###################################
### DM2_w25 # AGruber@tugraz.at ###
### hu_06 UN_headquaters  NYC   ### CRVs 4 ROLLER.COASTER | SETUP
###################################


##############################
import rhinoscriptsyntax as rs
import random, time, sys   ###
sys.path.append("P:/")     ###
import DM_lib as dm        ### dm.reload_lib(dm)
##############################      

rs.UnitSystem(4)                                            # meters = 4, cm = 3 etc stellt einheiten auf meter um
rs.ShowGrid(None, False)                                    # grid > False = off
rs.ShowGridAxes(None, True)                                 # y/y/z axen display > False/True = off/on
rs.ViewDisplayMode(rs.CurrentView(), "wireframe")
rs.Command("cplane w t enter", False)				        # cPlane World Top
dm.PointRadius(displayModeX=0, rad=3, styl=3)               # 0 => wireframe | info: (.., verbose=1)
dm.PointRadius(displayModeX=1, rad=4, styl=1)               # 1 => shaded    | info: (.., verbose=1)
dm.PointRadius(displayModeX=2, rad=2, styl=0)               # 2 => rendered  | info: (.., verbose=1)
dm.printDisplay(state=False)                                # nomen est omen
rs.EnableRedraw(False)



###_________________________________________#
### basic settings for grid to fit UN_slab  #
###                                         # ! no need 2 change !
floors = H  = dm.H = 40                     # default=40 / incl roof
slabs  = L  = dm.L = 11                     # default=11
depth  = D  = dm.D =  4                     # default= 4 / division in building_depth
floorHeight = fH = dm.fH = 4.0              # default= 4.0 / 4.0*(H-1) = 156 meters
                                            #
#############                               # get gridCoords L*D*H = 1760
UnoGridCoords = dm.getUnoGridCoords()       # get from DM_lib as dm
#################___________________________#


#######################
### my little helper: ###############
### gC (get_Coord) im UN_grid !     #
def gC(L,D,H):
    return dm.gC(L,D,H)  # definition gc get cord nach laenge tiefe hoehe angabe koordinaten fuer einen dieser punkte berechnen kann 
# return ist immer der rueckgabewert 
#####################################

##################
depthVec  = dVec = rs.VectorUnitize(rs.VectorSubtract( gC(0, 0, 0), gC(0, 2, 0) ))  ## vektor wird normalisiert und hat laenge eins
lengthVec = lVec = rs.VectorUnitize(rs.VectorSubtract( gC(0, 0, 0), gC(1, 0, 0) ))  ####
##################



dm.newEmptyLayer("UNO::setUp", [120,120,140])
if 1: ### SETUP >> dont' exec @ homework !
    if 0: rs.AddPoints(UnoGridCoords)### just 4 reference ## zeichnen des referenzrasters 
    if 1:
        rs.AddPoints(UnoGridCoords)
        cor = gC(0, 0, 0)
        rs.AddLine( gC(0, 0, 0), gC(10, 0, 0) )
        rs.AddLine( gC(0, 0, 0), gC(0,  3, 0) )
        rs.AddLine( gC(0, 0, 0), gC(0, 0, 30) )
        rs.ObjectColor(rs.AllObjects()[2], [0, 222, 0] ), rs.CurveArrows(rs.AllObjects()[0], 2)
        rs.ObjectColor(rs.AllObjects()[1], [222, 0, 0] ), rs.CurveArrows(rs.AllObjects()[1], 2)
        rs.ObjectColor(rs.AllObjects()[0], [0, 0, 222] ), rs.CurveArrows(rs.AllObjects()[2], 2)
        rs.ObjectPrintWidth( rs.AllObjects()[0:3], 0.5 )
        
        p0 = gC(  0, 0, 0)
        p1 = gC( 10, 0, 0)
        p2 = gC( 10, 3, 0)
        p3 = gC(  0, 3, 0)
        unoBaseCoords = [p0, p1, p2, p3, p0]
        unoBaseCrv = rs.AddCurve( unoBaseCoords, 1)
        unoTopCoords = [dm.gC(  0, 0, 39),
                        dm.gC( 10, 0, 39),
                        dm.gC( 10, 3, 39),
                        dm.gC(  0, 3, 39),
                        dm.gC(  0, 0, 39),
                       ]
        unoTopCrv = rs.AddCurve( unoTopCoords, 1)
        rs.ZoomExtents()
    if 0: ### long version
        coords = []
        for y in range(11):
            for z in range(0, 40, 2):  ### z== intervall
                for x in range(0, 4, 3):
                    coords.append( dm.gC(y,x,z) )
        rs.AddPoints( coords )
        dm.SetObjDisplayModeAllViewports(rs.AddPoints( coords ), displaymodeX=0, verbose=1)
    
    if 1: ### smart version / comprehension
        pnts = rs.AddPoints([ dm.gC(y,x,z) for y in range(11) for z in range(0, 40, 2) for x in range(0, 4, 3) ])
        dm.SetObjDisplayModeAllViewports(pnts, displaymodeX=2, verbose=0) ### 2 == rendered


