05Menger sponge city — the recursion of regular holes

<main class="stage">
<div class="mg is-demo" id="mgRoot">
  <p class="mg__hint">
    <svg class="mg__ico" viewBox="0 0 256 256" aria-hidden="true"><g fill="currentColor"><path d="M128 24a16 16 0 0 1 16 16v8a80.06 80.06 0 0 1 63.94 63.94h8a16 16 0 0 1 0 32h-8A80.06 80.06 0 0 1 144 207.94v8a16 16 0 0 1-32 0v-8A80.06 80.06 0 0 1 48.06 144h-8a16 16 0 0 1 0-32h8A80.06 80.06 0 0 1 112 48.06v-8A16 16 0 0 1 128 24m-16 57.35V96a16 16 0 0 0 32 0V81.35A48.09 48.09 0 0 0 81.35 112H96a16 16 0 0 0 0-32h14.65M174.65 144H160a16 16 0 0 0 0 32h14.65A48.09 48.09 0 0 0 144 174.65V160a16 16 0 0 0-32 0v14.65A48.09 48.09 0 0 0 81.35 144" opacity=".2"/><path d="M232 128a104 104 0 1 1-104-104a104 104 0 0 1 104 104m-32 0a8 8 0 0 0-8-8h-9.34A56.1 56.1 0 0 0 136 77.34V68a8 8 0 0 0-16 0v9.34A56.1 56.1 0 0 0 77.34 120H68a8 8 0 0 0 0 16h9.34A56.1 56.1 0 0 0 120 179.66V188a8 8 0 0 0 16 0v-8.34A56.1 56.1 0 0 0 178.66 136H192a8 8 0 0 0 8-8m-40 0a32 32 0 1 1-32-32a32 32 0 0 1 32 32m-16 0a16 16 0 1 0-16 16a16 16 0 0 0 16-16"/></g></svg>
    <span>The punch-hole rule repeats inside the distance function — the pointer orbits the view</span>
  </p>
  <div class="mg__field" id="mgField" role="application" aria-label="Menger sponge ray marching board" tabindex="0">
    <canvas class="mg__cv" id="mgCv"></canvas>
  </div>
  <div class="mg__bar">
    <span class="mg__meta"><b class="mg__val" id="mgRes">48×30</b> render target · 72 steps</span>
    <span class="mg__meta mg__meta--dim">trisection recursion · 4 levels</span>
  </div>
</div>
</main>

@use "../../../../site/static/demo-tokens" as *;

// 멩거 스펀지 도시(05) — CSS 애니메이션·@keyframes 를 아예 두지 않는다 —
// 움직임은 전부 캔버스 rAF 루프가 만들므로 렌더러가 실시간 24장을 찍는다.
// 무대는 페이퍼 밝은 톤(파스텔 라인). 블록은 하늘색↔라일락 셀 변조,
// 하이라이트는 크림, 구멍 음영은 라일락 진한 톤.

$duration: $dur-loop;
$easing: $ease-spring;
$color: $subject-sky;

@include stage($stage-paper);

.mg {
  // 렌더러가 읽는 색 — JS 는 getComputedStyle 로 --rm-* 를 받아 쓴다
  --rm-block:  #{$subject-sky};                             // 코너 블록 — 하늘색 파스텔
  --rm-tower:  #{$subject-lilac};                           // 안쪽 타워 — 라일락 파스텔
  --rm-hilite: #{$subject-cream};                           // 하이라이트·하늘 밝은 끝 — 크림
  --rm-floor:  #{mix($subject-sky, $stage-paper, 46%)};     // 바닥 — 옅은 하늘색
  --rm-shade:  #{mix($subject-lilac, $subject-ink, 52%)};   // 구멍 음영 — 라일락 진한 톤
  --rm-sky:    #{mix($subject-cream, $stage-paper, 62%)};   // 하늘 — 크림에 가까운 페이퍼
  --rm-sky2:   #{mix($subject-lilac, $stage-paper, 40%)};   // 하늘 파동 — 옅은 라일락 (그라데이션이 흐른다)

  display: flex; flex-direction: column; gap: $sp-2;
  width: 100%; max-width: 424px;
}

.mg__hint {
  display: flex; align-items: center; gap: $sp-1; margin: 0;
  font-weight: 700; font-size: clamp(10px, 2.8vw, 12px); line-height: 1.35;
  color: $subject-ink;
}
.mg__ico { width: 16px; height: 16px; flex: 0 0 auto; color: $subject-ink; }

.mg__field {
  position: relative; height: 180px;
  border-radius: $r-card; overflow: hidden;
  background: $stage-paper;
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba($subject-ink, .16);
  cursor: crosshair; touch-action: none;
}
.mg__field:focus-visible { outline: 2px solid $subject-blue; outline-offset: 2px; }

.mg__cv { display: block; width: 100%; height: 100%; image-rendering: auto; }

.mg__bar { display: flex; align-items: baseline; justify-content: space-between; gap: $sp-2; }
.mg__meta { font-size: 10px; font-weight: 500; color: rgba($subject-ink, .72); }
.mg__val { color: $subject-blue; font-weight: 700; }
.mg__meta--dim { font-size: 10px; }

@media (max-width: 340px) {
  .mg { gap: $sp-1; }
  .mg__field { height: 100px; }
  .mg__meta--dim { display: none; }
}

