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import {
  ArcCurve,
  BufferAttribute,
  BufferGeometry,
  Color,
  Line,
  LineBasicMaterial,
  Points,
  PointsMaterial,
  Quaternion,
  Vector3
} from 'three'
import { lon2xyz } from './common'

/*
 * 绘制一条圆弧飞线
 * 5个参数含义：( 飞线圆弧轨迹半径, 开始角度, 结束角度)
 */
function createFlyLine(radius, startAngle, endAngle, color) {
  const geometry = new BufferGeometry() //声明一个几何体对象BufferGeometry
  //  ArcCurve创建圆弧曲线
  const arc = new ArcCurve(0, 0, radius, startAngle, endAngle, false)
  //getSpacedPoints是基类Curve的方法，返回一个vector2对象作为元素组成的数组
  const pointsArr = arc.getSpacedPoints(100) //分段数80，返回81个顶点
  geometry.setFromPoints(pointsArr) // setFromPoints方法从pointsArr中提取数据改变几何体的顶点属性vertices
  // 每个顶点对应一个百分比数据attributes.percent 用于控制点的渲染大小
  const percentArr = [] //attributes.percent的数据
  for (let i = 0; i < pointsArr.length; i++) {
    percentArr.push(i / pointsArr.length)
  }
  const percentAttribue = new BufferAttribute(new Float32Array(percentArr), 1)
  // 通过顶点数据percent点模型从大到小变化，产生小蝌蚪形状飞线
  geometry.attributes.percent = percentAttribue
  // 批量计算所有顶点颜色数据
  const colorArr = []
  for (let i = 0; i < pointsArr.length; i++) {
    const color1 = new Color(0xec8f43) //轨迹线颜色 青色
    const color2 = new Color(0xf3ae76) //黄色
    const color = color1.lerp(color2, i / pointsArr.length)
    colorArr.push(color.r, color.g, color.b)
  }
  // 设置几何体顶点颜色数据
  geometry.attributes.color = new BufferAttribute(new Float32Array(colorArr), 3)
  const size = 1.3
  // 点模型渲染几何体每个顶点
  const material = new PointsMaterial({
    size, //点大小
    // vertexColors: VertexColors, //使用顶点颜色渲染
    transparent: true,
    depthWrite: false
  })
  // 修改点材质的着色器源码(注意：不同版本细节可能会稍微会有区别，不过整体思路是一样的)
  material.onBeforeCompile = function (shader) {
    // 顶点着色器中声明一个attribute变量:百分比
    shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace(
      'void main() {',
      [
        'attribute float percent;', //顶点大小百分比变量，控制点渲染大小
        'void main() {'
      ].join('\n') // .join()把数组元素合成字符串
    )
    // 调整点渲染大小计算方式
    shader.vertexShader = shader.vertexShader.replace(
      'gl_PointSize = size;',
      ['gl_PointSize = percent * size;'].join('\n') // .join()把数组元素合成字符串
    )
  }
  const FlyLine = new Points(geometry, material)
  material.color = new Color(color)
  FlyLine.name = '飞行线'

  return FlyLine
}

/**输入地球上任意两点的经纬度坐标，通过函数flyArc可以绘制一个飞线圆弧轨迹
 * lon1,lat1:轨迹线起点经纬度坐标
 * lon2,lat2：轨迹线结束点经纬度坐标
 */
function flyArc(radius, lon1, lat1, lon2, lat2, options) {
  const sphereCoord1 = lon2xyz(radius, lon1, lat1) //经纬度坐标转球面坐标
  // startSphereCoord：轨迹线起点球面坐标
  const startSphereCoord = new Vector3(sphereCoord1.x, sphereCoord1.y, sphereCoord1.z)
  const sphereCoord2 = lon2xyz(radius, lon2, lat2)
  // startSphereCoord：轨迹线结束点球面坐标
  const endSphereCoord = new Vector3(sphereCoord2.x, sphereCoord2.y, sphereCoord2.z)

