02マーチングスクエア — 16ケースの表で境界線をつなぐ輪郭

<main class="stage">
<div class="cd is-demo" id="cdRoot">
  <p class="cd__hint">
    <span>4隅の閾値超過ビットから16通りの場合分けを選び、境界点を線形補間で求めると滑らかな閉じた輪郭になります — ボールが動き回り、合体と分離を繰り返します</span>
  </p>
  <div class="cd__field" id="cdField" role="application" aria-label="マーチングスクエア境界抽出 実験パネル" tabindex="0">
    <canvas class="cd__cv" id="cdCv"></canvas>
  </div>
  <div class="cd__bar">
    <span class="cd__meta"><b class="cd__val" id="cdN">5</b>ボール・マーチングスクエア輪郭</span>
    <span class="cd__meta cd__meta--dim">canvas · getImageData · Path2D · quadraticCurveTo</span>
  </div>
</div>
</main>

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

// 마칭 스퀘어(02). @keyframes 없음 — 움직임은 rAF(스칼라 필드 + 4비트 16경우 테이블
// + 선형 보간 경계 + quadraticCurveTo 평활)가 만든다.
// 무대는 옐로, 피사체는 블루 계열. 파스텔을 --ms-* 로 편다(편 공통 규격).

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

@include stage($stage-yellow);

// ── 파스텔 팔레트(BD26 — vivid 잔존 0) ──
$ms-fill:  $subject-blue;        // 볼 몸통 채움
$ms-deep:  $subject-blue-deep;   // 몸통보다 한 단 깊은 채움(층감)
$ms-edge:  $stage-ink;           // 윤곽 잉크
$ms-dot:   $stage-ink;           // 보간점 표식
$ms-cream: $subject-cream;       // 크림 하이라이트
$ms-text:  $stage-ink;           // 옐로 무대 본문 잉크

.cd {
  --ms-fill:  #{$ms-fill};
  --ms-deep:  #{$ms-deep};
  --ms-edge:  #{$ms-edge};
  --ms-cream: #{$ms-cream};

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

.cd__hint {
  display: flex; align-items: center; gap: $sp-1; margin: 0;
  // en·ja 번역문이 ko 보다 길어 480×300 에서 3줄로 넘친다(BD14) — 폭·레이아웃은 그대로,
  // 글자만 살짝 줄여 3줄이 돼도 예산 안에 들어오게 한다 (2026-09-15)
  font-weight: 700; font-size: clamp(9px, 2.5vw, 11px); line-height: 1.22;
  color: $ms-text;
}

.cd__field {
  position: relative; height: 188px;
  border-radius: $r-card; overflow: hidden;
  background: $stage-yellow;
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba($ms-text, .2);
}
.cd__field:focus-visible { outline: 2px solid $ms-fill; outline-offset: 2px; }

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

.cd__bar { display: flex; align-items: center; justify-content: space-between; gap: $sp-2; }
.cd__meta { font-size: 10px; font-weight: 500; color: rgba($ms-text, .74); }
.cd__val { color: $ms-deep; font-weight: 700; }
.cd__meta--dim { font-size: 10px; }

@media (max-width: 340px) {
  .cd { gap: $sp-1; }
  .cd__field { height: 104px; }
  .cd__meta--dim { display: none; }
}

// reduce — rAF 를 돌리지 않고 한 장만 남는다.
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .cd.is-still .cd__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: #ffd23f;
  font-family: -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif;
  padding: clamp(8px, 4vw, 24px);
}

.cd {
  --ms-fill: #2f6df6;
  --ms-deep: #0a4fe8;
  --ms-edge: #17141a;
  --ms-cream: #fff7e6;
  display: flex;
  flex-direction: column;
  gap: 8px;
  width: 100%;
  max-width: 424px;
}

.cd__hint {
  display: flex;
  align-items: center;
  gap: 4px;
  margin: 0;
  font-weight: 700;
  font-size: clamp(9px, 2.5vw, 11px);
  line-height: 1.22;
  color: #17141a;
}

.cd__field {
  position: relative;
  height: 188px;
  border-radius: 16px;
  overflow: hidden;
  background: #ffd23f;
  box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba(23, 20, 26, 0.2);
}

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

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

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

.cd__meta {
  font-size: 10px;
  font-weight: 500;
  color: rgba(23, 20, 26, 0.74);
}

.cd__val {
  color: #0a4fe8;
  font-weight: 700;
}

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

@media (max-width: 340px) {
  .cd {
    gap: 4px;
  }
  .cd__field {
    height: 104px;
  }
  .cd__meta--dim {
    display: none;
  }
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
  .cd.is-still .cd__field {
    cursor: default !important;
  }
}

