"""
Johnson Körperr J42 Tunnel 1
22.02.2021
www.3d-meier.de
http://dmccooey.com/polyhedra/ElongatedPentagonalOrthobirotunda.html
"""

import c4d
import math

# Variablen und Konstanten
Titel = 'Johnson Körper J42 Tunnel 1' # Name

NP = 52   # Anzahl Punkte
N3 = 20   # Anzahl Dreiecke
N4 = 16   # Anzahl Vierecke
N5 = 12   # Anzahl Fuenfecke
N10 = 2   # Anzahl Zehnecke

Radius = 2 # Radius der Eckpunktkugeln

C0  = math.sqrt(10 * (5 - math.sqrt(5))) / 20
C1  = math.sqrt(10 * (5 + math.sqrt(5))) / 20
C2  = math.sqrt(5 * (5 + 2 * math.sqrt(5))) / 10
C3  = (1 + math.sqrt(5)) / 4
C4  = math.sqrt(10 * (5 + math.sqrt(5))) / 10
C5  = math.sqrt(2 * (5 + math.sqrt(5))) / 4
C6  = math.sqrt(10 * (25 + 11 * math.sqrt(5))) / 20
C7  = (3 + math.sqrt(5)) / 4
C8  = (5 + math.sqrt(10 * (5 + math.sqrt(5)))) / 10
C9  = math.sqrt(5 * (5 + 2 * math.sqrt(5))) / 5
C10 = math.sqrt(5 + 2 * math.sqrt(5)) / 2
C11 = (1 + math.sqrt(5)) / 2
C12 = (5 + 2*math.sqrt(5*(5 + 2*math.sqrt(5)))) / 10


Punkte = [( C11,  0.5,  0.0),
          ( C11, -0.5,  0.0),
          (-C11,  0.5,  0.0),
          (-C11, -0.5,  0.0),
          (  C7,  0.5,   C5),
          (  C7, -0.5,   C5),
          (  C7,  0.5,  -C5),
          (  C7, -0.5,  -C5),
          ( -C7,  0.5,   C5),
          ( -C7, -0.5,   C5),
          ( -C7,  0.5,  -C5),
          ( -C7, -0.5,  -C5),
          ( 0.5,  0.5,  C10),
          ( 0.5, -0.5,  C10),
          ( 0.5,  0.5, -C10),
          ( 0.5, -0.5, -C10),
          (-0.5,  0.5,  C10),
          (-0.5, -0.5,  C10),
          (-0.5,  0.5, -C10),
          (-0.5, -0.5, -C10),
          (  C3,  C12,   C0),
          (  C3, -C12,   C0),
          ( -C3,  C12,   C0),
          ( -C3, -C12,   C0),
          ( 0.5,  C12,  -C2),
          ( 0.5, -C12,  -C2),
          (-0.5,  C12,  -C2),
          (-0.5, -C12,  -C2),
          ( 0.0,  C12,   C4),
          ( 0.0, -C12,   C4),
          (  C7,   C8,  -C1),
          (  C7,  -C8,  -C1),
          ( -C7,   C8,  -C1),
          ( -C7,  -C8,  -C1),
          (  C3,   C8,   C6),
          (  C3,  -C8,   C6),
          ( -C3,   C8,   C6),
          ( -C3,  -C8,   C6),
          ( 0.0,   C8,  -C9),
          ( 0.0,  -C8,  -C9)]

N = 10
R = 1.0/(2*math.sin(math.pi/N))  # Umkreisradius Zehneck
for i in xrange(4,7):
    Punkte.append(c4d.Vector(0.5, R*math.cos(2*math.pi*i/N), R*math.sin(2*math.pi*i/N)))
for i in xrange(9,12):
    Punkte.append(c4d.Vector(0.5, R*math.cos(2*math.pi*i/N), R*math.sin(2*math.pi*i/N))) 
for i in xrange(4,7):
    Punkte.append(c4d.Vector(-0.5, R*math.cos(2*math.pi*i/N), R*math.sin(2*math.pi*i/N)))
for i in xrange(9,12):
    Punkte.append(c4d.Vector(-0.5, R*math.cos(2*math.pi*i/N), R*math.sin(2*math.pi*i/N))) 
  