// reduce — rAF 를 돌리지 않고 한 장만 남는다. 커서 신호만 거둔다.
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .mg.is-still .mg__field { cursor: default !important; }
}

html, body {
  margin: 0;
  overflow: hidden;
}

.stage {
  box-sizing: border-box;
  min-height: 100vh;
  display: grid;
  place-items: center;
  margin: 0;
  background: #ffffff;
  font-family: -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif;
  padding: clamp(8px, 4vw, 24px);
}

.mg {
  --rm-block: #6ec8ff;
  --rm-tower: #b9a0ff;
  --rm-hilite: #fff7e6;
  --rm-floor: rgb(73.8431372549%, 90.0784313725%, 100%);
  --rm-shade: rgb(42.0549019608%, 36.3921568627%, 56.8941176471%);
  --rm-sky: rgb(100%, 98.0549019608%, 93.9215686275%);
  --rm-sky2: #e3d9ff;
  display: flex;
  flex-direction: column;
  gap: 8px;
  width: 100%;
  max-width: 424px;
}

.mg__hint {
  display: flex;
  align-items: center;
  gap: 4px;
  margin: 0;
  font-weight: 700;
  font-size: clamp(10px, 2.8vw, 12px);
  line-height: 1.35;
  color: #17141a;
}

.mg__ico {
  width: 16px;
  height: 16px;
  flex: 0 0 auto;
  color: #17141a;
}

.mg__field {
  position: relative;
  height: 180px;
  border-radius: 16px;
  overflow: hidden;
  background: #ffffff;
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba(23, 20, 26, 0.16);
  cursor: crosshair;
  touch-action: none;
}

.mg__field:focus-visible {
  outline: 2px solid #2f6df6;
  outline-offset: 2px;
}

.mg__cv {
  display: block;
  width: 100%;
  height: 100%;
  image-rendering: auto;
}

.mg__bar {
  display: flex;
  align-items: baseline;
  justify-content: space-between;
  gap: 8px;
}

.mg__meta {
  font-size: 10px;
  font-weight: 500;
  color: rgba(23, 20, 26, 0.72);
}

.mg__val {
  color: #2f6df6;
  font-weight: 700;
}

.mg__meta--dim {
  font-size: 10px;
}

@media (max-width: 340px) {
  .mg {
    gap: 4px;
  }
  .mg__field {
    height: 100px;
  }
  .mg__meta--dim {
    display: none;
  }
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .mg.is-still .mg__field {
    cursor: default !important;
  }
}

// 멩거 스펀지 도시(05) — 정육면체를 3×3×3 으로 나눠 십자 가운데를 뚫는 규칙의 반복.
// 반복문 안에서 p 를 3배 늘리고(스케일 s=3^n) 박스 거리와 구멍 거리를 max 로 쌓는다 —
// subtraction(파기)는 max(박스, -구멍) 로 표현된다. 내적 SDF 는 아니지만 각 단계가
// conservative(실제보다 짧게만 재므로 안전)라 시각적으로 정확한 형태가 나온다.
// WebGL 없이 ImageData 픽셀 계산만으로 나온다.
(function () {
  // ── 변형 상수 블록 — 아래 값 하나만 바꿔 변형 3종을 만든다 ──
  var RT_W = 48;          // render target 폭(버퍼 픽셀). 재귀 map 이 무거워 48px 로 예산
  var STEPS = 72;         // 최대 전진 스텝 수 — 변형 "스텝 수" 축(56 → 96)
  var HIT_EPS = 0.005;    // 표면 도달 판정 거리(월드 단위)
  var LOOP_MS = 2000;     // 미리보기 가상 포인터 주기
  var LEVELS = 4;         // 재귀 단계 수 — 변형 "단계" 축(2·3·4) — 늘수록 구멍이 잘다
  var SAFETY = 0.85;      // 근사 SDF 안전 계수 — conservative 라 여유를 둔다
  // ────────────────────────────────────────────────────

  var root = document.getElementById('mgRoot');
  var field = document.getElementById('mgField');
  var cv = document.getElementById('mgCv');
  var ctx = cv.getContext('2d');
  var resOut = document.getElementById('mgRes');

  // 색은 CSS 커스텀 프로퍼티(--rm-*)에서 getComputedStyle 로 읽는다 — 파스텔 토큰이 scss 한 곳에
  var css = getComputedStyle(root);
  function tokRGB(name) {
    var s = css.getPropertyValue(name).trim();
    if (s.charAt(0) === '#') {
      var hx = s.length === 4
        ? s.charAt(1) + s.charAt(1) + s.charAt(2) + s.charAt(2) + s.charAt(3) + s.charAt(3)
        : s.slice(1);
      return [parseInt(hx.slice(0, 2), 16), parseInt(hx.slice(2, 4), 16), parseInt(hx.slice(4, 6), 16)];
    }
    var p = s.replace(/[^\d,.]/g, '').split(',');
    return [Number(p[0]) || 0, Number(p[1]) || 0, Number(p[2]) || 0];
  }
  var C_BLOCK = tokRGB('--rm-block');
  var C_TOWER = tokRGB('--rm-tower');
  var C_HILITE = tokRGB('--rm-hilite');
  var C_FLOOR  = tokRGB('--rm-floor');
  var C_SHADE  = tokRGB('--rm-shade');
  var C_SKY    = tokRGB('--rm-sky');
  var C_SKY2   = tokRGB('--rm-sky2');

  var TAU = Math.PI * 2;
  var reduce = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)').matches;
  var W = 0, H = 0;
  var buf, bctx, img;             // 저해상 render target 버퍼(캔버스와 별개)
  var heading = 0.55;             // 편요(라디안) — 포인터 좌우
  var pitch = 0.27;               // 상하각(라디안) — 포인터 상하
  var px01 = 0.5, py01 = 0.5;
  var manual = false;
  var raf = 0, t0 = -1;