// 마칭 스퀘어(02). 스칼라 필드(볼마다 r²/d² 감쇠 합)를 오프스크린 저해상 캔버스에 굽는다 —
// 격자 모서리당 1px 크기로, 볼마다 감쇠 radialGradient 스프라이트를 lighter 합성으로 겹한다.
// getImageData 로 그 픽셀을 읽어 Float32Array 격자에 되돌리는 게 필드 샘플링이다(07 의 패턴).
// 각 칸의 네 모서리 코너값이 임계값을 넘는지에 따라 4비트 인덱스(16경우)를 만들고,
// 경우 테이블이 어떤 변을 경계가 가로지르는지 알려주면 그 위치를 변 양 끝 코너값의
// 선형 보간으로 정한다. 이 점들을 짝지어 폴리라인을 만들고 quadraticCurveTo 로 평활한
// 닫힌 윤곽을 Path2D 에 담아 fill+stroke — 3~5개 볼이 가까워지면 다리로 합체, 멀어지면 분리된다.
(function () {
  // ── 변형 상수 블록 — 아래 값 하나만 바꿔 변형을 만든다 ──
  var N_BALL = 5;      // ボール 개수 — 합체/분리가 잦은 밀도
  var THRESH = 1.0;    // 필드 임계값
  var CELL = 8;        // 격자 셀 픽셀 크기 — 보간 밀도
  // ────────────────────────────────────────────────────

  var root = document.getElementById('cdRoot');
  var field = document.getElementById('cdField');
  var cv = document.getElementById('cdCv');
  var ctx = cv.getContext('2d');
  var nOut = document.getElementById('cdN');
  nOut.textContent = String(N_BALL);

  var css = getComputedStyle(root);
  function tok(name) { return css.getPropertyValue(name).trim(); }
  var C_FILL = tok('--ms-fill');
  var C_DEEP = tok('--ms-deep');
  var C_EDGE = tok('--ms-edge');
  var C_CREAM = tok('--ms-cream');
  var C_BG = '#ffd23f';

  var reduce = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)').matches;
  var W = 0, H = 0, COLS = 0, ROWS = 0;
  var grid = null;
  var raf = 0, t0 = -1;

  // 오프스크린 필드 캔버스 — 격자 모서리당 1px. 여기에 감쇠를 굽고 getImageData 로 읽는다
  var fieldCv = document.createElement('canvas');
  var fieldCtx = fieldCv.getContext('2d', { willReadFrequently: true });
  var LOWW = 0, LOWH = 0;

  // 시드 고정 PRNG — 미리보기가 항상 같은 ボール 궤도로 흐른다
  function makeRand(seed) {
    var st = seed >>> 0;
    return function () {
      st = (st + 0x6D2B79F5) >>> 0;
      var t = st;
      t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
      t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
      return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
    };
  }
  var rand = makeRand(0x317A02);

  var balls = [];
  function buildBalls() {
    balls = [];
    for (var i = 0; i < N_BALL; i++) {
      balls.push({
        fx: 0.3 + rand() * 0.5, fy: 0.24 + rand() * 0.44,
        ph: rand() * Math.PI * 2, ax: 0.3 + rand() * 0.24, ay: 0.28 + rand() * 0.24,
        cx: 0.5, cy: 0.5, rad: 42 + rand() * 22
      });
    }
  }

  function fit() {
    var r = field.getBoundingClientRect();
    W = r.width; H = r.height;
    cv.width = Math.round(W); cv.height = Math.round(H);
    COLS = Math.max(16, Math.round(W / CELL));
    ROWS = Math.max(12, Math.round(H / CELL));
    LOWW = COLS + 1; LOWH = ROWS + 1;
    fieldCv.width = LOWW; fieldCv.height = LOWH;
    grid = new Float32Array(LOWW * LOWH);
  }

  function ballPos(b, t) {
    return [
      (b.cx + Math.sin(t * b.fx + b.ph) * b.ax) * W,
      (b.cy + Math.cos(t * b.fy + b.ph * 1.4) * b.ay) * H
    ];
  }

  // ── 필드 굽기 + 픽셀 판독 ──
  // 볼마다 r²/d² 감쇠를 회색조 radialGradient 로 오프스크린 캔버스(격자 모서리당 1px)에 그리고
  // lighter 합성으로 겹한다 — 겹치는 볼의 감쇠가 픽셀 값으로 그대로 더해진다(메타볼 합산).
  // 스프라이트 반경 안에서 gradient offset fr 마다 값 v=1/(fr·K)² 을 SCALE 배로 픽셀에 쓰고,
  // getImageData 로 읽은 뒤 SCALE 로 나누면 이전 fieldAt 판(Σ r²·0.5/d²)과 같은 척도로 돌아온다.
  // 임계값(1.0)이 새지 않도록 SCALE 을 넉넉히 잡아 포화(255) 가 임계값 부근에서 일어나지 않게 한다.
  // 임계값(1.0) 부근의 양자화를 줄이려 SCALE 을 넉넉히 잡는다 — v=1(임계)이 픽셀 100 에 대응.
  // 255 클램프는 블롭 깊은 내부(v≥2.55, 어차피 case 15)에서만 일어나 윤곽에 영향 없다.
  var K = 8, SCALE = 100, STOPS = 32;
  var rad2Cache = [];
  function b_rad2(i) {
    if (!rad2Cache[i]) rad2Cache[i] = balls[i].rad * balls[i].rad * 0.5;
    return rad2Cache[i];
  }

