#!/usr/bin/gawk -f

# reinhard@finalmedia.de
# Endlose prozedurale Welt & Animation aus mathematischen Konstanten
# Public Domain

BEGIN {
    # --- PRÄZISE KONSTANTEN MIT ERWEITERTEN NACHKOMMASTELLEN ---
    PHI   = 1.618033988749894848204586834365;  # Goldener Schnitt (Wachstum)
    E     = 2.718281828459045235360287471352;  # Eulersche Zahl (Dämpfung)
    PI    = 3.141592653589793238462643383279;  # Kreiszahl (Wellen)
    FEIG  = 4.669201609102990671853964179714;  # Feigenbaum Delta (Bruchstrukturen)
    GAUSS = 5.124611797498113312411252371423;  # Gauß-Konstante (Skaliert, Terraintiefe)
    TAU   = 6.283185307179586476925286766559;  # 2 * PI (Periodizität)
    ESQ   = 7.389056098930650227230427460575;  # e^2 (Steilheit)

    if (!width) width=ENVIRON["SCREEN_WIDTH"];
    if (!height) height=ENVIRON["SCREEN_HEIGHT"];

    if (!width)  width = 1920;
    if (!height) height = 1080;

    # Frame-Größe für die Echtzeit-Animation
    W = width; H = height;

    # Endlose Animationsschleife (frame zählt die Zeit hoch)
    frame = 0;
    while (1) {
        # 'f' signalisiert dem Anzeigeprogramm den Start eines neuen Frames
        printf "f %d\n", frame;

        # Die Fluggeschwindigkeit wird durch die Eulersche Zahl moduliert
        speed = frame * (E * 0.05);

        for (y = 0; y < H; y++) {
            # Perspektivische Transformation (Horizont bei H/2)
            fy = (y - H / 2.0) / (H / 2.0);
            if (fy <= 0) {
                # Himmel: Färbung basierend auf PI und FEIG
                for (x = 0; x < W; x++) {
                    fx = (x - W / 2.0) / (W / 2.0);
                    r = int(20 + (1.0 - abs(fx)) * 30);
                    g = int(40 + (1.0 - fy) * 40);
                    b = int(120 + (1.0 - fy) * 100);
                    printf "p %d %d %d %d %d\n", x, y, r, g, b;
                }
                continue;
            }

            # Tiefenberechnung (3D-Distanz z im Raum)
            # Je näher am Horizont (fy nah an 0), desto weiter weg ist das Terrain
            z = 1.0 / fy;

            for (x = 0; x < W; x++) {
                fx = (x - W / 2.0) / (W / 2.0);

                # 3D-Weltkoordinaten berechnen
                # x_w schwenkt sanft hin und her (moduliert durch PHI)
                x_w = fx * z + sin(frame * 0.02 * PHI) * GAUSS;
                y_w = z + speed; # