"""
Johnson Körperr J71
28.02.2021
www.3d-meier.de
http://dmccooey.com/polyhedra/TriaugmentedTruncatedDodecahedron.html
"""

import c4d
import math

# Variablen und Konstanten
Titel = 'Johnson Körper J71' # Name

NP = 75   # Anzahl Punkte
N3 = 35   # Anzahl Dreiecke
N4 = 15   # Anzahl Vierecke
N5 = 3    # Anzahl Fuenfecke
N10 = 9   # Anzahl Zehnecke

Radius = 2 # Radius der Eckpunktkugeln

C0  = (1 + math.sqrt(5)) / 4
C1  = (15 + math.sqrt(5)) / 20
C2  = (3 + math.sqrt(5)) / 4
C3  = (25 + math.sqrt(5)) / 20
C4  = (1 + math.sqrt(5)) / 2
C5  = (2 + math.sqrt(5)) / 2
C6  = 3 * (5 + math.sqrt(5)) / 10
C7  = (15 + 13 * math.sqrt(5)) / 20
C8  = (3 + math.sqrt(5)) / 2
C9  = (25 + 13 * math.sqrt(5)) / 20
C10 = (5 + 3 * math.sqrt(5)) / 4
C11 = (10 + 9 * math.sqrt(5)) / 10

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

Zehnecke = [(  0,  2, 14, 38, 46, 22, 20, 44, 36, 12 ),
            (  1,  3, 19, 43, 51, 27, 25, 49, 41, 17 ),
            (  2,  0, 16, 40, 48, 24, 26, 50, 42, 18 ),
            (  3,  1, 13, 37, 45, 21, 23, 47, 39, 15 ),
            (  5,  4, 22, 46, 54, 30, 31, 55, 47, 23 ),
            (  6,  7, 27, 51, 59, 35, 34, 58, 50, 26 ),
            (  8, 10, 32, 56, 40, 16, 12, 36, 52, 28 ),
            (  9, 11, 35, 59, 43, 19, 15, 39, 55, 31 ),
            ( 10,  8, 29, 53, 37, 13, 17, 41, 57, 33 )]

Fuenfecke = [( 60, 72, 61, 67, 66 ),
             ( 62, 68, 69, 63, 73 ),
             ( 64, 70, 71, 65, 74 )]

Vierecke = [( 60, 66, 52, 44 ),
            ( 61, 72,  5, 21 ),
            ( 62, 73,  6, 24 ),
            ( 63, 69, 57, 49 ),
            ( 64, 74,  9, 30 ),
            ( 65, 71, 42, 58 ),
            ( 66, 67, 29, 28 ),
            ( 67, 61, 45, 53 ),
            ( 68, 62, 48, 56 ),
            ( 69, 68, 32, 33 ),
            ( 70, 64, 54, 38 ),
            ( 71, 70, 14, 18 ),
            ( 72, 60, 20,  4 ),
            ( 73, 63, 25,  7 ),
            ( 74, 65, 34, 11 )]

Dreiecke = [(  0, 12, 16, 16 ),
            (  1, 17, 13, 13 ),
            (  2, 18, 14, 14 ),
            (  3, 15, 19, 19 ),
            (  4, 20, 22, 22 ),
            (  5, 23, 21, 21 ),
            (  6, 26, 24, 24 ),
            (  7, 25, 27, 27 ),
            (  8, 28, 29, 29 ),
            (  9, 31, 30, 30 ),
            ( 10, 33, 32, 32 ),
            ( 11, 34, 35, 35 ),
            ( 36, 44, 52, 52 ),
            ( 37, 53, 45, 45 ),
            ( 38, 54, 46, 46 ),
            ( 39, 47, 55, 55 ),
            ( 40, 56, 48, 48 ),
            ( 41, 49, 57, 57 ),
            ( 42, 50, 58, 58 ),
            ( 43, 59, 51, 51 ),
            ( 60, 44, 20, 20 ),
            ( 61, 21, 45, 45 ),
            ( 62, 24, 48, 48 ),
            ( 63, 49, 25, 25 ),
            ( 64, 30, 54, 54 ),
            ( 65, 58, 34, 34 ),
            ( 66, 28, 52, 52 ),
            ( 67, 53, 29, 29 ),
            ( 68, 56, 32, 32 ),
            ( 69, 33, 57, 57 ),
            ( 70, 38, 14, 14 ),
            ( 71, 18, 42, 42 ),
            ( 72,  4,  5,  5 ),
            ( 73,  7,  6,  6 ),
            ( 74, 11,  9,  9 )]

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()