#!/usr/bin/gawk -f

# reinhard@finalmedia.de
# Thu May 14 11:06:17 AM CEST 2026
# Public Domain

# Beispiel: gawk -v width=1920 -v height=1080 -f torus.awk > /dev/shm/videocmd

BEGIN {
    if (!width)  width = 1920;
    if (!height) height = 1080;

    cx = width / 2;
    cy = height / 2;

    # Radien des Torus (R1 = Schlauchradius, R2 = Abstand zum Zentrum)
    R1 = 150;
    R2 = 320;

    # Rotationswinkel (starten bei 0)
    A = 0; B = 0;

    # Hauptschleife für die Animation
    while (1) {
        # Bildschirm leeren für das neue Frame
        print "c 0 0 0";
        print "m 0 0";
        print "r " width " " height;

        # Rotationsgeschwindigkeiten erhöhen
        A += 0.05;
        B += 0.03;

        cosA = cos(A); sinA = sin(A);
        cosB = cos(B); sinB = sin(B);

        # Gitternetz des Torus abtasten (Schritte steuern Punktdichte)
        for (theta = 0; theta < 6.28; theta += 0.15) {
            costheta = cos(theta); sintheta = sin(theta);

            for (phi = 0; phi < 6.28; phi += 0.05) {
                cosphi = cos(phi); sinphi = sin(phi);

                # 1. 3D-Koordinaten auf der Torus-Oberfläche berechnen
                circle_x = R2 + R1 * costheta;
                circle_y = R1 * sintheta;

                # 2. Rotation im 3D-Raum anwenden
                x3d = circle_x * (cosB * cosphi + sinA * sinB * sinphi) - circle_y * cosA * sinB;
                y3d = circle_x * (sinB * cosphi - sinA * cosB * sinphi) + circle_y * cosA * cosB;
                z3d = 1000 + circle_x * cosA * sinphi + circle_y * sinA; # 1000 verschiebt das Objekt in die Tiefe

                # 3. Perspektivische Projektion auf den 2D-Bildschirm
                # K1 ist der Skalierungsfaktor für das Sichtfeld
                K1 = width * 1.2;
                sx = int(x3d * K1 / z3d + cx);
                sy = int(-y3d * K1 / z3d + cy); # Negativ für mathematisch korrektes Y

                # 4. Prüfen, ob der Punkt sichtbar ist
                if (sx >= 0 && sx < width && sy >= 0 && sy < height) {

                    # Tiefen-Shading: Vorderseite hell, Rückseite dunkel
                    # Z-Werte liegen hier etwa zwischen 600 und 1400
                    brightness = int((1400 - z3d) / 800 * 215) + 40;
                    if (brightness < 40)  brightness = 40;
                    if (brightness > 255) brightness = 255;

                    # Wir nutzen ein sattes Retro-Cyan für das Drahtgittermodell
                    # Rot ist abgedunkelt, Grün und Blau steuern die Helligkeit
                    r = int(brightness * 0.2);
                    g = brightness;
                    b = brightness;

                    print "p " sx " " sy " " r " " g " " b;
                }
            }
        }

        # Frame-Timing für flüssige 60 FPS (~16.6ms)
        print "s 16666";
        fflush();
    }
}