  function drawField(t) {
    var cw = W / COLS, ch = H / ROWS;
    fieldCtx.globalCompositeOperation = 'source-over';
    fieldCtx.fillStyle = '#000';
    fieldCtx.fillRect(0, 0, LOWW, LOWH);
    fieldCtx.globalCompositeOperation = 'lighter';
    for (var i = 0; i < balls.length; i++) {
      var p = ballPos(balls[i], t);
      var cx = p[0] / cw, cy = p[1] / ch;
      var R = Math.sqrt(b_rad2(i)) * K / cw;
      var g = fieldCtx.createRadialGradient(cx, cy, 0, cx, cy, R);
      for (var s = 0; s < STOPS; s++) {
        var off = s / STOPS;
        var fr = Math.max(off, 1 / (STOPS * 4));
        var v = 1 / (fr * fr * K * K);
        var px = Math.min(255, Math.round(v * SCALE));
        g.addColorStop(off, 'rgb(' + px + ',' + px + ',' + px + ')');
      }
      g.addColorStop(1, 'rgb(0,0,0)'); // 꼬리 절단 — 반경 밖은 0(gradient 마지막 정지점이 밖으로 펴지는 걸 끊는다)
      fieldCtx.fillStyle = g;
      fieldCtx.fillRect(0, 0, LOWW, LOWH);
    }
    fieldCtx.globalCompositeOperation = 'source-over';
  }

  function classify() {
    var img = fieldCtx.getImageData(0, 0, LOWW, LOWH);
    var d = img.data;
    for (var gy = 0; gy < LOWH; gy++) {
      for (var gx = 0; gx < LOWW; gx++) {
        grid[gy * LOWW + gx] = d[(gy * LOWW + gx) * 4] / SCALE;
      }
    }
  }

  // ambiguous(5·10) 칸의 중심값만 실계산으로 보강 — getImageData 픽셀과 같은 r²/d² 합
  function fieldAt(px, py, t) {
    var sum = 0;
    for (var i = 0; i < balls.length; i++) {
      var p = ballPos(balls[i], t);
      var dx = px - p[0], dy = py - p[1];
      var d2 = dx * dx + dy * dy;
      if (d2 < 1) d2 = 1;
      sum += (b_rad2(i)) / d2;
    }
    return sum;
  }

  function sampleGrid(t) {
    drawField(t);
    classify();
  }

  // 16경우 마칭 스퀘어 — 칸의 코너 비트(TL=1 TR=2 BR=4 BL=8, 임계 초과=1)에 따라
  // 경계가 지나는 변 쌍을 돌려준다: top·right·bottom·left 변 코드
  // ambiguous 5·10 는 중심값으로 판정해 두 선으로 나눈다.
  var EDGES = { T: 0, R: 1, B: 2, L: 3 };
  function caseSegments(cs) {
    switch (cs) {
      case 0:  return [];
      case 15: return [];
      case 1:  return [[EDGES.T, EDGES.L]];
      case 14: return [[EDGES.T, EDGES.L]];
      case 2:  return [[EDGES.T, EDGES.R]];
      case 13: return [[EDGES.T, EDGES.R]];
      case 3:  return [[EDGES.L, EDGES.R]];
      case 12: return [[EDGES.L, EDGES.R]];
      case 4:  return [[EDGES.R, EDGES.B]];
      case 11: return [[EDGES.R, EDGES.B]];
      case 6:  return [[EDGES.T, EDGES.B]];
      case 9:  return [[EDGES.T, EDGES.B]];
      case 7:  return [[EDGES.L, EDGES.B]];
      case 8:  return [[EDGES.L, EDGES.B]];
      case 5:  return 'AMB-x'; // 중심 낮음: TL 블롭과 BR 블롭 분리
      case 10: return 'AMB-+'; // 중심 높음: 두 블롭 연결
    }
    return [];
  }

  // 변 위 경계점 — 코너값 선형 보간
  function lerpPt(gx, gy, edge, cw, ch) {
    var vTL = grid[gy * (COLS + 1) + gx];
    var vTR = grid[gy * (COLS + 1) + gx + 1];
    var vBR = grid[(gy + 1) * (COLS + 1) + gx + 1];
    var vBL = grid[(gy + 1) * (COLS + 1) + gx];
    var x0 = gx * cw, y0 = gy * ch;
    function ip(a, b) { return (THRESH - a) / (b - a); }
    switch (edge) {
      case EDGES.T: return [x0 + cw * ip(vTL, vTR), y0];
      case EDGES.B: return [x0 + cw * ip(vBL, vBR), y0 + ch];
      case EDGES.L: return [x0, y0 + ch * ip(vTL, vBL)];
      case EDGES.R: return [x0 + cw, y0 + ch * ip(vTR, vBR)];
    }
    return [x0, y0];
  }

  // 세그먼트 모으기 — 모든 칸의 경계 절편을 점 배열로
  function collectSegments(t) {
    var cw = W / COLS, ch = H / ROWS;
    var pts = []; // [x, y, nx, ny] 시작점·끝점
    for (var gy = 0; gy < ROWS; gy++) {
      for (var gx = 0; gx < COLS; gx++) {
        var vTL = grid[gy * (COLS + 1) + gx];
        var vTR = grid[gy * (COLS + 1) + gx + 1];
        var vBR = grid[(gy + 1) * (COLS + 1) + gx + 1];
        var vBL = grid[(gy + 1) * (COLS + 1) + gx];
        var cs = (vTL > THRESH ? 1 : 0) | (vTR > THRESH ? 2 : 0) | (vBR > THRESH ? 4 : 0) | (vBL > THRESH ? 8 : 0);
        if (cs === 0 || cs === 15) continue;
        var segs = caseSegments(cs);
        if (typeof segs === 'string') {
          // ambiguous — 칸 중심값으로 판정
          var mc = fieldAt((gx + 0.5) * cw, (gy + 0.5) * ch, t);
          var flip = (cs === 5) === (mc <= THRESH);
          var a = flip ? [[EDGES.T, EDGES.R], [EDGES.L, EDGES.B]]
                       : [[EDGES.T, EDGES.L], [EDGES.R, EDGES.B]];
          for (var k = 0; k < 2; k++) {
            var p1 = lerpPt(gx, gy, a[k][0], cw, ch);
            var p2 = lerpPt(gx, gy, a[k][1], cw, ch);
            pts.push([p1, p2]);
          }
        } else {
          for (var s = 0; s < segs.length; s++) {
            var q1 = lerpPt(gx, gy, segs[s][0], cw, ch);
            var q2 = lerpPt(gx, gy, segs[s][1], cw, ch);
            pts.push([q1, q2]);
          }
        }
      }
    }
    return pts;
  }

  // 세그먼트를 연결해 닫힌 고리로 엮기 — 끝점 근사 매칭(그리드 해상도 한도)
  function chainSegments(segs) {
    var eps2 = (CELL * 1.5) * (CELL * 1.5);
    var used = new Uint8Array(segs.length);
    var loops = [];
    for (var i = 0; i < segs.length; i++) {
      if (used[i]) continue;
      used[i] = 1;
      var loop = [segs[i][0], segs[i][1]];
      var guard = 0;
      while (guard++ < 4000) {
        var tail = loop[loop.length - 1];
        var found = -1;
        for (var j = 0; j < segs.length; j++) {
          if (used[j]) continue;
          var dx = segs[j][0][0] - tail[0], dy = segs[j][0][1] - tail[1];
          if (dx * dx + dy * dy < eps2) { found = j; loop.push(segs[j][1]); break; }
          dx = segs[j][1][0] - tail[0]; dy = segs[j][1][1] - tail[1];
          if (dx * dx + dy * dy < eps2) { loop.push(segs[j][0]); found = j; break; }
        }
        if (found < 0) break;
        used[found] = 1;
      }
      if (loop.length >= 3) loops.push(loop);
    }
    return loops;
  }

  // 고리를 quadraticCurveTo 로 평활 — 중점 규칙(각 점을 제어점, 중점을 앵커)
  function smoothLoop(path, loop) {
    var n = loop.length;
    path.moveTo((loop[0][0] + loop[1][0]) / 2, (loop[0][1] + loop[1][1]) / 2);
    for (var i = 1; i <= n; i++) {
      var cur = loop[i % n];
      var nxt = loop[(i + 1) % n];
      path.quadraticCurveTo(cur[0], cur[1], (cur[0] + nxt[0]) / 2, (cur[1] + nxt[1]) / 2);
    }
    path.closePath();
  }

  function draw(t) {
    sampleGrid(t);
    var segs = collectSegments(t);
    var loops = chainSegments(segs);

    ctx.fillStyle = C_BG;
    ctx.fillRect(0, 0, W, H);

    // 옐로 무대 배경 변화 — 느린 크림 안개 드리프트(누적면적)
    var mist = ctx.createRadialGradient(
      W * (0.5 + Math.sin(t * 0.12) * 0.32), H * (0.5 + Math.cos(t * 0.1) * 0.3), 0,
      W * 0.5, H * 0.5, Math.max(W, H) * 0.8
    );
    mist.addColorStop(0, 'rgba(255,247,230,0.5)');
    mist.addColorStop(1, 'rgba(255,247,230,0)');
    ctx.fillStyle = mist;
    ctx.fillRect(0, 0, W, H);

    // 임계값 내부 미리보기 채움(격자 픽셀) — 윤곽이 무엇을 감싸는지 보여주는 바탕
    var cw = W / COLS, ch = H / ROWS;
    ctx.fillStyle = C_DEEP;
    ctx.globalAlpha = 0.16;
    for (var gy = 0; gy < ROWS; gy++) {
      for (var gx = 0; gx < COLS; gx++) {
        if (grid[gy * (COLS + 1) + gx] > THRESH) ctx.fillRect(gx * cw, gy * ch, cw, ch);
      }
    }
    ctx.globalAlpha = 1;