  //计算绘制圆弧需要的关于y轴对称的起点、结束点和旋转四元数
  const startEndQua = _3Dto2D(startSphereCoord, endSphereCoord)
  // 调用arcXOY函数绘制一条圆弧飞线轨迹
  const arcline = arcXOY(radius, startEndQua.startPoint, startEndQua.endPoint, options)
  arcline.quaternion.multiply(startEndQua.quaternion)
  return arcline
}
/*
 * 把3D球面上任意的两个飞线起点和结束点绕球心旋转到到XOY平面上，
 * 同时保持关于y轴对称，借助旋转得到的新起点和新结束点绘制
 * 一个圆弧，最后把绘制的圆弧反向旋转到原来的起点和结束点即可
 */
function _3Dto2D(startSphere, endSphere) {
  /*计算第一次旋转的四元数：表示从一个平面如何旋转到另一个平面*/
  const origin = new Vector3(0, 0, 0) //球心坐标
  const startDir = startSphere.clone().sub(origin) //飞线起点与球心构成方向向量
  const endDir = endSphere.clone().sub(origin) //飞线结束点与球心构成方向向量
  // dir1和dir2构成一个三角形，.cross()叉乘计算该三角形法线normal
  const normal = startDir.clone().cross(endDir).normalize()
  const xoyNormal = new Vector3(0, 0, 1) //XOY平面的法线
  //.setFromUnitVectors()计算从normal向量旋转达到xoyNormal向量所需要的四元数
  // quaternion表示把球面飞线旋转到XOY平面上需要的四元数
  const quaternion3D_XOY = new Quaternion().setFromUnitVectors(normal, xoyNormal)
  /*第一次旋转：飞线起点、结束点从3D空间第一次旋转到XOY平面*/
  const startSphereXOY = startSphere.clone().applyQuaternion(quaternion3D_XOY)
  const endSphereXOY = endSphere.clone().applyQuaternion(quaternion3D_XOY)

  /*计算第二次旋转的四元数*/
  // middleV3：startSphereXOY和endSphereXOY的中点
  const middleV3 = startSphereXOY.clone().add(endSphereXOY).multiplyScalar(0.5)
  const midDir = middleV3.clone().sub(origin).normalize() // 旋转前向量midDir，中点middleV3和球心构成的方向向量
  const yDir = new Vector3(0, 1, 0) // 旋转后向量yDir，即y轴
  // .setFromUnitVectors()计算从midDir向量旋转达到yDir向量所需要的四元数
  // quaternion2表示让第一次旋转到XOY平面的起点和结束点关于y轴对称需要的四元数
  const quaternionXOY_Y = new Quaternion().setFromUnitVectors(midDir, yDir)

  /*第二次旋转：使旋转到XOY平面的点再次旋转，实现关于Y轴对称*/
  const startSpherXOY_Y = startSphereXOY.clone().applyQuaternion(quaternionXOY_Y)
  const endSphereXOY_Y = endSphereXOY.clone().applyQuaternion(quaternionXOY_Y)

  /**一个四元数表示一个旋转过程
   *.invert()方法表示四元数的逆，简单说就是把旋转过程倒过来
   * 两次旋转的四元数执行.invert()求逆，然后执行.multiply()相乘
   *新版本.invert()对应旧版本.invert()
   */
  const quaternionInverse = quaternion3D_XOY.clone().invert().multiply(quaternionXOY_Y.clone().invert())
  return {
    // 返回两次旋转四元数的逆四元数
    quaternion: quaternionInverse,
    // 范围两次旋转后在XOY平面上关于y轴对称的圆弧起点和结束点坐标
    startPoint: startSpherXOY_Y,
    endPoint: endSphereXOY_Y
  }
}
/**通过函数arcXOY()可以在XOY平面上绘制一个关于y轴对称的圆弧曲线
 * startPoint, endPoint：表示圆弧曲线的起点和结束点坐标值，起点和结束点关于y轴对称
 * 同时在圆弧轨迹的基础上绘制一段飞线*/
function arcXOY(radius, startPoint, endPoint, options) {
  // 计算两点的中点
  const middleV3 = new Vector3().addVectors(startPoint, endPoint).multiplyScalar(0.5)
  // 弦垂线的方向dir(弦的中点和圆心构成的向量)
  const dir = middleV3.clone().normalize()
  // 计算球面飞线的起点、结束点和球心构成夹角的弧度值
  const earthRadianAngle = radianAOB(startPoint, endPoint, new Vector3(0, 0, 0))
  /*设置飞线轨迹圆弧的中间点坐标
  弧度值 * radius * 0.2：表示飞线轨迹圆弧顶部距离地球球面的距离
  起点、结束点相聚越远，构成的弧线顶部距离球面越高*/
  const arcTopCoord = dir.multiplyScalar(radius + earthRadianAngle * radius * 0.2) // 黄色飞行线的高度
  //求三个点的外接圆圆心(飞线圆弧轨迹的圆心坐标)
  const flyArcCenter = threePointCenter(startPoint, endPoint, arcTopCoord)
  // 飞线圆弧轨迹半径flyArcR
  const flyArcR = Math.abs(flyArcCenter.y - arcTopCoord.y)
  /*坐标原点和飞线起点构成直线和y轴负半轴夹角弧度值
  参数分别是：飞线圆弧起点、y轴负半轴上一点、飞线圆弧圆心*/
  const flyRadianAngle = radianAOB(startPoint, new Vector3(0, -1, 0), flyArcCenter)
  const startAngle = -Math.PI / 2 + flyRadianAngle //飞线圆弧开始角度
  const endAngle = Math.PI - startAngle //飞线圆弧结束角度
  // 调用圆弧线模型的绘制函数
  const arcline = circleLine(flyArcCenter.x, flyArcCenter.y, flyArcR, startAngle, endAngle, options.color)
  // const arcline = new  Group();// 不绘制轨迹线，使用 Group替换circleLine()即可
  arcline.center = flyArcCenter //飞线圆弧自定一个属性表示飞线圆弧的圆心
  arcline.topCoord = arcTopCoord //飞线圆弧自定一个属性表示飞线圆弧中间也就是顶部坐标

