vorgabe 3). Die **Feldnummern stehen vor der vordersten Gitterkante** (blau, klein). Im Schrägbild würde eine Nummer auf dem Feld von jedem Ziegelstapel verdeckt; so bleibt die Zuordnung Zahl ↔ Feld immer lesbar. **`hervorheben`** zeichnet einen **magentafarbenen** Rahmen knapp außerhalb des Feldes und färbt dessen Nummer mit — rot wäre neben den reinroten Ziegelkanten nicht zu erkennen. Farbe: `hervorfarbe`. ### Design ab v3.0 `\karolzeile` benutzt dieselben Zeichenbausteine wie die `karolwelt`-Umgebung: gleiche Projektion, blaues Bodengitter, flache dunkelrote Ziegel mit leuchtenden Lagenkanten, Markenplatte mit Diagonalkreuz, grauer Quader, derselbe Avatar. **Eine Zeilen-Welt ist optisch eine `karolwelt` mit `laenge=1`** — nur die Eingabe ist kürzer. Den Raumrahmen (gestrichelte Wände, oberer Rahmen) zeichnet sie auf Wunsch mit `rahmen`; für eine einzelne Reihe ist er meist zu wuchtig. Die Marke ist — wie in der `karolwelt` — eine flache Platte ohne Bauhöhe: `{M>}` setzt Karol auf die Marke, ohne ihn anzuheben. ### Figur wählen (v3.5) ```latex \karolfigur{karol} % Vorgabe: die schlichtere Figur \karolfigur{emma} % langes Haar, Blume in der Hand \karolsetup{figur=emma} % gleichwertig ``` Wirkt auf `\karolzeile` **und** `karolwelt`; in einer Gruppe gesetzt gilt es nur dort. Emma ist aus derselben Figur gebaut wie Karol (Nachbau, keine Kopie); ihre Farben `karolEmmaShirt`, `karolEmmaHaar`, `karolEmmaBluete`, `karolEmmaStiel` lassen sich per `\colorlet` ändern. ### Schriften (v3.6) Vorgabe sind die Schriften der Online-Oberfläche: Beschriftungen in **Noto Sans**, Programmtext (`karolcode`, `\kb`, `\kw`) in **Hack**. Dafür lädt das Paket `fontspec`. Noto Sans liegt in TeX Live, Hack nicht — fehlt es im System, nimmt das Paket **DejaVu Sans Mono** (Hacks Vorläufer) und schreibt das in die `.log`. ```latex \usepackage[schrift=dokument]{robotkarol} % \sffamily/\ttfamily wie bis v3.5 \karolsetup{schrift=karol} % zurück zur Karol-Schrift \karolsetup{textschrift={\fontspec{Fira Sans}}} \karolsetup{codeschrift={\ttfamily}} \karolschrift \karolcodeschrift % Umschalter für eigenen Text ``` - `schrift=dokument` ist **Paketoption**: nur so bleibt `fontspec` ungeladen. Zur Laufzeit umschalten geht trotzdem — aber `schrift=karol` ist dann wirkungslos (mit Warnung), die Schriften fehlen ja. - `titel` und `hinweis` einer Welt bleiben absichtlich in der Dokumentschrift — sie sind Text, keine Beschriftung der Zeichnung. - Mit `schrift=dokument` ist die Ausgabe pixelgleich zu v3.5 (geprüft). ### Volle Welten: `karolwelt` ```latex \begin{karolwelt}[breite=5, laenge=4, hoehe=6, ansicht=3d] \karol[x=1, y=4, richtung=osten] \ziegel[x=2, y=3, anzahl=2, bisx=4] % Bereich x=2..4 \marke[x=5, y=1, farbe=cyan!60] \quader[x=4, y=2, bisy=3] % \wand = Synonym \end{karolwelt} ``` Koordinaten wie in Karol Online: `x` = Spalte von links, **`y` = Zeile von hinten** (y=1 in 2D oben, in 3D hinten). `ansicht=2d` gibt die Draufsicht. `richtung`: `osten`/`westen`/`norden`/`sueden` (Synonyme `rechts`/`links`/`hinten`/`vorn`). ```latex \karollegende % umbruchfähige Standardlegende \karollegendenitem{{2M}}{Marke auf Stapel} % eigener Legendeneintrag ``` --- ## 3. Blockprogramme (Blockly-Stil) ```latex \begin{karolbloecke} % optional: [skalierung=0.9] \bwiederholesolange{NichtIstWand}{% \bwenndann{IstZiegel}{% \bbefehl{Aufheben}} \bbefehl{Schritt}} \end{karolbloecke} ``` | Kommando | Block | |---|---| | `\bbefehl[1]{Schritt}` | violetter Anweisungsblock; optionale Zahl als Pille | | `\bwiederholemal{5}{…}` | Zählschleife (grün), Zahl als Pille | | `\bwiederholesolange{Bed}{…}` | kopfgesteuerte Schleife (grün) | | `\bwiederholeimmer{…}` | Endlosschleife | | `\bwenndann{Bed}{…}` | einseitige Verzweigung (grün) | | `\bwenndannsonst{Bed}{…}{…}` | zweiseitige Verzweigung mit sonst-Balken | | `\bbedingung{IstZiegel}` | stahlblaues Rundrechteck mit **linkem Stecker**, auch inline | | `\bist{Norden}` | Himmelsrichtung als **Auswahlmenü** (helle Pille + Dreieck) | | `\bnichtist{Norden}` | dasselbe verneint (`NichtIst`) | | `\bbedingung{}` bzw. `\bwiederholesolange{}{…}` | **weißer Leersockel** (Lücke) | | `\bluecke[7em]` | gestrichelter Geisterblock für Lückenaufgaben | | `\bkommentar{Text}` | Kommentarblock (khaki) mit `//`-Präfix, Karol-Platzhalterstil | | `\baufruf[1]{TueEtwas}` | Aufruf einer eigenen Anweisung (rot); Name in einer **Auswahlpille mit Dreieck** | | `\banweisung{TueEtwas}{…}` | Definition einer eigenen Anweisung (roter C-Block) | | `\bhauptprogramm` | Hauptprogramm-Hut (graubraun, ohne obere Kerbe) | - Innerhalb der `{…}`-Rümpfe Blöcke einfach untereinander schreiben; `%` am Zeilenende wie üblich gegen Leerzeichen. - Verschachtelung beliebig tief (Schleife in Schleife, wenn in solange …). - Für Blöcke im Fließtext → §4. ### Himmelsrichtungen (v3.1) ```latex \bist{Norden} % eigenständiges Bedingungsplättchen \bwenndann{\bist{Norden}}{…} % als Bedingung eines Kontrollblocks \bwiederholesolange{\bnichtist{Osten}}{…} ``` `\bist` / `\bnichtist` erkennen selbst, wo sie stehen: **allein** bauen sie das ganze Plättchen, **innerhalb eines Blocks** nur dessen Beschriftung — sonst säße ein Plättchen im Plättchen. Richtungen sind freier Text (`Norden`, `Süden`, `Osten`, `Westen`). Das **Auswahldreieck** hat die volle Blockfarbe auf der `!40!white`-Pille; Seitenlänge 0.325 × Pillenhöhe, Spitze auf der Textgrundlinie (alles aus der Oberfläche gesampelt). Denselben Menüpfeil trägt `\baufruf` — dort wird die aufzurufende Anweisung ausgewählt; `\banweisung` (die Definition) zeigt den Namen ohne Dreieck. ### Farben Voreinstellung = **exakt aus der Karol-Online-Oberfläche gesampelt** (systematische 91/165-Palette, Pillen als `blockfarbe!40` mit schwarzer Schrift). Jeder Block trägt einen 3D-Anschliff wie im Original: jede nach **oben oder links** zeigende Kante ist aufgehellt (`blockfarbe!70!white`), jede nach **unten oder rechts** zeigende abgedunkelt (`blockfarbe!80!black`), 0.045 em stark. Die Striche liegen vollständig innerhalb des Blocks, sodass Blöcke exakt ineinander passen und sich nicht überlagern. Das ist der leichte 3D-Anschliff des Originals — und vor allem sorgt es dafür, dass **gleichfarbige Blöcke voneinander abgesetzt** sind: ein grüner `wenn`-Block in einer grünen Schleife wäre sonst nicht zu erkennen. Beschriftungen sind wie im Original **normal** gesetzt, nicht fett. | Schlüssel | Voreinstellung | betrifft | |---|---|---| | `befehlfarbe` | RGB 116,91,165 (violett) | `\bbefehl` | | `schleifenfarbe` | RGB 