"""
Johnson Körperr J74
28.02.2021
www.3d-meier.de
http://dmccooey.com/polyhedra/MetabigyrateRhombicosidodecahedron.html
"""

import c4d
import math

# Variablen und Konstanten
Titel = 'Johnson Körper J74' # Name

NP = 60    # Anzahl Punkte
N3 = 20    # Anzahl Dreiecke
N4 = 30    # Anzahl Vierecke
N5 = 12    # Anzahl Fuenfecke

Radius = 2 # Radius der Eckpunktkugeln

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

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

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

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

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

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 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()