    // 닫힌 윤곽 — Path2D 에 평활 고리를 담아 fill + stroke
    var path = new Path2D();
    for (var li = 0; li < loops.length; li++) smoothLoop(path, loops[li]);
    ctx.fillStyle = C_FILL;
    ctx.globalAlpha = 0.9;
    ctx.fill(path);
    ctx.globalAlpha = 1;
    ctx.strokeStyle = C_EDGE;
    ctx.lineWidth = 2;
    ctx.lineJoin = 'round';
    ctx.stroke(path);

    // ボール 중심 크림 점 — 코어 하이라이트
    for (var i = 0; i < balls.length; i++) {
      var p = ballPos(balls[i], t);
      ctx.fillStyle = C_CREAM;
      ctx.beginPath(); ctx.arc(p[0], p[1], 2.6, 0, Math.PI * 2); ctx.fill();
    }
  }

  function stillFrame() { draw(0.6); }

  function frame(now) {
    if (t0 < 0) t0 = now;
    var t = (now - t0) / 1000;
    draw(t);
    raf = requestAnimationFrame(frame);
  }

  window.addEventListener('resize', function () {
    fit();
    if (reduce) stillFrame();
  });

  fit();
  buildBalls();
  if (reduce) {
    stillFrame();
    root.classList.add('is-still');
  } else {
    raf = requestAnimationFrame(frame);
  }
})();

// MarchingSquares — vanilla 판(run/317/demo/02-metaball-marching-squares/index.html) 의 React 포트.
// 마칭 스퀘어 — 스칼라 필드(볼마다 r²/d² 감쇠 합)를 오프스크린 저해상 캔버스(격자 모서리당 1px)에
// radialGradient 스프라이트 + lighter 합성으로 굽고 getImageData 로 읽어 격자에 되돌린다(07 의 패턴).
// 각 칸 네 모서리의 임계 초과 비트로 16가지 경우를 골라 경계가 지나는 변 위 점을 선형 보간으로 찾는다.
// 세그먼트를 닫힌 고리로 엮어 quadraticCurveTo 로 평활한 뒤 Path2D 에 fill+stroke — 볼이 합체/분리한다.
import { useEffect, useRef, useState } from "react";
import type { CSSProperties } from "react";
import styles from "./MarchingSquares.module.scss";

export type MarchingSquaresProps = {
  duration?: string;
  easing?: string;
  color?: string;
  balls?: number;     // 볼 개수
  threshold?: number; // 필드 임계값
  cell?: number;      // 격자 셀 픽셀 크기
};

type Vars = CSSProperties & { "--duration"?: string; "--easing"?: string; "--color"?: string };
type Box<T> = { current: T };
type Ball = { fx: number; fy: number; ph: number; ax: number; ay: number; cx: number; cy: number; rad: number };

const FIELD_LABEL = "마칭 스퀘어 경계 추출 실험판";
const E_T = 0, E_R = 1, E_B = 2, E_L = 3;
const K = 8, SCALE = 100, STOPS = 32; // 필드 스프라이트 — 감쇠 절단 계수·판독 척도·gradient 정지점 수

function makePRNG(seed: number): () => number {
  let s = seed >>> 0;
  return function () {
    s = (s + 0x6d2b79f5) >>> 0;
    let t = s;
    t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
    t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
    return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
  };
}

// 16경우 테이블 — 코너 비트(TL=1 TR=2 BR=4 BL=8). 5·10 은 ambiguous(문자열 표식)
function caseSegments(cs: number): number[][] | string {
  switch (cs) {
    case 0: case 15: return [];
    case 1: case 14: return [[E_T, E_L]];
    case 2: case 13: return [[E_T, E_R]];
    case 3: case 12: return [[E_L, E_R]];
    case 4: case 11: return [[E_R, E_B]];
    case 6: case 9:  return [[E_T, E_B]];
    case 7: case 8:  return [[E_L, E_B]];
    case 5:  return "AMB-x";
    case 10: return "AMB-+";
  }
  return [];
}

export default function MarchingSquares({
  duration = "2s",
  easing = "cubic-bezier(.2, .8, .2, 1)",
  color = "#2f6df6",
  balls: nBall = 5,
  threshold = 1.0,
  cell = 8,
}: MarchingSquaresProps) {
  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 sizeRef = useRef({ w: 0, h: 0 }) as Box<{ w: number; h: number }>;
  const colsRef = useRef(0) as Box<number>;
  const rowsRef = useRef(0) as Box<number>;
  const gridRef = useRef(new Float32Array(0)) as Box<Float32Array>;
  const colRef = useRef<{ fill: string; deep: string; edge: string; cream: string; bg: string } | null>(null);
  const ballNRef = useRef(nBall) as Box<number>;
  const thrRef = useRef(threshold) as Box<number>;
  const cellRef = useRef(cell) as Box<number>;
  const ballsRef = useRef<Ball[]>([]) as Box<Ball[]>;
  const lowRef = useRef({ w: 0, h: 0 }) as Box<{ w: number; h: number }>;
  const fieldCvRef = useRef<HTMLCanvasElement | null>(null);
  const fieldCtxRef = useRef<CanvasRenderingContext2D | null>(null);
  const rafRef = useRef(0) as Box<number>;
  const [n, setN] = useState(String(nBall));
  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;
  }

