01Lissajous XY scope

<main class="stage">
<div class="ls" id="ls">
  <p class="ls__hint">
    <svg class="ls__ico" viewBox="0 0 256 256" aria-hidden="true"><g fill="currentColor"><path d="M216 40H40a24 24 0 0 0-24 24v128a24 24 0 0 0 24 24h176a24 24 0 0 0 24-24V64a24 24 0 0 0-24-24ZM40 56h176a8 8 0 0 1 8 8v24H32V64a8 8 0 0 1 8-8Zm176 144H40a8 8 0 0 1-8-8V104h192v88a8 8 0 0 1-8 8Z"/><circle cx="56" cy="72" r="8"/><circle cx="84" cy="72" r="8"/><path d="M128 120a40 40 0 1 0 40 40a40 40 0 0 0-40-40Zm0 64a24 24 0 1 1 24-24a24 24 0 0 1-24 24Z"/></g></svg>
    <span>The two sines run at a 3:2 frequency ratio — the curve is alive</span>
  </p>
  <div class="ls__field" id="field" role="application" aria-label="Lissajous curve playground">
    <canvas class="ls__cv" id="cv"></canvas>
    <b class="ls__badge" aria-hidden="true"><span class="ls__badgeNum">3:2</span><span class="ls__badgeUnit">freq ratio</span></b>
  </div>
</div>
</main>

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

// 리사주 XY 오실로스코프 — 움직임은 전부 캔버스 rAF 루프 안에 있다. CSS 는 무대·판·배지만 맡는다.
// @keyframes 를 하나도 두지 않는다 — CSS 애니메이션이 0개라야 렌더러가 실시간으로 프레임을 찍어
// 캔버스가 실제로 도는 모습이 담긴다(도구/demo.py 렌더(), 077 선례).

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

@include stage($stage-ink);

.ls {
  --scope-bg: #{$stage-ink};
  --trace: #{$subject-mint};
  --grid: #{rgba($subject-cream, .14)};
  --badge-bg: #{rgba($subject-cream, .12)};
  --badge-fg: #{$subject-cream};

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

.ls__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-cream;
}

.ls__ico { width: 16px; height: 16px; flex: 0 0 auto; color: $subject-mint; }

.ls__field {
  position: relative; height: 208px;
  border-radius: $r-card; overflow: hidden;
  background: var(--scope-bg);
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba($subject-cream, .16);
}

.ls__cv { display: block; width: 100%; height: 100%; }

.ls__badge {
  position: absolute; right: $sp-2; top: $sp-2;
  display: flex; align-items: baseline; gap: $sp-1;
  padding: $sp-1 $sp-2; border-radius: $r-pill;
  background: var(--badge-bg);
  color: var(--badge-fg); font-weight: 700; font-size: 11px;
}

@media (max-width: 340px) {
  .ls__field { height: 124px; }
  .ls__badge { font-size: 10px; padding: 0 $sp-1; }
}

@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .ls.is-still .ls__badge { opacity: .92 !important; }
}

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

.stage {
  box-sizing: border-box;
  min-height: 100vh;
  display: grid;
  place-items: center;
  margin: 0;
  background: #17141a;
  font-family: -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif;
  padding: clamp(8px, 4vw, 24px);
}

.ls {
  --scope-bg: #17141a;
  --trace: #4cd4a6;
  --grid: rgba(255, 247, 230, 0.14);
  --badge-bg: rgba(255, 247, 230, 0.12);
  --badge-fg: #fff7e6;
  display: flex;
  flex-direction: column;
  gap: 8px;
  width: 100%;
  max-width: 424px;
}

.ls__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: #fff7e6;
}

.ls__ico {
  width: 16px;
  height: 16px;
  flex: 0 0 auto;
  color: #4cd4a6;
}

.ls__field {
  position: relative;
  height: 208px;
  border-radius: 16px;
  overflow: hidden;
  background: var(--scope-bg);
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba(255, 247, 230, 0.16);
}

.ls__cv {
  display: block;
  width: 100%;
  height: 100%;
}

.ls__badge {
  position: absolute;
  right: 8px;
  top: 8px;
  display: flex;
  align-items: baseline;
  gap: 4px;
  padding: 4px 8px;
  border-radius: 999px;
  background: var(--badge-bg);
  color: var(--badge-fg);
  font-weight: 700;
  font-size: 11px;
}

@media (max-width: 340px) {
  .ls__field {
    height: 124px;
  }
  .ls__badge {
    font-size: 10px;
    padding: 0 4px;
  }
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .ls.is-still .ls__badge {
    opacity: 0.92 !important;
  }
}