  // 축 정렬 박스 거리 — 중심 원점, 반폭 b. 클램프 방식(안쪽도 대략 거리)
  function sdBox(px, py, pz, b) {
    var qx = Math.abs(px) - b, qy = Math.abs(py) - b, qz = Math.abs(pz) - b;
    var ox = qx > 0 ? qx : 0, oy = qy > 0 ? qy : 0, oz = qz > 0 ? qz : 0;
    return Math.sqrt(ox * ox + oy * oy + oz * oz) + Math.max(qx, qy, qz, 0);
  }
  // 부호 없는 나머지 — JS % 는 음수에 음수를 돌려주므로 직접 만든다
  function mod2(v) { var m = v % 2.0; return m < 0 ? m + 2.0 : m; }

  var lastCell = 0.5;             // 직전 map 호출의 셀 인덱스(3×3 위치 코드) — 색 변조용
  // 멩거 스펀지 — 각 단계에서 좌표를 mod 2 로 접고 십자 관의 거리를 max 로 얹는다.
  // 반환값은 conservative 근사(실제 거리보다 작거나 같음) — 안전 계수만 있으면 형태가 정확하다
  function map(px, py, pz) {
    var cy = py - 1.0;            // 스펀지 중심 (0,1,0) · 반폭 1
    var d = sdBox(px, cy, pz, 1.0);
    var s = 1.0;
    var cell = 0;
    for (var n = 0; n < LEVELS; n++) {
      var ax = mod2(px * s) - 1.0;
      var ay = mod2(cy * s) - 1.0;
      var az = mod2(pz * s) - 1.0;
      s *= 3.0;
      var rx = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(ax));
      var ry = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(ay));
      var rz = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(az));
      var da = Math.max(rx, ry);              // 십자 관의 세 방향 성분
      var db = Math.max(ry, rz);
      var dc = Math.max(rz, rx);
      var c = (Math.min(da, Math.min(db, dc)) - 1.0) / s;
      d = Math.max(d, c);
      cell = (ax + 1) * 4 + (ay + 1) * 2 + (az + 1);   // 0..8 셀 코드 — 색 변조용
    }
    lastCell = cell;
    return d;
  }

  // 거리장의 기울기(전방 차분) = 표면 법선
  function normalAt(px, py, pz) {
    var e = 0.002;
    var nx = map(px + e, py, pz) - map(px - e, py, pz);
    var ny = map(px, py + e, pz) - map(px, py - e, pz);
    var nz = map(px, py, pz + e) - map(px, py, pz - e);
    var l = Math.sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz) || 1;
    return [nx / l, ny / l, nz / l];
  }

  function mix3(c1, c2, t) {
    return [c1[0] + (c2[0] - c1[0]) * t, c1[1] + (c2[1] - c1[1]) * t, c1[2] + (c2[2] - c1[2]) * t];
  }
  function clamp255(v) { return v > 255 ? 255 : (v < 0 ? 0 : v); }

  function draw(tSec) {
    if (!img) return;
    var data = img.data;
    var bw = buf.width, bh = buf.height;

    // 카메라 — 스펀지 중심(0,1,0) 을 도는 궤도. heading/pitch 를 눈 위치로
    var ch = Math.cos(heading), sh = Math.sin(heading);
    var cp = Math.cos(pitch), sp = Math.sin(pitch);
    var D = 4.4;                                    // 눈-스펀지 거리
    var ex = sh * cp * D, ey = 1.0 + sp * D, ez = ch * cp * D;
    // 전방(눈→스펀지 중심) · 오른쪽 · 위 — 오른손 기저
    var fx = -sh * cp, fy = -sp, fz = -ch * cp;
    var rx = -fz, rz = fx;                          // right = normalize(f × worldUp)
    var rl = Math.sqrt(rx * rx + rz * rz) || 1;
    rx /= rl; rz /= rl;
    var ux = -rz * fy, uy = rz * fx - rx * fz, uz = rx * fy;   // up = right × forward
    // 광원 궤도 — 왼쪽 위를 도는 파스텔 키 라이트. 구멍 속 명암이 프레임마다 흘러간다
    var lph = tSec * 0.9 + 2.1;
    var lx = -0.44 + 0.3 * Math.cos(lph), ly = 0.72, lz = 0.42 + 0.3 * Math.sin(lph);
    var ll = Math.sqrt(lx * lx + ly * ly + lz * lz);
    lx /= ll; ly /= ll; lz /= ll;

    var i = 0;
    for (var y = 0; y < bh; y++) {
      var vy = (1 - 2 * (y + 0.5) / bh) * 0.5;      // -0.5..+0.5 (화면 위가 +)
      for (var x = 0; x < bw; x++) {
        var vx = (2 * (x + 0.5) / bw - 1) * 0.8;    // -0.8..+0.8
        // 레이 방향 = 전방 + 화면 오프셋, 정규화
        var dx = fx + rx * vx + ux * vy;
        var dy = fy + uy * vy;
        var dz = fz + rz * vx + uz * vy;
        var dl = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
        dx /= dl; dy /= dl; dz /= dl;