  function buildBalls(): void {
    const rand = makePRNG(0x317a02);
    const arr: Ball[] = [];
    for (let i = 0; i < ballNRef.current; i++) {
      arr.push({
        fx: 0.3 + rand() * 0.5, fy: 0.24 + rand() * 0.44,
        ph: rand() * Math.PI * 2, ax: 0.3 + rand() * 0.24, ay: 0.28 + rand() * 0.24,
        cx: 0.5, cy: 0.5, rad: 42 + rand() * 22,
      });
    }
    ballsRef.current = arr;
  }

  function fit(): void {
    const field = fieldRef.current;
    const cv = cvRef.current;
    if (!field || !cv) return;
    const ctx = cv.getContext("2d");
    if (!ctx) return;
    const r = field.getBoundingClientRect();
    sizeRef.current.w = r.width;
    sizeRef.current.h = r.height;
    cv.width = Math.round(r.width);
    cv.height = Math.round(r.height);
    colsRef.current = Math.max(16, Math.round(r.width / cellRef.current));
    rowsRef.current = Math.max(12, Math.round(r.height / cellRef.current));
    // 오프스크린 필드 캔버스 — 격자 모서리당 1px
    let fieldCv = fieldCvRef.current;
    if (!fieldCv) {
      fieldCv = document.createElement("canvas");
      fieldCvRef.current = fieldCv;
      fieldCtxRef.current = fieldCv.getContext("2d", { willReadFrequently: true });
    }
    lowRef.current.w = colsRef.current + 1;
    lowRef.current.h = rowsRef.current + 1;
    fieldCv.width = lowRef.current.w;
    fieldCv.height = lowRef.current.h;
    gridRef.current = new Float32Array(lowRef.current.w * lowRef.current.h);
    ctxRef.current = ctx;
  }

  function ballPos(b: Ball, t: number, w: number, h: number): [number, number] {
    return [
      (b.cx + Math.sin(t * b.fx + b.ph) * b.ax) * w,
      (b.cy + Math.cos(t * b.fy + b.ph * 1.4) * b.ay) * h,
    ];
  }

  // ── 필드 굽기 + 픽셀 판독 ──
  // 볼마다 r²/d² 감쇠를 회색조 radialGradient 로 오프스크린 캔버스에 그리고 lighter 합성으로
  // 겹한다. getImageData 로 읽어 SCALE 로 나누면 이전 fieldAt 판(Σ r²·0.5/d²)과 같은 척도.
  function drawField(t: number): void {
    const fieldCtx = fieldCtxRef.current;
    if (!fieldCtx) return;
    const { w: W, h: H } = sizeRef.current;
    const cols = colsRef.current;
    const rows = rowsRef.current;
    const { w: LOWW, h: LOWH } = lowRef.current;
    const cw = W / cols;
    const ch = H / rows;
    fieldCtx.globalCompositeOperation = "source-over";
    fieldCtx.fillStyle = "#000";
    fieldCtx.fillRect(0, 0, LOWW, LOWH);
    fieldCtx.globalCompositeOperation = "lighter";
    const balls = ballsRef.current;
    for (let i = 0; i < balls.length; i++) {
      const p = ballPos(balls[i], t, W, H);
      const cx = p[0] / cw;
      const cy = p[1] / ch;
      const r2 = balls[i].rad * balls[i].rad * 0.5;
      const R = (Math.sqrt(r2) * K) / cw;
      const g = fieldCtx.createRadialGradient(cx, cy, 0, cx, cy, R);
      for (let s = 0; s < STOPS; s++) {
        const off = s / STOPS;
        const fr = Math.max(off, 1 / (STOPS * 4));
        const v = 1 / (fr * fr * K * K);
        const px = Math.min(255, Math.round(v * SCALE));
        g.addColorStop(off, `rgb(${px},${px},${px})`);
      }
      g.addColorStop(1, "rgb(0,0,0)"); // 꼬리 절단 — 반경 밖은 0
      fieldCtx.fillStyle = g;
      fieldCtx.fillRect(0, 0, LOWW, LOWH);
    }
    fieldCtx.globalCompositeOperation = "source-over";
  }

  function classify(): void {
    const fieldCtx = fieldCtxRef.current;
    if (!fieldCtx) return;
    const { w: LOWW, h: LOWH } = lowRef.current;
    const img = fieldCtx.getImageData(0, 0, LOWW, LOWH);
    const d = img.data;
    const g = gridRef.current;
    for (let gy = 0; gy < LOWH; gy++) {
      for (let gx = 0; gx < LOWW; gx++) {
        g[gy * LOWW + gx] = d[(gy * LOWW + gx) * 4] / SCALE;
      }
    }
  }