    
    
    #### CAMERA
    #### set / get camera
    if 0:
        print ("ViewNames :"),
        print (rs.ViewNames())
        
        cam = gC(5, -20, 19.5)
        tar = gC(5, 0, 19.5)
        rs.AddLine( cam, tar )
        
        #dm.setCameraTarget( cam, tar, 500.0, 0, 0, 0)
        dm.setCameraTarget(cam, tar, 50.0, 0, 0, 0) # fuer kameraeinstellunge 
        rs.ViewProjection(view='Perspective', mode=1)   ### 1 = parallel, 2 = perspective, 3 = two point perspective
        dm.getCameraTarget(view=rs.CurrentView(), verbose=1)
        dm.setCameraTarget( [334.42526127, 493.18649387, 171.88081703], [756.84885751, 592.83573956, 82.0], lens=50.0, rota=0, upVec=[0,0,1] ) # ... danke, andi !

#######################################
################ HERE YOU GO AS YOU GO:
dm.newEmptyLayer("myPROJ", [111,111,111])  ### neuer layer fuer projekt

import math
### parameter 
height = dm.fH * (dm.H -1) # gesamthoehe des gebaeudes 
radius_building = 18.0 # abstand der rutsche von mittelachse
amplitude = 2.5 # wellenfoermige auslenkung
turns = 2.5 # wie oft sich kurve um gebaeude dreht
segments = 300 # je mehr desto glatter
tube_radius = 0.8 # dicke der roehre 
color_r = [150, 150, 150] # farbe grau

## kontrollkurve geschwungene roehre
center_base = gC(5, 1.5, 0)  # startpunkt der spirale in gebaeude mitte auf hoehe null
center = (center_base[0] + 8.0, center_base[1], center_base[2]) # die fassade wird um acht meter verschoben 

## kurve geschwungene spiralbahn

points = []
for i in range(segments +1):
    t = float(i) / segments  # wert von null bis eins fuer verlauf der kurve
    z = t*height  ## die hoehe steigt linear
    angle = t * turns * 2 * math.pi  # drehwinkel
    
    r_offset = math.sin(t * math.pi *2) * amplitude
    r_outside = math.cos(t * math.pi * 1.3) * 4.0
    r = radius_building + r_offset + r_outside 
    
    x = center[0] + r * math.cos(angle + math.sin(t*3)*0.2) # fuer wellenform
    y = center[1] + r * math.sin(angle + math.sin(t*2)*0.2)
    
    points.append((x, y, z))
    
main_curve = rs.AddCurve(points, 3) ### geschwungene kurve wird erzeugt
rs.ObjectName(main_curve, "main_spiral")
rs.ObjectColor(main_curve, color_r)




rings = []
n_rings = 30
n_circle_pts = 20

### ringe entlang der kurve 

t0, t1 = rs.CurveDomain(main_curve)    ## start und endparamter der kurve
for i in range(n_rings):  ### dreissig wiederholungen 
    param = t0 + (t1-t0) * i / (n_rings -1)  ### gleichmaessige verteilung 
    base_pt = rs.EvaluateCurve(main_curve, param)  ### 
    plane = rs.CurvePerpFrame(main_curve, param)  ## an jedem abschnitt einen kreis senkrecht zur kurve
    xdir = rs.VectorUnitize(plane.XAxis)  ### definieren der richtungen 
    ydir = rs.VectorUnitize(plane.YAxis)
    
    
    
    ring_pts = []  ### um jeden punkt wird ein kreis gezogen 
    for j in range(n_circle_pts):
        a = 2 * math.pi * j / n_circle_pts
        offset = rs.VectorAdd(
            rs.VectorScale(xdir, math.cos(a) * tube_radius),
            rs.VectorScale(ydir, math.sin(a) * tube_radius)
        )
        ring_pts.append(rs.PointAdd(base_pt, offset))
    ring_curve = rs.AddPolyline(ring_pts + [ring_pts[0]])  ### verbinden der punkte zu geschlossenem ring 
    rs.ObjectColor(ring_curve, color_r)
    rings.append(ring_curve)  ### kreise werden gespeichert fuer spaetere ausfuehrung von loft 
    

for i in range(0, n_rings, 5):  ### bei jedem fuenften ring eine verbindung
    param = t0 + (t1 - t0) *i / (n_rings -1)
    base_pt = rs.EvaluateCurve(main_curve, param)  ## punkt auf der roehre 
    facade_pt = rs.PointAdd(base_pt, (random.uniform(-2,2), -6, -3))
    line = rs.AddLine(base_pt, facade_pt)  ## zeichnen
    rs.ObjectColor(line, [180, 180, 180])  ### hellgrau
    
    
    
rs.ZoomExtents()  ### fuer sichtbarkeit 
print("spirale")