// 리사주 XY 오실로스코프 — X 축·Y 축에 각기 다른 주파수의 사인파를 걸면 펜이 그리는 자취가
// 리사주 곡선이 된다. 매 프레임 Math.sin 으로 좌표를 계산해 점을 찍고,
// globalCompositeOperation(destination-out) 으로 이전 프레임을 살짝 지워 잔상 트레일을 남긴다.
var root = document.getElementById('ls');
var field = document.getElementById('field');
var cv = document.getElementById('cv');
// willReadFrequently 를 안 쓰는 대신 매 프레임 전체를 다시 칠하는 방식(잔상은 destination-out)으로
// getImageData 왕복 없이 돈다 — 픽셀 계산은 02·04·07 번이 맡는다.
var ctx = cv.getContext('2d');

var css = getComputedStyle(root);
var TRACE = css.getPropertyValue('--trace').trim();
var GRID = css.getPropertyValue('--grid').trim();
var BGN = css.getPropertyValue('--scope-bg').trim();

var FX = 3, FY = 2;          // X·Y 주파수 비 — 3:2 로 두면 곡선이 닫히는 데 2 초가 걸린다
var LOOP = 2;                // 곡선 한 바퀴(초). 캡처 창(2초)과 같아 gif 가 이어진다
var TRAIL = 0.10;            // 매 프레임 지우는 양(알파) — 작게 두면 잔상이 길게 늘어진다

var reduce = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)').matches;
var W = 0, H = 0, dpr = 1, raf = 0;
var phase = 0;               // 슬라이더·자동 루프가 공유하는 위상(라디안)

function fit() {
  var r = field.getBoundingClientRect();
  dpr = window.devicePixelRatio || 1;
  W = r.width; H = r.height;
  cv.width = Math.round(W * dpr);
  cv.height = Math.round(H * dpr);
  ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
}

// 눈금 — 오실로스코프 화면의 중앙 십자·가는 격자. 곡선이 어디를 지나는지의 기준이 된다
function grid() {
  ctx.strokeStyle = GRID;
  ctx.lineWidth = 1;
  ctx.beginPath();
  var step = 24;
  for (var x = step; x < W; x += step) { ctx.moveTo(x + 0.5, 0); ctx.lineTo(x + 0.5, H); }
  for (var y = step; y < H; y += step) { ctx.moveTo(0, y + 0.5); ctx.lineTo(W, y + 0.5); }
  ctx.stroke();
  ctx.strokeStyle = GRID;
  ctx.lineWidth = 1.5;
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(W * 0.5, 0); ctx.lineTo(W * 0.5, H);
  ctx.moveTo(0, H * 0.5); ctx.lineTo(W, H * 0.5);
  ctx.stroke();
}

// 리사주 점 하나 — X 는 sin(FX·θ), Y 는 sin(FY·θ+phase). 펜이 이 점을 계속 따라다닌다
function point(th) {
  var a = Math.min(W, H) * 0.36;
  return {
    x: W * 0.5 + Math.sin(th * FX) * a,
    y: H * 0.5 + Math.sin(th * FY + phase) * a
  };
}

function drawTrail(sec) {
  // 잔상 — destination-out 으로 살짝 지운 뒤 격자 위에 자취를 다시 그린다.
  // 곡선 전체(θ 0→2π)를 얇게 깔고 펜 머리만 진하게 밝힌다
  ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';
  ctx.fillStyle = 'rgba(0,0,0,' + TRAIL + ')';
  ctx.fillRect(0, 0, W, H);
  ctx.globalCompositeOperation = 'source-over';

  grid();

  var N = 160;                 // 곡선 조각 수 — 부드러우면 충분하다
  ctx.strokeStyle = TRACE;
  ctx.lineWidth = 1.4;
  ctx.globalAlpha = 0.5;
  ctx.beginPath();
  for (var i = 0; i <= N; i++) {
    var p = point(i / N * Math.PI * 2);
    if (i === 0) ctx.moveTo(p.x, p.y); else ctx.lineTo(p.x, p.y);
  }
  ctx.stroke();
  ctx.globalAlpha = 1;

  // 펜 머리 — 자초 위를 도는 밝은 점. sec 를 그대로 위상으로 쓴다(결정적)
  var t = (sec % LOOP) / LOOP * Math.PI * 2;
  var hp = point(t);
  ctx.fillStyle = TRACE;
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(hp.x, hp.y, 5, 0, Math.PI * 2);
  ctx.fill();
  ctx.fillStyle = 'rgba(255,255,255,0.85)';
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(hp.x, hp.y, 2, 0, Math.PI * 2);
  ctx.fill();
}