        // ── march 루프 — conservative 근사라 SAFETY 를 곱해 전진한다 ──
        var t = 0.0, hit = 0, px = ex, py = ey, pz = ez, steps = 0;
        for (var s = 0; s < STEPS; s++) {
          var d = map(px, py, pz);
          if (d < HIT_EPS) { hit = 1; break; }      // 표면 도달
          if (t > 10.0) break;                      // 멀어지면 하늘로 놓아준다
          t += d * SAFETY;
          steps = s;
          px = ex + dx * t; py = ey + dy * t; pz = ez + dz * t;
        }

        var r, g, b;
        if (hit) {
          var n = normalAt(px, py, pz);
          var lam = Math.max(0, n[0] * lx + n[1] * ly + n[2] * lz);
          // AO 근사 — 구멍 깊은 픽셀은 스텝을 더 쓴다
          var ao = 1 - (steps / STEPS) * 0.5;
          // 셀 위치 코드로 두 파스텔 사이를 점프 — 블록마다 색이 나뉜 "도시" 느낌.
          // 위상이 천천히 돌아 블록 색 배정이 흘러간다
          var cellMix = ((lastCell * 7) % 13 + 1.5 * Math.sin(tSec * 0.8)) / 12;
          cellMix = cellMix - Math.floor(cellMix);
          var base = mix3(C_BLOCK, C_TOWER, cellMix);
          if (py < 0.008) {
            // 바닥 평면 히트 — 옅은 하늘색 바닥에 스펀지 접촉 음영
            var lit0 = (0.42 + 0.58 * lam) * ao;
            r = C_FLOOR[0] * lit0 + C_SHADE[0] * (1 - lit0);
            g = C_FLOOR[1] * lit0 + C_SHADE[1] * (1 - lit0);
            b = C_FLOOR[2] * lit0 + C_SHADE[2] * (1 - lit0);
          } else {
            var dif = (0.24 + 0.76 * lam) * ao;
            var rim = Math.max(0, n[0] * -dx + n[1] * -dy + n[2] * -dz);
            var spec = Math.pow(rim, 12) * 0.35;
            r = base[0] * dif + C_HILITE[0] * spec;
            g = base[1] * dif + C_HILITE[1] * spec;
            b = base[2] * dif + C_HILITE[2] * spec;
          }
        } else {
          // 하늘 — 하늘색↔라일락 파동 그라데이션이 프레임마다 흐른다
          var sky = dy > 0 ? dy : 0;
          var wave = 0.5 + 0.5 * Math.sin(tSec * 1.4 + vx * 3.0);
          var gr = 0.35 * wave;
          r = C_SKY[0] + (C_HILITE[0] - C_SKY[0]) * sky * 0.3 + (C_SKY2[0] - C_SKY[0]) * gr;
          g = C_SKY[1] + (C_HILITE[1] - C_SKY[1]) * sky * 0.3 + (C_SKY2[1] - C_SKY[1]) * gr;
          b = C_SKY[2] + (C_HILITE[2] - C_SKY[2]) * sky * 0.3 + (C_SKY2[2] - C_SKY[2]) * gr;
        }
        data[i] = clamp255(r);
        data[i + 1] = clamp255(g);
        data[i + 2] = clamp255(b);
        data[i + 3] = 255;
        i += 4;
      }
    }
    bctx.putImageData(img, 0, 0);
    // 저해상 버퍼를 캔버스 CSS 크기로 부드럽게 확대 — dpr 을 곱하지 않는다(버퍼가 저해상)
    ctx.imageSmoothingEnabled = true;
    ctx.imageSmoothingQuality = 'high';
    ctx.clearRect(0, 0, W, H);
    ctx.drawImage(buf, 0, 0, W, H);
  }

  function fit() {
    var r = field.getBoundingClientRect();
    W = r.width; H = r.height;
    cv.width = Math.round(W); cv.height = Math.round(H);
    var bh = Math.max(12, Math.round(RT_W * H / W));
    buf = document.createElement('canvas');
    buf.width = RT_W; buf.height = bh;
    bctx = buf.getContext('2d');
    img = bctx.createImageData(RT_W, bh);
    resOut.textContent = RT_W + '×' + bh;
  }

  function aim() {
    // 포인터/키 입력 → 목표 각도. 구멍 속까지 들여다보는 heading ±1.8 · pitch 0.05..0.6
    return [(px01 - 0.5) * 3.6, 0.32 + (py01 - 0.5) * 0.55];
  }

  function frame(now) {
    if (t0 < 0) t0 = now;
    var t = (now - t0) / 1000;
    if (!manual) {
      // 미리보기 가상 포인터 — 시드 고정 Lissajous(표 밖 자연 경로). 진폭을 끝까지 쓴다
      var ph = ((now - t0) % LOOP_MS) / LOOP_MS * TAU;
      px01 = 0.5 + 0.48 * Math.sin(ph);
      py01 = 0.5 + 0.42 * Math.sin(2 * ph + 0.7);
    }
    var a = aim();
    heading += (a[0] - heading) * 0.14;
    pitch += (a[1] - pitch) * 0.14;
    draw(t);
    raf = requestAnimationFrame(frame);
  }

