#!python
# -*- mode: python; Encoding: utf-8; coding: utf-8 -*-
# Last updated: <2026/07/07 13:31:33 +0900>
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スプライトで球を表示するサンプル（オーダリングテーブル版・半径可変モデル）。
Google Gemini に作ってもらった。

Windows11 x64 25H2 + Python 3.10.10 64bit
"""

import pygame
import sys
import math
import asyncio

# 初期設定
pygame.init()
WIDTH, HEIGHT = 1280, 720
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("3D Point Cloud Sphere with Sprites (Ordering Table)")
clock = pygame.time.Clock()

# --- 球体上の点群（3D座標）を生成 ---
NUM_POINTS = 256
BASE_RADIUS = 300  # 基準となる半径
PULSE_AMPLITUDE = 200  # 半径の振り幅

# 最初は半径 1.0 の単位球として座標を保持しておくと、後から半径を掛け算しやすくなります
base_points = []
phi = math.pi * (math.sqrt(5.0) - 1.0)

for i in range(NUM_POINTS):
    y = 1.0 - (i / float(NUM_POINTS - 1)) * 2.0
    radius_at_y = math.sqrt(1.0 - y * y)
    theta = phi * i
    x = math.cos(theta) * radius_at_y
    z = math.sin(theta) * radius_at_y
    # 単位球の座標として格納
    base_points.append([x, y, z])

# --- オーダリングテーブルの設定 ---
TABLE_SIZE = 200  # 解像度（バケツの数）


async def main():
    # 画像の読み込み
    try:
        sprite_image = pygame.image.load("./image.png").convert_alpha()
    except Exception:
        print("image.png が見つからないため、仮のスプライトを作成します。")
        sprite_image = pygame.Surface((32, 32), pygame.SRCALPHA)
        pygame.draw.circle(sprite_image, (255, 0, 0), (16, 16), 16)
        pygame.draw.circle(sprite_image, (255, 255, 255), (12, 12), 4)

    SPRITE_W, SPRITE_H = sprite_image.get_size()
    angle_y = 0
    angle_x = 0
    angle_radius = 0  # 半径変化用のラジアン値

    running = True
    while running:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                running = False
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_ESCAPE:
                    running = False
                elif event.key == pygame.K_q:
                    running = False

        # 画面のクリア
        screen.fill((15, 15, 15))

        # アニメーション速度
        angle_y += 0.015
        angle_x += 0.001
        angle_radius += 0.01  # 半径が変化するスピード（好みに応じて調整）

        # --- 現在のフレームの半径を計算 ---
        # BASE_RADIUS を中心に、±PULSE_AMPLITUDE の範囲で波打つ
        current_radius = BASE_RADIUS + math.sin(angle_radius) * PULSE_AMPLITUDE

        # --- オーダリングテーブルの初期化 ---
        ordering_table = [[] for _ in range(TABLE_SIZE)]

        # 3次元回転と座標変換、およびテーブルへの登録
        for pt in base_points:
            # 単位球の座標に、現在のフレームの半径を掛け合わせる
            x = pt[0] * current_radius
            y = pt[1] * current_radius
            z = pt[2] * current_radius

            # Y軸周りの回転
            cos_y, sin_y = math.cos(angle_y), math.sin(angle_y)
            x1 = x * cos_y - z * sin_y
            z1 = x * sin_y + z * cos_y

            # X軸周りの回転
            cos_x, sin_x = math.cos(angle_x), math.sin(angle_x)
            y2 = y * cos_x - z1 * sin_x
            z2 = y * sin_x + z1 * cos_x

            # --- Z値をテーブルのインデックスに変換 ---
            # z2 はおおよそ -current_radius から +current_radius の範囲。
            norm_z = (z2 + current_radius) / (2 * current_radius)

            # 念のため範囲外をクリップ
            table_idx = int(norm_z * (TABLE_SIZE - 1))
            table_idx = max(0, min(TABLE_SIZE - 1, table_idx))

            # 画面座標の計算
            screen_x = int(x1 + (WIDTH // 2) - (SPRITE_W // 2))
            screen_y = int(y2 + (HEIGHT // 2) - (SPRITE_H // 2))

            # テーブルの該当する深度のバケツに追加
            ordering_table[table_idx].append((screen_x, screen_y))

        # --- 描画処理 (奥から手前へ) ---
        for bucket in ordering_table:
            for screen_x, screen_y in bucket:
                screen.blit(sprite_image, (screen_x, screen_y))

        # 画面更新
        pygame.display.flip()

        clock.tick(60)
        await asyncio.sleep(0)

    pygame.quit()
    sys.exit()


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())