// 위상을 천천히 밀어 곡선 모양이 살아 움직이게 한다 — 같은 3:2 여도 위상이 바뀌면 기울어진다
function frame(now) {
  var sec = now / 1000;
  phase = sec / LOOP * Math.PI * 0.5;
  drawTrail(sec);
  raf = requestAnimationFrame(frame);
}

fit();
window.addEventListener('resize', function () { fit(); if (reduce) drawTrail(0.3); });
if (reduce) {
  // reduce — 루프를 돌리지 않고 위상 0.3의 한 장만 그린다(빈 화면이 아니다)
  root.classList.add('is-still');
  phase = 0.3;
  drawTrail(0.3);
} else {
  raf = requestAnimationFrame(frame);
}

// LissajousXyScope — vanilla 판(run/303/demo/01-wave-lissajous-xy-scope/index.html) 의 React 포트.
// X 축·Y 축에 각기 다른 주파수의 사인파를 걸어 펜이 그리는 리사주 곡선을
// 캔버스 rAF 루프(Math.sin + destination-out 잔상)로 그린다. CSS 애니메이션 0개.
import { useEffect, useRef } from "react";
import type { CSSProperties } from "react";
import styles from "./LissajousXyScope.module.scss";

export type LissajousXyScopeProps = {
  duration?: number;
  easing?: string;
  accentColor?: string;
};

type Vars = CSSProperties & { "--duration"?: string; "--easing"?: string; "--color"?: string };

const TITLE = "리사주 XY 오실로스코프 데모";
const HINT = "두 사인파의 주파수 비 3:2 — 곡선이 살아 움직입니다";
const FIELD_LABEL = "리사주 곡선 실험판";
const BADGE_NUM = "3:2";
const BADGE_UNIT = "주파수비";

const FX = 3;          // X·Y 주파수 비 — 3:2 로 두면 곡선이 닫히는 데 2 초가 걸린다
const LOOP = 2;        // 곡선 한 바퀴(초)
const TRAIL = 0.10;    // 매 프레임 지우는 양(알파) — 작게 두면 잔상이 길게 늘어진다

export default function LissajousXyScope({
  duration = 2000,
  easing = "cubic-bezier(.2, .8, .2, 1)",
  accentColor = "#4cd4a6",
}: LissajousXyScopeProps) {
  const rootRef = useRef<HTMLDivElement>(null);
  const fieldRef = useRef<HTMLDivElement>(null);
  const cvRef = useRef<HTMLCanvasElement>(null);
  const vars: Vars = { "--duration": `${duration}ms`, "--easing": easing, "--color": accentColor };

  useEffect(() => {
    const root0 = rootRef.current;
    const field0 = fieldRef.current;
    const cv0 = cvRef.current;
    if (!root0 || !field0 || !cv0) return;
    // willReadFrequently 를 안 쓰는 대신 매 프레임 전체를 다시 칠하는 방식(잔상은 destination-out)으로
    // getImageData 왕복 없이 돈다.
    const ctx0 = cv0.getContext("2d");
    if (!ctx0) return;
    // 중첩 함수(클로저) 안에서는 가드로 좁힌 널 타입이 전달되지 않는다 — 확인된 값으로 다시 상수를 묶는다
    const root: HTMLDivElement = root0;
    const field: HTMLDivElement = field0;
    const cv: HTMLCanvasElement = cv0;
    const ctx: CanvasRenderingContext2D = ctx0;

    const css = getComputedStyle(root);
    const TRACE = css.getPropertyValue("--trace").trim();
    const GRID = css.getPropertyValue("--grid").trim();

    const reduce = window.matchMedia("(prefers-reduced-motion: reduce)").matches;
    let W = 0, H = 0, dpr = 1, raf = 0;
    let phase = 0;               // 자동 루프가 밀어가는 위상(라디안)

    function fit() {
      const r = field.getBoundingClientRect();
      dpr = window.devicePixelRatio || 1;
      W = r.width; H = r.height;
      cv.width = Math.round(W * dpr);
      cv.height = Math.round(H * dpr);
      ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
    }

    // 눈금 — 오실로스코프 화면의 중앙 십자·가는 격자. 곡선이 어디를 지나는지의 기준이 된다
    function grid() {
      ctx.strokeStyle = GRID;
      ctx.lineWidth = 1;
      ctx.beginPath();
      const step = 24;
      for (let x = step; x < W; x += step) { ctx.moveTo(x + 0.5, 0); ctx.lineTo(x + 0.5, H); }
      for (let y = step; y < H; y += step) { ctx.moveTo(0, y + 0.5); ctx.lineTo(W, y + 0.5); }
      ctx.stroke();
      ctx.strokeStyle = GRID;
      ctx.lineWidth = 1.5;
      ctx.beginPath();
      ctx.moveTo(W * 0.5, 0); ctx.lineTo(W * 0.5, H);
      ctx.moveTo(0, H * 0.5); ctx.lineTo(W, H * 0.5);
      ctx.stroke();
    }

