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Johnson Körper J6 Tunnel
25.01.2021
www.3d-meier.de
"""

import c4d
import math

# Variablen und Konstanten
Titel = 'Johnson Körper J6 Tunnel' # Name

NP = 25    # Anzahl Punkte
N3 = 25    # Anzahl Dreiecke
N4 = 5     # Anzahl Vierecke   
N5 = 5     # Anzahl Fuenfecke


Radius = 2 # Radius der Eckpunktkugeln

phi = (1+math.sqrt(5))/2
a = math.sqrt((10+2*math.sqrt(5))/5)
b = math.sqrt((5+2*math.sqrt(5))/5)
c = -math.sqrt((25+11*math.sqrt(5))/10)
d = -math.sqrt((5-math.sqrt(5))/10)
e = math.sqrt((5+math.sqrt(5))/10)
f = math.sqrt(3+4*phi)
g = phi*phi
h = math.sqrt(2+phi)

Punkte = [(     0, 2*b,  -a),
          (     0,   a, 2*b),
          (     1, 2*b,   b),
          (    -1, 2*b,   b),
          (   phi,   a,   c),
          (  -phi,   a,   c),
          (   phi, 2*b,   d),
          (  -phi, 2*b,   d),
          (     g,   a,   e),
          (    -g,   a,   e),
          (     1,   0,   f),
          (     1,   0,  -f),
          (    -1,   0,   f),
          (    -1,   0,  -f),
          (     g,   0,   h),
          (     g,   0,  -h),
          (    -g,   0,   h),
          (    -g,   0,  -h),
          ( 2*phi,   0,   0),
          (-2*phi,   0,   0)]

N = 5
l = 2
R = l/(2*math.sin(math.pi/N))  # Umkreisradius Fünfeck
w = math.pi/10
for i in xrange(N):
    Punkte.append(c4d.Vector(R*math.cos(w+2*math.pi*i/N), l*math.sqrt((5-math.sqrt(5))/10.0), R*math.sin(w+2*math.pi*i/N)))

Fuenfecke = [(7, 5, 17, 19, 9),
             (0, 4, 11, 13, 5),
             (6, 8, 18, 15, 4),
             (2, 1, 10, 14, 8),
             (3, 9, 16, 12, 1)]

Vierecke = [(24, 15, 18, 20),
            (20, 14, 10, 21),
            (21, 12, 16, 22),
            (22, 19, 17, 23),
            (23, 13, 11, 24)]
            
Dreiecke = [(17, 5, 13, 13),
            (11, 4, 15, 15),
            (18, 8, 14, 14),
            (10, 1, 12, 12),
            (16, 9, 19, 19),
            ( 3, 7,  9,  9),
            ( 7, 0,  5,  5),
            ( 6, 4,  0,  0),
            ( 2, 3,  1,  1),
            ( 2, 8,  6,  6),
            (24,  6,  0,  0),
            (24,  0, 23, 23),
            (23,  0,  7,  7),
            (23,  7, 22, 22),
            (22,  7,  3,  3),
            (22,  3, 21, 21),
            (21,  3,  2,  2),
            (21,  2, 20, 20),
            (20,  2,  6,  6),
            (20,  6, 24, 24),
            (24, 11, 15, 15),
            (20, 18, 14, 14),
            (21, 10, 12, 12),
            (22, 16, 19, 19),
            (23, 17, 13, 13)]

Faktor = 100      # Skalierungsfaktor
k = 0.5           # 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 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 main():
    nullobj1 = CreateNullobjekt1()
    nullobj2 = CreateNullobjekt2()   # Ecken
    nullobj3 = CreateNullobjekt3()   # Kanten
    nullobj4 = CreateNullobjekt4()   # Polygone

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

    splobj1 = CreateSplineDreiecke()
    splobj2 = CreateSplineVierecke()    
    splobj3 = CreateSplineFuenfecke()

    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(splobj3, nullobj3, None, True)
    doc.InsertObject(splobj2, nullobj3, None, True)
    doc.InsertObject(splobj1, nullobj3, 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()