  field.addEventListener('pointermove', function (e) {
    var r = field.getBoundingClientRect();
    px01 = Math.min(1, Math.max(0, (e.clientX - r.left) / r.width));
    py01 = Math.min(1, Math.max(0, (e.clientY - r.top) / r.height));
    if (!manual) { manual = true; root.classList.remove('is-demo'); }
    if (reduce) { var a1 = aim(); heading = a1[0]; pitch = a1[1]; draw(0.6); }
  });
  field.addEventListener('pointerleave', function () {
    if (manual) { px01 = 0.5; py01 = 0.5; }
  });
  field.addEventListener('keydown', function (e) {
    var d = { ArrowLeft: [-0.07, 0], ArrowRight: [0.07, 0], ArrowUp: [0, -0.06], ArrowDown: [0, 0.06] }[e.key];
    if (!d) return;
    e.preventDefault();
    if (!manual) { manual = true; root.classList.remove('is-demo'); }
    px01 = Math.max(0, Math.min(1, px01 + d[0]));
    py01 = Math.max(0, Math.min(1, py01 + d[1]));
    if (reduce) { var a2 = aim(); heading = a2[0]; pitch = a2[1]; draw(0.6); }
  });
  window.addEventListener('resize', function () { fit(); if (reduce) draw(0.6); });

  fit();
  if (reduce) {
    // reduce — rAF 를 돌리지 않고 구멍이 읽히는 각도의 한 장만 그린다
    heading = 0.55; pitch = 0.32;
    draw(0.6);
    root.classList.add('is-still');
  } else {
    raf = requestAnimationFrame(frame);
  }
})();

// MengerSpongeCity — vanilla 판(run/312/demo/05-rm-menger-sponge-city/index.html) 의 React 포트.
// 정육면체를 3×3×3 으로 나눠 십자 가운데를 뚫는 규칙을 거리 함수 안에서 되풀이한다.
// 반환값은 conservative 근사(실제 거리보다 작거나 같음) — 안전 계수만 있으면 형태가 정확하다.
// WebGL 없이 ImageData 픽셀 계산만으로 3D 가 나온다. 미리보기는 시드 고정 Lissajous 자동 재생.
import { useEffect, useRef, useState } from "react";
import type { CSSProperties } from "react";
import styles from "./MengerSpongeCity.module.scss";

export type MengerSpongeCityProps = {
  duration?: string;
  easing?: string;
  color?: string;
  renderWidth?: number;   // 렌더 타깃 폭(버퍼 픽셀) — 변형 "해상도" 축
  steps?: number;         // 최대 전진 스텝 수 — 변형 "스텝 수" 축
  levels?: number;        // 재귀 단계 수 — 변형 "단계" 축(2·3·4)
};

type Vars = CSSProperties & { "--duration"?: string; "--easing"?: string; "--color"?: string };
// useRef 는 T | null 을 돌려준다. 처음부터 값이 있고 절대 비지 않는 상자는 이렇게 좁혀 쓴다
type Box<T> = { current: T };
// React 의 이벤트 제네릭이 없는 환경이라 필요한 것만 로컬로 선언한다
type PointerEvt = { clientX: number; clientY: number };
type KeyEvt = { key: string; preventDefault(): void };
type RGB = [number, number, number];
type Size = { w: number; h: number };

const TAU = Math.PI * 2;
const FIELD_LABEL = "멩거 스펀지 레이 마칭 실험판";
const STILL_T = 0.6;     // reduce 에서 그리는 시각 — 구멍이 읽히는 각도의 한 장
const SAFETY = 0.85;     // 근사 SDF 안전 계수 — conservative 라 여유를 둔다
let gLevels = 4;         // 재귀 단계 수 — props 로 교체된다

// 축 정렬 박스 거리 — 중심 원점, 반폭 b. 클램프 방식(안쪽도 대략 거리)
function sdBox(px: number, py: number, pz: number, b: number): number {
  const qx = Math.abs(px) - b, qy = Math.abs(py) - b, qz = Math.abs(pz) - b;
  const ox = qx > 0 ? qx : 0, oy = qy > 0 ? qy : 0, oz = qz > 0 ? qz : 0;
  return Math.sqrt(ox * ox + oy * oy + oz * oz) + Math.max(qx, qy, qz, 0);
}

// 부호 없는 나머지 — JS % 는 음수에 음수를 돌려주므로 직접 만든다
function mod2(v: number): number { const m = v % 2.0; return m < 0 ? m + 2.0 : m; }

let lastCell = 0.5;      // 직전 map 호출의 셀 인덱스 — 색 변조용
// 멩거 스펀지 — 각 단계에서 좌표를 mod 2 로 접고 십자 관의 거리를 max 로 얹는다
function map(px: number, py: number, pz: number): number {
  const cy = py - 1.0;              // 스펀지 중심 (0,1,0) · 반폭 1
  let d = sdBox(px, cy, pz, 1.0);
  let s = 1.0;
  let cell = 0;
  for (let n = 0; n < gLevels; n++) {
    const ax = mod2(px * s) - 1.0;
    const ay = mod2(cy * s) - 1.0;
    const az = mod2(pz * s) - 1.0;
    s *= 3.0;
    const rx = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(ax));
    const ry = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(ay));
    const rz = Math.abs(1.0 - 3.0 * Math.abs(az));
    const da = Math.max(rx, ry);              // 십자 관의 세 방향 성분
    const db = Math.max(ry, rz);
    const dc = Math.max(rz, rx);
    const c = (Math.min(da, Math.min(db, dc)) - 1.0) / s;
    d = Math.max(d, c);
    cell = (ax + 1) * 4 + (ay + 1) * 2 + (az + 1);   // 0..8 셀 코드 — 색 변조용
  }
  lastCell = cell;
  return d;
}