  // const flyAngle = Math.PI/ 10; //飞线圆弧固定弧度
  const flyAngle = (endAngle - startAngle) / 7 //飞线圆弧的弧度和轨迹线弧度相关
  // 绘制一段飞线，圆心做坐标原点
  const flyLine = createFlyLine(flyArcR, startAngle, startAngle + flyAngle, options.flyLineColor)
  flyLine.position.y = flyArcCenter.y //平移飞线圆弧和飞线轨迹圆弧重合
  //飞线段flyLine作为飞线轨迹arcLine子对象，继承飞线轨迹平移旋转等变换
  arcline.add(flyLine)
  //飞线段运动范围startAngle~flyEndAngle
  flyLine.flyEndAngle = endAngle - startAngle - flyAngle
  flyLine.startAngle = startAngle
  // arcline.flyEndAngle：飞线段当前角度位置，这里设置了一个随机值用于演示
  flyLine.AngleZ = arcline.flyEndAngle * Math.random()
  // flyLine.rotation.z = arcline.AngleZ;
  // arcline.flyLine指向飞线段,便于设置动画是访问飞线段
  arcline.userData['flyLine'] = flyLine

  return arcline
}
/*计算球面上两点和球心构成夹角的弧度值
参数point1, point2:表示地球球面上两点坐标Vector3
计算A、B两点和顶点O构成的AOB夹角弧度值*/
function radianAOB(A, B, O) {
  // dir1、dir2：球面上两个点和球心构成的方向向量
  const dir1 = A.clone().sub(O).normalize()
  const dir2 = B.clone().sub(O).normalize()
  //点乘.dot()计算夹角余弦值
  const cosAngle = dir1.clone().dot(dir2)
  const radianAngle = Math.acos(cosAngle) //余弦值转夹角弧度值,通过余弦值可以计算夹角范围是0~180度
  return radianAngle
}
/*绘制一条圆弧曲线模型Line
5个参数含义：(圆心横坐标, 圆心纵坐标, 飞线圆弧轨迹半径, 开始角度, 结束角度)*/
function circleLine(x, y, r, startAngle, endAngle, color) {
  const geometry = new BufferGeometry() //声明一个几何体对象Geometry
  //  ArcCurve创建圆弧曲线
  const arc = new ArcCurve(x, y, r, startAngle, endAngle, false)
  //getSpacedPoints是基类Curve的方法，返回一个vector2对象作为元素组成的数组
  const points = arc.getSpacedPoints(80) //分段数50，返回51个顶点
  geometry.setFromPoints(points) // setFromPoints方法从points中提取数据改变几何体的顶点属性vertices
  const material = new LineBasicMaterial({
    color: color || 0xd18547
  }) //线条材质
  const line = new Line(geometry, material) //线条模型对象
  return line
}
//求三个点的外接圆圆心，p1, p2, p3表示三个点的坐标Vector3。
function threePointCenter(p1, p2, p3) {
  const L1 = p1.lengthSq() //p1到坐标原点距离的平方
  const L2 = p2.lengthSq()
  const L3 = p3.lengthSq()
  const x1 = p1.x,
    y1 = p1.y,
    x2 = p2.x,
    y2 = p2.y,
    x3 = p3.x,
    y3 = p3.y
  const S = x1 * y2 + x2 * y3 + x3 * y1 - x1 * y3 - x2 * y1 - x3 * y2
  const x = (L2 * y3 + L1 * y2 + L3 * y1 - L2 * y1 - L3 * y2 - L1 * y3) / S / 2
  const y = (L3 * x2 + L2 * x1 + L1 * x3 - L1 * x2 - L2 * x3 - L3 * x1) / S / 2
  // 三点外接圆圆心坐标
  const center = new Vector3(x, y, 0)
  return center
}

export { arcXOY, flyArc }