91,165,91 (grün) | wiederhole-Blöcke | | `verzweigungfarbe` | RGB 91,165,91 (grün) | wenn/dann | | `bedingungfarbe` | RGB 91,128,165 (stahlblau) | `\bbedingung` | | `anweisungfarbe` | RGB 165,91,98 (rot) | `\baufruf`, `\banweisung` | | `kommentarfarbe` | RGB 165,150,91 (khaki) | `\bkommentar` | | `hutfarbe` | RGB 130,123,117 | `\bhauptprogramm` | **Ziegel wie im Original:** flacher dunkelroter Körper (RGB 150,8,8), jede Lage auf allen Sichtflächen leuchtend rot (255,0,0) umrandet — die Stapelhöhe ist seitlich abzählbar. Weltfarben (wirken auf `\karolzeile` **und** `karolwelt`, die dieselben Bausteine zeichnen): | Schlüssel | Voreinstellung | betrifft | |---|---|---| | `feldbreite` | 8.4 mm | Kantenlänge eines Feldes | | `ziegelfarbe` | reines Rot | Lagenkante; Körper = `!59!black` | | `ziegelkoerperfarbe` | RGB 150,8,8 | nur die Ziegelflächen | | `ziegelkantenfarbe` | RGB 255,0,0 | nur die Lagenkanten | | `markenfarbe` | RGB 250,205,60 | Markenplatte | | `quaderfarbe` | RGB 128,128,128 | Quader / Wand | | `bodenfarbe`, `gitterfarbe` | RGB 45,45,215 | Bodengitter (Synonyme) | | `hervorfarbe` | RGB 226,0,122 | `hervorheben` | --- ## 4. Inline-Blöcke im Fließtext (v3.0) Die `\i…`-Kommandos setzen **genau einen Block in die laufende Zeile**: ```latex Mit \iwenndann{IstZiegel} prüft Karol, ob ein Ziegel vor ihm liegt; \iwiederholemal{5} wiederholt fünfmal, \ibefehl{Schritt} geht weiter. ``` - Die **Textgrundlinie des Blocks liegt exakt auf der Grundlinie des umgebenden Textes**, die Beschriftung übernimmt dessen **Schriftgröße** (im Stapel bleibt es bei `\footnotesize`). - Kerbe, Nase und Innenabstände sind inline flacher, damit die Blockhöhe der Zeilenhöhe nahekommt. - **Mehrzeilige Blöcke gibt es inline nicht.** Schleifen, Verzweigungen und eigene Anweisungen erscheinen nur mit ihrem Kopf — `\iwenndann{IstZiegel}` ergibt den Block „wenn ⟨IstZiegel⟩ dann". Für echte Rümpfe bleibt `karolbloecke` zuständig. | Inline | entspricht im Stapel | |---|---| | `\ibefehl[3]{Schritt}` | `\bbefehl[3]{Schritt}` | | `\iaufruf[2]{Treppe}` | `\baufruf[2]{Treppe}` | | `\ianweisung{Treppe}` | Kopf von `\banweisung` | | `\ikommentar{Text}` | `\bkommentar{Text}` | | `\ihauptprogramm` | `\bhauptprogramm` | | `\iwiederholemal{5}` | Kopf von `\bwiederholemal` | | `\iwiederholesolange{Bed}` | Kopf von `\bwiederholesolange` | | `\iwiederholeimmer` | Kopf von `\bwiederholeimmer` | | `\iwenndann{Bed}` | Kopf von `\bwenndann` | | `\isonst` | sonst-Balken von `\bwenndannsonst` | | `\ibedingung{Bed}` | `\bbedingung{Bed}` | | `\iist{Norden}` | `\bist{Norden}` | | `\inichtist{Norden}` | `\bnichtist{Norden}` | | `\iluecke[4em]` | `\bluecke[7em]` | Die `\b…`-Kommandos **erkennen den Fließtext selbst** und setzen dort ebenfalls inline; die `\i…`-Fassungen ersparen nur die leeren Rumpf-Argumente und erzwingen den Modus auch im Stapel. > **Stolperstein:** Inline-Blöcke sind breite, unzerbrechliche Kästen. In > schmalen Spalten kann TeX sie nicht immer umbrechen — dann hilft > `\sloppy` oder eine höhere `\tolerance` für den Absatz. --- ## 5. Unverändert aus v1.0 - `karolcode`-Umgebung (listings) mit `\kb{…}` / `\kw{…}` - struktex-Wrapper, `\leeranweisung`, `\stklucke[Breite]` --- ## 6. Migration Alte Weltstrings kompilieren unverändert weiter. Zu beachten: 1. **`{M>}`-Gruppen nutzen**, wo Karol auf Marke/Ziegel steht — die Kursiv-Hinweise („Karol steht auf der Marke") entfallen dann: - AB 5, B2 nachher: `.MMMM>.