# surface 
if len(rings) >= 2:
    tube_srf = rs.AddLoftSrf(rings, start=None, end=None, loft_type=0) ### erzeugt oberflaeche alle ringe werden zu geschlossener flaeche verbunden
    if tube_srf:
        rs.ObjectColor(tube_srf, [150, 150, 150])
        rs.ObjectName(tube_srf, "tube_surface")
        
        
        
        
        




### weiter ergaenzung nummer zwei
#################################################################
################### here u go as u go



if len(rings) >= 2:
    tube_srf = rs.AddLoftSrf(rings, start=None, end=None, loft_type=0)
    if tube_srf:
        rs.ObjectColor(tube_srf, [150, 150, 150])
        rs.ObjectName(tube_srf, "tube_surface")


if 'tube_srf' in globals():

    num_layers = 4
    scale_step = 1.12   # macht jede Schicht breiter

    # Mittelpunkt der Roehre bestimmen
    #### eine box um die roehre wird erzeugt fuer die ausdehnung
    #### NEUER BEFEHL boundingbox 
    bb = rs.BoundingBox(tube_srf)
    #### berechnen vom mittelpunkt bbnull unterste ecke bb6 gegenueberliegende oberste ecke
    ### skalierung um diesen punkt 
    center = (
        (bb[0][0] + bb[6][0]) / 2.0,
        (bb[0][1] + bb[6][1]) / 2.0,
        (bb[0][2] + bb[6][2]) / 2.0
    )

    for i in range(1, num_layers + 1):

        s = scale_step ** i
        
#### auraroehree mystisch
        aura = rs.ScaleObject(
            tube_srf,
            center,
            [s, s, 1],     # in x richtung um faktor s vergroessern in y richtung um faktor s vergroessern in z nicht bleibt gleich
            copy=True
        )
### roehren bekommen hellere farbe dadurch wirken sie verschieden 
        rs.ObjectColor(aura, [150 + i*10, 150 + i*10, 150 + i*10])
        rs.ObjectName(aura, "aura_layer_" + str(i))   ### layer





###########################################
### here you go as you go nummer zwei
### erstellen von u profilen fuer fassade
###########################################

# parameter
u_width      = 1.2     # dichte der u profile entlang fassade uno
u_depth      = 3.0     # 
offset       = 4.0     # abstand der u profile von fassade
color_wood   = [170, 120, 60]

# gesamthoehe von gebaude 
h_total = dm.fH * (dm.H - 1)

# richtungsvektoren vom gebaeude bestehend damit u formen immer parallel zur fassade verlaufen
lVec = rs.VectorUnitize(rs.VectorSubtract(gC(1,0,0), gC(0,0,0)))  # laengsseite
dVec = rs.VectorUnitize(rs.VectorSubtract(gC(0,0,0), gC(0,2,0)))  # 
zVec = [0,0,1] # z richtung fuer hoehe

# funktion fuer die erstellung von u profil 
def add_U_profile(D_index, outward_sign):

    for L in range(0, 11):   # ueber die gesamte laenge der fassade null bis elf
        
        # basispunkt base
        base = gC(L, D_index, 0)
        
        # verschiebung nach aussen von fassade
        base = rs.PointAdd(base, rs.VectorScale(dVec, outward_sign * offset))

        # die punkte fuer u
        p0 = base
        
        p1 = rs.PointAdd(base, rs.VectorScale(zVec, h_total))
        
        p2 = rs.PointAdd(p1, rs.VectorScale(dVec, outward_sign * u_depth))
        
        p3 = rs.PointAdd(base, rs.VectorScale(dVec, outward_sign * u_depth))

        # innere u form als polylinie
        U_inner = rs.AddPolyline([p0,p1,p2,p3,p0])

        # u form aussen verschieben fuer dicke
        shift = rs.VectorScale(lVec, u_width)
        U_outer_pts = [rs.PointAdd(pt, shift) for pt in [p0,p1,p2,p3,p0]]
        U_outer = rs.AddPolyline(U_outer_pts)

        # loft fuer die surface zwischen inner und outer u form 
        loft = rs.AddLoftSrf([U_inner, U_outer])

        rs.ObjectColor([U_inner, U_outer, loft], color_wood) ## farbe auf alle objekte anwenden
        




### front side u profile erzeugen
add_U_profile(D_index=0, outward_sign=+1)

### back side u profile erzeugen
add_U_profile(D_index=3, outward_sign=-1)





###########################################
### bereits vorhandene spirale nach aussen verschieben
###########################################
# verschiebt die gesamte spirale um zehn einheiten
if 'main_curve' in globals():
    shift_spiral = rs.VectorScale(dVec, 10.0)
    rs.MoveObject(main_curve, shift_spiral)
    for r in rings:
        rs.MoveObject(r, shift_spiral)
###########################################

print("u profil spirale nach aussen verschoben")