  
Dreiecke = [( 34,  4, 12 , 12 ),
            ( 36, 16,  8 ,  8 ),
            ( 32,  2, 10 , 10 ),
            ( 38, 18, 14 , 14 ),
            ( 30,  6,  0 ,  0 ),
            ( 34, 28, 20 , 20 ),
            ( 36, 22, 28 , 28 ),
            ( 32, 26, 22 , 22 ),
            ( 38, 24, 26 , 26 ),
            ( 30, 20, 24 , 24 ),
            ( 31,  1,  7 ,  7 ),
            ( 39, 15, 19 , 19 ),
            ( 33, 11,  3 ,  3 ),
            ( 37,  9, 17 , 17 ),
            ( 35, 13,  5 ,  5 ),
            ( 31, 25, 21 , 21 ),
            ( 39, 27, 25 , 25 ),
            ( 33, 23, 27 , 27 ),
            ( 37, 29, 23 , 23 ),
            ( 35, 21, 29 , 29 )] 

Vierecke = [( 0,  6,  7,  1), 
            (12,  4,  5, 13), 
            ( 8, 16, 17,  9), 
            (10,  2,  3, 11), 
            ( 4,  0,  1,  5), 
            ( 2,  8,  9,  3), 
            (18, 10, 11, 19), 
            ( 6, 14, 15,  7), 
            (46, 40, 13, 17), 
            (47, 41, 40, 46), 
            (48, 42, 41, 47), 
            (19, 15, 42, 48), 
            (49, 43, 14, 18), 
            (50, 44, 43, 49), 
            (51, 45, 44, 50), 
            (16, 12, 45, 51)]

Fuenfecke = [( 20, 28, 22, 26, 24 ),
             ( 21, 25, 27, 23, 29 ),
             ( 34, 20, 30,  0,  4 ),
             ( 36, 28, 34, 12, 16 ),
             ( 32, 22, 36,  8,  2 ),
             ( 38, 26, 32, 10, 18 ),
             ( 30, 24, 38, 14,  6 ),
             ( 31, 21, 35,  5,  1 ),
             ( 39, 25, 31,  7, 15 ),
             ( 33, 27, 39, 19, 11 ),
             ( 37, 23, 33,  3,  9 ),
             ( 35, 29, 37, 17, 13 )]

Zehnecke = [(51, 50, 49, 18, 19, 48, 47, 46, 17, 16),
            (12, 13, 40, 41, 42, 15, 14, 43, 44, 45)]
            
Faktor = 100      # Skalierungsfaktor
k = 1             # Korrekturfaktor fuer Kantenlaenge 1


#************************************************************************
def CreateNullobjekt1():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Onull)
    obj.SetName(Titel)
    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateNullobjekt2():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Onull)
    obj.SetName('Ecken')
    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateNullobjekt3():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Onull)
    obj.SetName('Kanten')
    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateNullobjekt4():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Onull)
    obj.SetName('Polygone')
    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateDreiecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Opolygon)
    obj.ResizeObject(NP,N3)
    obj.SetName('Dreiecke')
  # Punkte uebergeben
    for i in xrange(NP):
        obj.SetPoint(i, c4d.Vector(Punkte[i][0]*Faktor*k, Punkte[i][1]*Faktor*k, Punkte[i][2]*Faktor*k))
  # Dreiecke setzen
    for i in xrange(N3):
        obj.SetPolygon( i, c4d.CPolygon(Dreiecke[i][0], Dreiecke[i][1], Dreiecke[i][2], Dreiecke[i][3]))