// 거리장의 기울기(전방 차분) = 표면 법선
function normalAt(px: number, py: number, pz: number): RGB {
  const e = 0.002;
  const nx = map(px + e, py, pz) - map(px - e, py, pz);
  const ny = map(px, py + e, pz) - map(px, py - e, pz);
  const nz = map(px, py, pz + e) - map(px, py, pz - e);
  const l = Math.sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz) || 1;
  return [nx / l, ny / l, nz / l];
}

function clamp255(v: number): number { return v > 255 ? 255 : (v < 0 ? 0 : v); }

export default function MengerSpongeCity({
  duration = "2s",
  easing = "cubic-bezier(.2, .8, .2, 1)",
  color = "#6ec8ff",
  renderWidth = 48,
  steps = 72,
  levels = 4,
}: MengerSpongeCityProps) {
  const rootRef = useRef<HTMLDivElement | null>(null);
  const fieldRef = useRef<HTMLDivElement | null>(null);
  const cvRef = useRef<HTMLCanvasElement | null>(null);
  const ctxRef = useRef<CanvasRenderingContext2D | null>(null);
  const bufRef = useRef<HTMLCanvasElement | null>(null);
  const bctxRef = useRef<CanvasRenderingContext2D | null>(null);
  const imgRef = useRef<ImageData | null>(null);
  const sizeRef = useRef({ w: 0, h: 0 }) as Box<Size>;
  const colRef = useRef<{ block: RGB; tower: RGB; hilite: RGB; floor: RGB; shade: RGB; sky: RGB; sky2: RGB } | null>(null);
  const rtRef = useRef(renderWidth) as Box<number>;     // 렌더 타깃 폭
  const stepRef = useRef(steps) as Box<number>;         // 최대 스텝 수
  const headingRef = useRef(0.55) as Box<number>;       // 편요(라디안)
  const pitchRef = useRef(0.27) as Box<number>;         // 상하각(라디안)
  const pxRef = useRef(0.5) as Box<number>;
  const pyRef = useRef(0.5) as Box<number>;
  const manualRef = useRef(false) as Box<boolean>;
  const rafRef = useRef(0) as Box<number>;
  const t0Ref = useRef(-1) as Box<number>;
  const [res, setRes] = useState("48×30");
  const [still, setStill] = useState(false);
  const vars: Vars = { "--duration": duration, "--easing": easing, "--color": color };

  function reduced(): boolean {
    return window.matchMedia("(prefers-reduced-motion: reduce)").matches;
  }

  // 색은 CSS 커스텀 프로퍼티(--rm-*)에서 getComputedStyle 로 읽는다 — 파스텔 토큰이 scss 한 곳에
  function tokRGB(root: HTMLDivElement, name: string): RGB {
    const s = getComputedStyle(root).getPropertyValue(name).trim();
    if (s.charAt(0) === "#") {
      const hx = s.length === 4
        ? s.charAt(1) + s.charAt(1) + s.charAt(2) + s.charAt(2) + s.charAt(3) + s.charAt(3)
        : s.slice(1);
      return [parseInt(hx.slice(0, 2), 16), parseInt(hx.slice(2, 4), 16), parseInt(hx.slice(4, 6), 16)];
    }
    const p = s.replace(/[^\d,.]/g, "").split(",");
    return [Number(p[0]) || 0, Number(p[1]) || 0, Number(p[2]) || 0];
  }

  function fit(): void {
    const field = fieldRef.current;
    const cv = cvRef.current;
    if (!field || !cv) return;
    const ctx = cv.getContext("2d");
    if (!ctx) return;
    const size = sizeRef.current;
    const r = field.getBoundingClientRect();
    size.w = r.width; size.h = r.height;
    // 캔버스는 dpr 을 곱하지 않는다 — 버퍼가 저해상이라 확대가 곧 표시 해상도다
    cv.width = Math.round(size.w); cv.height = Math.round(size.h);
    ctxRef.current = ctx;
    const bh = Math.max(12, Math.round(rtRef.current * size.h / size.w));
    const buf = document.createElement("canvas");
    buf.width = rtRef.current; buf.height = bh;
    const bctx = buf.getContext("2d");
    if (!bctx) return;
    bufRef.current = buf; bctxRef.current = bctx;
    imgRef.current = bctx.createImageData(rtRef.current, bh);
    setRes(rtRef.current + "×" + bh);
  }

  function draw(tSec: number): void {
    const img = imgRef.current, bctx = bctxRef.current, buf = bufRef.current, ctx = ctxRef.current;
    const col = colRef.current;
    if (!img || !bctx || !buf || !ctx || !col) return;
    const data = img.data;
    const size = sizeRef.current;
    const bw = buf.width, bh = buf.height;
    const STEPS = stepRef.current, HIT_EPS = 0.005;