` → `.MMMM{M>}.` - AB 5, G2 nachher: `......>.` → `......{M>}.` - Lehrkraft-Dokument: W1.3, W2.4, W3.x analog prüfen. 2. Stapelziffern `2`/`3` rendern jetzt **echte Ziegelstapel** (vorher Ziffer im Quadrat) — Bildhöhen ändern sich leicht. 3. `\karollegende` ist jetzt umbruchfähiger Fließtext statt tabular — in `center`-Umgebungen wie bisher verwendbar. 4. Neu verfügbar: `hervorheben`, Stapel `4`–`9`, `\karolsetup`, gesamtes Blockmodul. ### v3.5 → v3.6 Blockbeschriftungen und Programmtext stehen jetzt in Noto Sans bzw. Hack; **Blöcke werden dadurch etwas breiter und höher**, Umbrüche können sich verschieben. Wer das alte Bild braucht: `\usepackage[schrift=dokument]{robotkarol}`. Vorgegeben ist wieder die Figur `karol`; wer Emma aus v3.5 behalten will, schreibt `\karolfigur{emma}` in die Präambel. ### v3.0 → v3.1 Nur eine sichtbare Änderung: **`\baufruf` zeigt den Namen jetzt in einer Auswahlpille mit Dreieck** statt als blanken Text — so wie in Robot Karol Online. Alle anderen Blöcke sind unverändert. ### v2.x → v3.0 Alle Kommandos und Schlüssel bleiben gültig; **die Bilder sehen anders aus**: 1. `\karolzeile` zeichnet im `karolwelt`-Design (steilere Projektion, blaues Gitter, Karol-Online-Farben). Die Bilder werden **höher und etwas breiter** — Layouts mit knappem Platz prüfen. 2. Feldnummern stehen jetzt **unter** dem Gitter statt auf der Kachel-Stirnfläche. 3. `hervorheben` ist **magenta** statt rot (`hervorfarbe` stellt es um). 4. Die Marke hebt Karol nicht mehr an (flache Platte wie in der `karolwelt`). 5. `\karollegende` ist kleiner skaliert (0.42) und bricht um. 6. `ziegelfarbe` setzt jetzt die leuchtende **Lagenkante** und leitet den Körper daraus ab (59 %). `ziegelkoerperfarbe` / `ziegelkantenfarbe` steuern beide Flächen weiterhin einzeln — **nach** `ziegelfarbe` setzen. 7. Der Name `\karolwelt` gehört seit v3.0 der **Umgebung**; die Zeilen-Welt heißt `\karolzeile`. --- ## 7. Interna / Stolpersteine (expl3) - pgf schaltet im Bildkontext auf `\nullfont`: **Boxen immer VOR dem `tikzpicture` füllen**, nie darin (sonst leere Box ohne Fehler). - Aus demselben Grund ist **`em`/`ex` in Pfadkoordinaten innerhalb des Bildes = 0pt** — em-Maße vor dem Bild in dim-Register auslagern (degenerierte Pfade + rounded corners erzeugen sonst Mini-Bogen-Artefakte). - fp-Variablen in pgfmath-Koordinaten stets mit `\fp_use:N`. - eTeX-Dim-Ausdrücke kennen kein `-(…)` — `0pt-(…)` schreiben. - Ziffern sind in expl3-CS-Namen unzulässig (`\l__x_bm2_dim` zerfällt). - Blockstapelung: `\baselineskip=0`, `\lineskiplimit=\maxdimen`; Bounding-Box ohne Nase, damit die Nase in die Kerbe des Folgeblocks ragt. Inline dagegen zählt die Nase mit (Zeilenabstand). - `rounded corners` **überläuft**, wenn ein Segment kürzer als zwei Eckradien ist → pgf zeichnet einen entarteten Bogen, der als Spitze heraussticht. Fällt nur bei gestrichenen Pfaden auf (`\bluecke`), nicht bei `fill`+`draw=none`. Deshalb: an Kerbe und Nase `sharp corners`, nur die Außenecken runden. Der Modus muss **vor** der betroffenen Koordinate stehen.