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateVierecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Opolygon)
    obj.ResizeObject(NP, N4)
    obj.SetName('Vierecke')
  # Punkte uebergeben
    for i in xrange(NP):
        obj.SetPoint(i, c4d.Vector(Punkte[i][0]*Faktor*k, Punkte[i][1]*Faktor*k, Punkte[i][2]*Faktor*k))
  # Vierecke setzen
    for i in xrange(N4):
        obj.SetPolygon(i, c4d.CPolygon(Vierecke[i][0], Vierecke[i][1], Vierecke[i][2], Vierecke[i][3]))

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateFuenfecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Opolygon)
    obj.ResizeObject(NP, N5*2)
    obj.SetName('Fünfecke')
  # Punkte uebergeben
    for i in xrange(NP):
        obj.SetPoint(i, c4d.Vector(Punkte[i][0]*Faktor*k, Punkte[i][1]*Faktor*k, Punkte[i][2]*Faktor*k))
    zz = 0 # Zaehler fuer Polygone zuruecksetzen
    for i in xrange(N5):
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Fuenfecke[i][0], Fuenfecke[i][1], Fuenfecke[i][2], Fuenfecke[i][4]))
        zz = zz + 1
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Fuenfecke[i][2], Fuenfecke[i][3], Fuenfecke[i][4], Fuenfecke[i][4]))
        zz = zz + 1

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateZehnecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Opolygon)
    obj.ResizeObject(NP, N10*5)
    obj.SetName('Zehnecke')
  # Punkte uebergeben
    for i in xrange(NP):
        obj.SetPoint(i, c4d.Vector(Punkte[i][0]*Faktor*k, Punkte[i][1]*Faktor*k, Punkte[i][2]*Faktor*k))
    zz = 0 # Zähler für Polygone zurücksetzen
    for i in xrange(N10):
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Zehnecke[i][0], Zehnecke[i][1], Zehnecke[i][9], Zehnecke[i][9]))
        zz = zz + 1
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Zehnecke[i][1], Zehnecke[i][2], Zehnecke[i][8], Zehnecke[i][9]))
        zz = zz + 1
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Zehnecke[i][2], Zehnecke[i][3], Zehnecke[i][7], Zehnecke[i][8]))
        zz = zz + 1
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Zehnecke[i][3], Zehnecke[i][4], Zehnecke[i][6], Zehnecke[i][7]))
        zz = zz + 1
        obj.SetPolygon(zz, c4d.CPolygon(Zehnecke[i][4], Zehnecke[i][5], Zehnecke[i][6], Zehnecke[i][6]))
        zz = zz + 1

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateSplineDreiecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Ospline)
    obj.SetName("Spline-Dreiecke")
    obj.ResizeObject(N3*3)
    zz = 0
    for i in xrange(N3):
        for j in xrange(3):
            x = Punkte[Dreiecke[i][j]][0]
            y = Punkte[Dreiecke[i][j]][1]
            z = Punkte[Dreiecke[i][j]][2]
            obj.SetPoint(zz, c4d.Vector(x*Faktor*k, y*Faktor*k, z*Faktor*k))
            zz = zz + 1
  # Segmente erzeugen
    obj.MakeVariableTag(c4d.Tsegment, N3)
    for i in range(0, N3):
        obj.SetSegment(i, 3, True)
  # Spline schliessen
    obj[c4d.SPLINEOBJECT_CLOSED] = True#

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateSplineVierecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Ospline)
    obj.SetName("Spline-Vierecke")
    obj.ResizeObject(N4*4)
    zz = 0
    for i in xrange(N4):
        for j in xrange(4):
            x = Punkte[Vierecke[i][j]][0]
            y = Punkte[Vierecke[i][j]][1]
            z = Punkte[Vierecke[i][j]][2]
            obj.SetPoint(zz, c4d.Vector(x*Faktor*k, y*Faktor*k, z*Faktor*k))
            zz = zz + 1
  # Segmente erzeugen
    obj.MakeVariableTag(c4d.Tsegment, N4)
    for i in range(0, N4):
        obj.SetSegment(i, 4, True)
  # Spline schliessen
    obj[c4d.SPLINEOBJECT_CLOSED] = True