  // ambiguous(5·10) 칸의 중심값만 실계산으로 보강 — getImageData 픽셀과 같은 r²/d² 합
  function fieldAt(px: number, py: number, t: number): number {
    const { w, h } = sizeRef.current;
    let sum = 0;
    const balls = ballsRef.current;
    for (let i = 0; i < balls.length; i++) {
      const p = ballPos(balls[i], t, w, h);
      const dx = px - p[0];
      const dy = py - p[1];
      let d2 = dx * dx + dy * dy;
      if (d2 < 1) d2 = 1;
      sum += (balls[i].rad * balls[i].rad * 0.5) / d2;
    }
    return sum;
  }

  function sampleGrid(t: number): void {
    drawField(t);
    classify();
  }

  function lerpPt(gx: number, gy: number, edge: number, cw: number, ch: number): [number, number] {
    const g = gridRef.current;
    const stride = colsRef.current + 1;
    const vTL = g[gy * stride + gx];
    const vTR = g[gy * stride + gx + 1];
    const vBR = g[(gy + 1) * stride + gx + 1];
    const vBL = g[(gy + 1) * stride + gx];
    const x0 = gx * cw;
    const y0 = gy * ch;
    const ip = (a: number, b: number) => (thrRef.current - a) / (b - a);
    switch (edge) {
      case E_T: return [x0 + cw * ip(vTL, vTR), y0];
      case E_B: return [x0 + cw * ip(vBL, vBR), y0 + ch];
      case E_L: return [x0, y0 + ch * ip(vTL, vBL)];
      case E_R: return [x0 + cw, y0 + ch * ip(vTR, vBR)];
    }
    return [x0, y0];
  }

  function collectSegments(t: number): [[number, number], [number, number]][] {
    const { w: W, h: H } = sizeRef.current;
    const cw = W / colsRef.current;
    const ch = H / rowsRef.current;
    const g = gridRef.current;
    const stride = colsRef.current + 1;
    const thr = thrRef.current;
    const pts: [[number, number], [number, number]][] = [];
    for (let gy = 0; gy < rowsRef.current; gy++) {
      for (let gx = 0; gx < colsRef.current; gx++) {
        const vTL = g[gy * stride + gx];
        const vTR = g[gy * stride + gx + 1];
        const vBR = g[(gy + 1) * stride + gx + 1];
        const vBL = g[(gy + 1) * stride + gx];
        const cs =
          (vTL > thr ? 1 : 0) | (vTR > thr ? 2 : 0) | (vBR > thr ? 4 : 0) | (vBL > thr ? 8 : 0);
        if (cs === 0 || cs === 15) continue;
        const segs = caseSegments(cs);
        if (typeof segs === "string") {
          const mc = fieldAt((gx + 0.5) * cw, (gy + 0.5) * ch, t);
          const flip = (cs === 5) === (mc <= thr);
          const a = flip
            ? [[E_T, E_R], [E_L, E_B]] as number[][]
            : [[E_T, E_L], [E_R, E_B]] as number[][];
          for (let k = 0; k < 2; k++) {
            pts.push([lerpPt(gx, gy, a[k][0], cw, ch), lerpPt(gx, gy, a[k][1], cw, ch)]);
          }
        } else {
          for (let s = 0; s < segs.length; s++) {
            pts.push([lerpPt(gx, gy, segs[s][0], cw, ch), lerpPt(gx, gy, segs[s][1], cw, ch)]);
          }
        }
      }
    }
    return pts;
  }

  function chainSegments(segs: [[number, number], [number, number]][]): [number, number][][] {
    const cellPx = cellRef.current;
    const eps2 = (cellPx * 1.5) * (cellPx * 1.5);
    const used = new Uint8Array(segs.length);
    const loops: [number, number][][] = [];
    for (let i = 0; i < segs.length; i++) {
      if (used[i]) continue;
      used[i] = 1;
      const loop: [number, number][] = [segs[i][0], segs[i][1]];
      let guard = 0;
      while (guard++ < 4000) {
        const tail = loop[loop.length - 1];
        let found = -1;
        for (let j = 0; j < segs.length; j++) {
          if (used[j]) continue;
          let dx = segs[j][0][0] - tail[0];
          let dy = segs[j][0][1] - tail[1];
          if (dx * dx + dy * dy < eps2) { found = j; loop.push(segs[j][1]); break; }
          dx = segs[j][1][0] - tail[0];
          dy = segs[j][1][1] - tail[1];
          if (dx * dx + dy * dy < eps2) { loop.push(segs[j][0]); found = j; break; }
        }
        if (found < 0) break;
        used[found] = 1;
      }
      if (loop.length >= 3) loops.push(loop);
    }
    return loops;
  }