    // 카메라 — 스펀지 중심(0,1,0) 을 도는 궤도. heading/pitch 를 눈 위치로
    const heading = headingRef.current, pitch = pitchRef.current;
    const ch = Math.cos(heading), sh = Math.sin(heading);
    const cp = Math.cos(pitch), sp = Math.sin(pitch);
    const D = 4.4;
    const ex = sh * cp * D, ey = 1.0 + sp * D, ez = ch * cp * D;
    // 전방(눈→스펀지 중심) · 오른쪽 · 위 — 오른손 기저
    const fx = -sh * cp, fy = -sp, fz = -ch * cp;
    let rx = -fz, rz = fx;                          // right = f × worldUp 방향
    const rl = Math.sqrt(rx * rx + rz * rz) || 1;
    rx /= rl; rz /= rl;
    const ux = -rz * fy, uy = rz * fx - rx * fz, uz = rx * fy;   // up = right × forward
    // 광원 궤도 — 왼쪽 위를 도는 파스텔 키 라이트. 구멍 속 명암이 프레임마다 흘러간다
    const lph = tSec * 0.9 + 2.1;
    let lx = -0.44 + 0.3 * Math.cos(lph), ly = 0.72, lz = 0.42 + 0.3 * Math.sin(lph);
    const ll = Math.sqrt(lx * lx + ly * ly + lz * lz);
    lx /= ll; ly /= ll; lz /= ll;

    let i = 0;
    for (let y = 0; y < bh; y++) {
      const vy = (1 - 2 * (y + 0.5) / bh) * 0.5;      // -0.5..+0.5 (화면 위가 +)
      for (let x = 0; x < bw; x++) {
        const vx = (2 * (x + 0.5) / bw - 1) * 0.8;    // -0.8..+0.8
        // 레이 방향 = 전방 + 화면 오프셋, 정규화
        let dx = fx + rx * vx + ux * vy;
        let dy = fy + uy * vy;
        let dz = fz + rz * vx + uz * vy;
        const dl = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
        dx /= dl; dy /= dl; dz /= dl;

        // ── march 루프 — conservative 근사라 SAFETY 를 곱해 전진한다 ──
        let t = 0.0, hit = 0, px = ex, py = ey, pz = ez, steps = 0;
        for (let s = 0; s < STEPS; s++) {
          const d = map(px, py, pz);
          if (d < HIT_EPS) { hit = 1; break; }        // 표면 도달
          if (t > 10.0) break;                        // 멀어지면 하늘로 놓아준다
          t += d * SAFETY;
          steps = s;
          px = ex + dx * t; py = ey + dy * t; pz = ez + dz * t;
        }

        let r: number, g: number, b: number;
        if (hit) {
          const n = normalAt(px, py, pz);
          const lam = Math.max(0, n[0] * lx + n[1] * ly + n[2] * lz);
          // AO 근사 — 구멍 깊은 픽셀은 스텝을 더 쓴다
          const ao = 1 - (steps / STEPS) * 0.5;
          // 셀 위치 코드로 두 파스텔 사이를 점프 — 블록마다 색이 나뉜 "도시" 느낌
          let cellMix = ((lastCell * 7) % 13 + 1.5 * Math.sin(tSec * 0.8)) / 12;
          cellMix = cellMix - Math.floor(cellMix);
          const base0 = col.block[0] + (col.tower[0] - col.block[0]) * cellMix;
          const base1 = col.block[1] + (col.tower[1] - col.block[1]) * cellMix;
          const base2 = col.block[2] + (col.tower[2] - col.block[2]) * cellMix;
          if (py < 0.008) {
            // 바닥 평면 히트 — 옅은 하늘색 바닥에 스펀지 접촉 음영
            const lit0 = (0.42 + 0.58 * lam) * ao;
            r = col.floor[0] * lit0 + col.shade[0] * (1 - lit0);
            g = col.floor[1] * lit0 + col.shade[1] * (1 - lit0);
            b = col.floor[2] * lit0 + col.shade[2] * (1 - lit0);
          } else {
            const dif = (0.24 + 0.76 * lam) * ao;
            const rim = Math.max(0, n[0] * -dx + n[1] * -dy + n[2] * -dz);
            const spec = Math.pow(rim, 12) * 0.35;
            r = base0 * dif + col.hilite[0] * spec;
            g = base1 * dif + col.hilite[1] * spec;
            b = base2 * dif + col.hilite[2] * spec;
          }
        } else {
          // 하늘 — 하늘색↔라일락 파동 그라데이션이 프레임마다 흐른다
          const sky = dy > 0 ? dy : 0;
          const wave = 0.5 + 0.5 * Math.sin(tSec * 1.4 + vx * 3.0);
          const gr = 0.35 * wave;
          r = col.sky[0] + (col.hilite[0] - col.sky[0]) * sky * 0.3 + (col.sky2[0] - col.sky[0]) * gr;
          g = col.sky[1] + (col.hilite[1] - col.sky[1]) * sky * 0.3 + (col.sky2[1] - col.sky[1]) * gr;
          b = col.sky[2] + (col.hilite[2] - col.sky[2]) * sky * 0.3 + (col.sky2[2] - col.sky[2]) * gr;
        }
        data[i] = clamp255(r);
        data[i + 1] = clamp255(g);
        data[i + 2] = clamp255(b);
        data[i + 3] = 255;
        i += 4;
      }
    }
    bctx.putImageData(img, 0, 0);
    // 저해상 버퍼를 캔버스 CSS 크기로 부드럽게 확대
    ctx.imageSmoothingEnabled = true;
    ctx.imageSmoothingQuality = "high";
    ctx.clearRect(0, 0, size.w, size.h);
    ctx.drawImage(buf, 0, 0, size.w, size.h);
  }

  function aim(): [number, number] {
    return [(pxRef.current - 0.5) * 3.6, 0.32 + (pyRef.current - 0.5) * 0.55];
  }