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj


#************************************************************************
def CreateSplineFuenfecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Ospline)
    obj.SetName("Spline-Fünfecke")
    obj.ResizeObject(N5*5)
    zz = 0
    for i in xrange(N5):
        for j in xrange(5):
            x = Punkte[Fuenfecke[i][j]][0]
            y = Punkte[Fuenfecke[i][j]][1]
            z = Punkte[Fuenfecke[i][j]][2]
            obj.SetPoint(zz, c4d.Vector(x*Faktor*k, y*Faktor*k, z*Faktor*k))
            zz = zz + 1
  # Segmente erzeugen
    obj.MakeVariableTag(c4d.Tsegment, N5)
    for i in range(0, N5):
        obj.SetSegment(i, 5, True)
  # Spline schliessen
    obj[c4d.SPLINEOBJECT_CLOSED] = True

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj

#************************************************************************
def CreateSplineZehnecke():
    obj = c4d.BaseObject(c4d.Ospline)
    obj.SetName("Spline-Zehnecke")
    obj.ResizeObject(N10*10)
    zz = 0
    for i in xrange(N10):
        for j in xrange(10):
            x = Punkte[Zehnecke[i][j]][0]
            y = Punkte[Zehnecke[i][j]][1]
            z = Punkte[Zehnecke[i][j]][2]
            obj.SetPoint(zz, c4d.Vector(x*Faktor*k, y*Faktor*k, z*Faktor*k))
            zz = zz + 1
  # Segmente erzeugen
    obj.MakeVariableTag(c4d.Tsegment, N10)
    for i in range(0, N10):
        obj.SetSegment(i, 10, True)
  # Spline schliessen
    obj[c4d.SPLINEOBJECT_CLOSED] = True

    obj.Message(c4d.MSG_UPDATE)
    return obj


#************************************************************************
def main():
    nullobj1 = CreateNullobjekt1()
    nullobj2 = CreateNullobjekt2()   # Ecken
    nullobj3 = CreateNullobjekt3()   # Kanten
    nullobj4 = CreateNullobjekt4()   # Polygone

    plyobj1 = CreateDreiecke()
    plyobj2 = CreateVierecke()
    plyobj3 = CreateFuenfecke()
    plyobj4 = CreateZehnecke()    

    splobj1 = CreateSplineDreiecke()
    splobj2 = CreateSplineVierecke()
    splobj3 = CreateSplineFuenfecke()
    splobj4 = CreateSplineZehnecke()    
    
    doc.InsertObject(nullobj1, None, None, True)
    doc.InsertObject(nullobj4, nullobj1, None, True)
    doc.InsertObject(nullobj3, nullobj1, None, True)
    doc.InsertObject(nullobj2, nullobj1, None, True)

    doc.InsertObject(splobj4, nullobj3, None, True)
    doc.InsertObject(splobj3, nullobj3, None, True)
    doc.InsertObject(splobj2, nullobj3, None, True)
    doc.InsertObject(splobj1, nullobj3, None, True)
 
    doc.InsertObject(plyobj4, nullobj4, None, True)    
    doc.InsertObject(plyobj3, nullobj4, None, True)
    doc.InsertObject(plyobj2, nullobj4, None, True)
    doc.InsertObject(plyobj1, nullobj4, None, True)

  # Kugeln auf Eckpunkte setzen
    for i in range(0, NP):
        obj = c4d.BaseObject(c4d.Osphere)
        obj[c4d.PRIM_SPHERE_RAD] = Radius
        obj.SetName(str(i))
        x = Punkte[i][0]
        y = Punkte[i][1]
        z = Punkte[i][2]
        obj.SetAbsPos(c4d.Vector(x*Faktor*k, y*Faktor*k, z*Faktor*k))
        doc.InsertObject(obj, nullobj2, None, True)

    c4d.EventAdd()


if __name__=='__main__':
    main()