  function smoothLoop(path: Path2D, loop: [number, number][]): void {
    const n = loop.length;
    path.moveTo((loop[0][0] + loop[1][0]) / 2, (loop[0][1] + loop[1][1]) / 2);
    for (let i = 1; i <= n; i++) {
      const cur = loop[i % n];
      const nxt = loop[(i + 1) % n];
      path.quadraticCurveTo(cur[0], cur[1], (cur[0] + nxt[0]) / 2, (cur[1] + nxt[1]) / 2);
    }
    path.closePath();
  }

  function draw(t: number): void {
    const ctx = ctxRef.current;
    const col = colRef.current;
    const { w: W, h: H } = sizeRef.current;
    if (!ctx || !col) return;
    sampleGrid(t);
    const loops = chainSegments(collectSegments(t));

    ctx.fillStyle = col.bg;
    ctx.fillRect(0, 0, W, H);

    const mist = ctx.createRadialGradient(
      W * (0.5 + Math.sin(t * 0.12) * 0.32), H * (0.5 + Math.cos(t * 0.1) * 0.3), 0,
      W * 0.5, H * 0.5, Math.max(W, H) * 0.8,
    );
    mist.addColorStop(0, "rgba(255,247,230,0.5)");
    mist.addColorStop(1, "rgba(255,247,230,0)");
    ctx.fillStyle = mist;
    ctx.fillRect(0, 0, W, H);

    // 임계값 내부 미리보기 채움(격자 픽셀)
    const cw = W / colsRef.current;
    const ch = H / rowsRef.current;
    const g = gridRef.current;
    const stride = colsRef.current + 1;
    ctx.fillStyle = col.deep;
    ctx.globalAlpha = 0.16;
    for (let gy = 0; gy < rowsRef.current; gy++) {
      for (let gx = 0; gx < colsRef.current; gx++) {
        if (g[gy * stride + gx] > thrRef.current) ctx.fillRect(gx * cw, gy * ch, cw, ch);
      }
    }
    ctx.globalAlpha = 1;

    const path = new Path2D();
    for (let li = 0; li < loops.length; li++) smoothLoop(path, loops[li]);
    ctx.fillStyle = col.fill;
    ctx.globalAlpha = 0.9;
    ctx.fill(path);
    ctx.globalAlpha = 1;
    ctx.strokeStyle = col.edge;
    ctx.lineWidth = 2;
    ctx.lineJoin = "round";
    ctx.stroke(path);

    const balls = ballsRef.current;
    for (let i = 0; i < balls.length; i++) {
      const p = ballPos(balls[i], t, W, H);
      ctx.fillStyle = col.cream;
      ctx.beginPath();
      ctx.arc(p[0], p[1], 2.6, 0, Math.PI * 2);
      ctx.fill();
    }
  }

  function stillFrame(): void { draw(0.6); }

  let t0 = -1;
  function frame(now: number): void {
    if (t0 < 0) t0 = now;
    const t = (now - t0) / 1000;
    draw(t);
    rafRef.current = requestAnimationFrame(frame);
  }

  useEffect(() => {
    const root = rootRef.current;
    if (!root) return;
    ballNRef.current = nBall;
    thrRef.current = threshold;
    cellRef.current = cell;
    const cs = getComputedStyle(root);
    const tok = (name: string) => cs.getPropertyValue(name).trim();
    colRef.current = {
      fill: tok("--ms-fill"),
      deep: tok("--ms-deep"),
      edge: tok("--ms-edge"),
      cream: tok("--ms-cream"),
      bg: "#ffd23f",
    };
    buildBalls();
    fit();
    setN(String(nBall));
    function onResize(): void {
      fit();
      if (reduced()) stillFrame();
    }
    window.addEventListener("resize", onResize);
    if (reduced()) {
      stillFrame();
      setStill(true);
    } else {
      rafRef.current = requestAnimationFrame(frame);
    }
    return () => {
      window.removeEventListener("resize", onResize);
      cancelAnimationFrame(rafRef.current);
    };
    // eslint-disable-next-line react-hooks/exhaustive-deps
  }, [nBall, threshold, cell]);

  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}>
          <span>네 모서리의 임계 초과 비트로 16가지 경우를 고르고 경계 점을 선형 보간으로 찾으면 매끈한 닫힌 윤곽이 됩니다 — 볼이 다니며 합체와 분리를 반복합니다</span>
        </p>
        <div
          className={styles.field}
          ref={fieldRef}
          role="application"
          aria-label={FIELD_LABEL}
          tabIndex={0}
        >
          <canvas className={styles.cv} ref={cvRef}></canvas>
        </div>
        <div className={styles.bar}>
          <span className={styles.meta}><b className={styles.val}>{n}</b>볼 · 마칭 스퀘어 윤곽</span>
          <span className={styles.metaDim}>canvas · getImageData · Path2D · quadraticCurveTo</span>
        </div>
      </div>
    </main>
  );
}