    // 리사주 점 하나 — X 는 sin(FX·θ), Y 는 sin(FY·θ+phase). 펜이 이 점을 계속 따라다닌다
    function point(th: number) {
      const a = Math.min(W, H) * 0.36;
      return {
        x: W * 0.5 + Math.sin(th * FX) * a,
        y: H * 0.5 + Math.sin(th * 2 + phase) * a,
      };
    }

    function drawTrail(sec: number) {
      // 잔상 — destination-out 으로 살짝 지운 뒤 격자 위에 자취를 다시 그린다.
      // 곡선 전체(θ 0→2π)를 얇게 깔고 펜 머리만 진하게 밝힌다
      ctx.globalCompositeOperation = "destination-out";
      ctx.fillStyle = "rgba(0,0,0," + TRAIL + ")";
      ctx.fillRect(0, 0, W, H);
      ctx.globalCompositeOperation = "source-over";

      grid();

      const N = 160;                 // 곡선 조각 수 — 부드러우면 충분하다
      ctx.strokeStyle = TRACE;
      ctx.lineWidth = 1.4;
      ctx.globalAlpha = 0.5;
      ctx.beginPath();
      for (let i = 0; i <= N; i++) {
        const p = point((i / N) * Math.PI * 2);
        if (i === 0) ctx.moveTo(p.x, p.y); else ctx.lineTo(p.x, p.y);
      }
      ctx.stroke();
      ctx.globalAlpha = 1;

      // 펜 머리 — 자취 위를 도는 밝은 점. sec 를 그대로 위상으로 쓴다(결정적)
      const t = ((sec % LOOP) / LOOP) * Math.PI * 2;
      const hp = point(t);
      ctx.fillStyle = TRACE;
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(hp.x, hp.y, 5, 0, Math.PI * 2);
      ctx.fill();
      ctx.fillStyle = "rgba(255,255,255,0.85)";
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(hp.x, hp.y, 2, 0, Math.PI * 2);
      ctx.fill();
    }

    // 위상을 천천히 밀어 곡선 모양이 살아 움직이게 한다 — 같은 3:2 여도 위상이 바뀌면 기울어진다
    function frame(now: number) {
      const sec = now / 1000;
      phase = (sec / LOOP) * Math.PI * 0.5;
      drawTrail(sec);
      raf = requestAnimationFrame(frame);
    }

    function onResize() {
      fit();
      if (reduce) drawTrail(0.3);
    }

    fit();
    window.addEventListener("resize", onResize);
    if (reduce) {
      // reduce — 루프를 돌리지 않고 위상 0.3의 한 장만 그린다(빈 화면이 아니다)
      root.classList.add("is-still");
      phase = 0.3;
      drawTrail(0.3);
    } else {
      raf = requestAnimationFrame(frame);
    }
    return () => {
      cancelAnimationFrame(raf);
      window.removeEventListener("resize", onResize);
    };
  }, []);

  return (
    <main className={styles.stage}>
      <div className={styles.ls} style={vars} ref={rootRef}>
        <p className={styles["ls__hint"]}>
          <svg className={styles["ls__ico"]} viewBox="0 0 256 256" aria-hidden="true" focusable="false">
            <g fill="currentColor">
              <path d="M216 40H40a24 24 0 0 0-24 24v128a24 24 0 0 0 24 24h176a24 24 0 0 0 24-24V64a24 24 0 0 0-24-24ZM40 56h176a8 8 0 0 1 8 8v24H32V64a8 8 0 0 1 8-8Zm176 144H40a8 8 0 0 1-8-8V104h192v88a8 8 0 0 1-8 8Z" />
              <circle cx="56" cy="72" r="8" />
              <circle cx="84" cy="72" r="8" />
              <path d="M128 120a40 40 0 1 0 40 40a40 40 0 0 0-40-40Zm0 64a24 24 0 1 1 24-24a24 24 0 0 1-24 24Z" />
            </g>
          </svg>
          <span>{HINT}</span>
        </p>
        <div className={styles["ls__field"]} role="application" aria-label={FIELD_LABEL} ref={fieldRef}>
          <canvas className={styles["ls__cv"]} ref={cvRef} aria-label={TITLE} />
          <b className={styles["ls__badge"]} aria-hidden="true">
            <span className={styles["ls__badgeNum"]}>{BADGE_NUM}</span>
            <span className={styles["ls__badgeUnit"]}>{BADGE_UNIT}</span>
          </b>
        </div>
      </div>
    </main>
  );
}