  function frame(now: number): void {
    if (t0Ref.current < 0) t0Ref.current = now;
    const t = (now - t0Ref.current) / 1000;
    if (!manualRef.current) {
      // 미리보기 가상 포인터 — 시드 고정 Lissajous(표 밖 자연 경로). 진폭을 끝까지 쓴다
      const ph = (((now - t0Ref.current) % 2000) / 2000) * TAU;
      pxRef.current = 0.5 + 0.48 * Math.sin(ph);
      pyRef.current = 0.5 + 0.42 * Math.sin(2 * ph + 0.7);
    }
    const a = aim();
    headingRef.current += (a[0] - headingRef.current) * 0.14;
    pitchRef.current += (a[1] - pitchRef.current) * 0.14;
    draw(t);
    rafRef.current = requestAnimationFrame(frame);
  }

  function onPoint(e: PointerEvt): void {
    const field = fieldRef.current;
    if (!field) return;
    const r = field.getBoundingClientRect();
    pxRef.current = Math.min(1, Math.max(0, (e.clientX - r.left) / r.width));
    pyRef.current = Math.min(1, Math.max(0, (e.clientY - r.top) / r.height));
    if (!manualRef.current) manualRef.current = true;
    if (reduced()) {
      const a = aim();
      headingRef.current = a[0]; pitchRef.current = a[1];
      draw(STILL_T);
    }
  }

  function onLeave(): void {
    if (manualRef.current) { pxRef.current = 0.5; pyRef.current = 0.5; }
  }

  function onKeyDown(e: KeyEvt): void {
    const deltas: Record<string, [number, number]> = {
      ArrowLeft: [-0.07, 0], ArrowRight: [0.07, 0], ArrowUp: [0, -0.06], ArrowDown: [0, 0.06],
    };
    const d = deltas[e.key];
    if (!d) return;
    e.preventDefault();
    if (!manualRef.current) manualRef.current = true;
    pxRef.current = Math.max(0, Math.min(1, pxRef.current + d[0]));
    pyRef.current = Math.max(0, Math.min(1, pyRef.current + d[1]));
    if (reduced()) {
      const a = aim();
      headingRef.current = a[0]; pitchRef.current = a[1];
      draw(STILL_T);
    }
  }

  useEffect(() => {
    const root = rootRef.current;
    if (!root) return;
    rtRef.current = renderWidth;
    stepRef.current = steps;
    gLevels = levels;
    colRef.current = {
      block: tokRGB(root, "--rm-block"),
      tower: tokRGB(root, "--rm-tower"),
      hilite: tokRGB(root, "--rm-hilite"),
      floor: tokRGB(root, "--rm-floor"),
      shade: tokRGB(root, "--rm-shade"),
      sky: tokRGB(root, "--rm-sky"),
      sky2: tokRGB(root, "--rm-sky2"),
    };
    fit();
    function onResize(): void {
      fit();
      if (reduced()) draw(STILL_T);
    }
    window.addEventListener("resize", onResize);
    if (reduced()) {
      // reduce — rAF 를 돌리지 않고 구멍이 읽히는 각도의 한 장만 그린다
      headingRef.current = 0.55; pitchRef.current = 0.32;
      draw(STILL_T);
      setStill(true);
    } else {
      rafRef.current = requestAnimationFrame(frame);
    }
    return () => {
      window.removeEventListener("resize", onResize);
      cancelAnimationFrame(rafRef.current);
    };
    // eslint-disable-next-line react-hooks/exhaustive-deps
  }, [renderWidth, steps, levels]);

  const rootCls = still ? `${styles.root} ${styles.isStill}` : styles.root;

  return (
    <main className={styles.stage}>
      <div className={rootCls} ref={rootRef} style={vars}>
        <p className={styles.hint}>
          <svg className={styles.ico} viewBox="0 0 256 256" aria-hidden="true"><g fill="currentColor"><path d="M128 24a16 16 0 0 1 16 16v8a80.06 80.06 0 0 1 63.94 63.94h8a16 16 0 0 1 0 32h-8A80.06 80.06 0 0 1 144 207.94v8a16 16 0 0 1-32 0v-8A80.06 80.06 0 0 1 48.06 144h-8a16 16 0 0 1 0-32h8A80.06 80.06 0 0 1 112 48.06v-8A16 16 0 0 1 128 24m-16 57.35V96a16 16 0 0 0 32 0V81.35A48.09 48.09 0 0 0 81.35 112H96a16 16 0 0 0 0-32h14.65M174.65 144H160a16 16 0 0 0 0 32h14.65A48.09 48.09 0 0 0 144 174.65V160a16 16 0 0 0-32 0v14.65A48.09 48.09 0 0 0 81.35 144" opacity=".2"/><path d="M232 128a104 104 0 1 1-104-104a104 104 0 0 1 104 104m-32 0a8 8 0 0 0-8-8h-9.34A56.1 56.1 0 0 0 136 77.34V68a8 8 0 0 0-16 0v9.34A56.1 56.1 0 0 0 77.34 120H68a8 8 0 0 0 0 16h9.34A56.1 56.1 0 0 0 120 179.66V188a8 8 0 0 0 16 0v-8.34A56.1 56.1 0 0 0 178.66 136H192a8 8 0 0 0 8-8m-40 0a32 32 0 1 1-32-32a32 32 0 0 1 32 32m-16 0a16 16 0 1 0-16 16a16 16 0 0 0 16-16"/></g></svg>
          <span>구멍 뚫기 규칙을 거리 함수 안에서 되풀이합니다 — 포인터로 시점이 돕니다</span>
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          <span className={styles.meta}><b className={styles.val}>{res}</b> 렌더 타깃 · 스텝 {steps}</span>
          <span className={styles.metaDim}>3분할 재귀 · {levels} 단계</span>
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