#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-

import Image, math
from normImage import NormImage

class Escher:
	"""
	エッシャーの騙し絵のような画像を生成します。
	"""
	def __init__(self, img, R1, R2, size=(640, 480)):
		"""
		Escherクラスのコンストラクタです。
		
		引数:
			img:	変形する対象のオブジェクト。Imageクラスを指定。
			R1:		変形範囲として用いられる円環の内径(px)
			R2:		変形範囲として用いられる円環の外径(px)
			size:	レンダリングする画像のサイズをタプルで指定。指定されない場合VGA(640x480)が用いられる
		"""
		# グローバル変数の初期化
		self.img = NormImage( img )
		#TODO:R1,R2に関しては別途アクセッサメソッドを用意して管理。
		self.R1 = R1
		self.R2 = R2
		self.width = size[0]
		self.height = size[1]
		
		# 各種プライベート変数の初期化
		self._alpha = math.atan( math.log(float(R2)/float(R1)) / (2.0*math.pi) )
		self._cosAlpha = math.cos( self._alpha )
		self._sinAlpha = math.sin( self._alpha )
		# MEMO:計算的には意味がないけど、一応区別するため。
		self._f = self._cosAlpha
		self._logR2R1 = math.log( float(R2)/float(R1) )
		
	def makeImage(self, center=(0,0), scale=1.0, rotale=0.0):
		"""
		新しく画像を生成します。
		"""
		im = Image.new( "RGB", (self.width, self.height) )
		# 各種ベクトル、ポイントの定義
		(cosTheta, sinTheta) = math.cos(rotale), math.sin(rotale)
		vecX = (cosTheta*scale, sinTheta*scale)
		vecY = (sinTheta*scale, -cosTheta*scale)
		(width_half, height_half) = self.width/2.0, self.height/2.0
		startX = center[0] - (width_half*cosTheta + height_half*sinTheta)*scale
		startY = center[1] + (-width_half*sinTheta + height_half*cosTheta)*scale
		
		im.putdata([self.escherPlot(
			startX + vecX[0]*i + vecY[0]*j,
			startY + vecX[1]*i + vecY[1]*j)
			for j in range(self.height)
			for i in range(self.width)])

		return im
	
	def escherPlot(self, x, y):
		# 各種座標変換
		try:
			logR = math.log( math.hypot(x,y) )
		except:
			return (256,256,256)
		theta = math.atan2(y,x) + math.pi
		
		s = ( logR*self._cosAlpha + theta*self._sinAlpha )/self._f
		t = ( theta*self._cosAlpha - logR*self._sinAlpha )/self._f
		
		# s,tを読める範囲に修正
		ms = s % self._logR2R1
		mt = t % (math.pi*2.0)
		
		# 画像での座標に変換
		p = self.R1 * math.exp(ms) * math.cos(mt)
		q = self.R1 * math.exp(ms) * math.sin(mt)
		
		return self.img.getpixel(p,q)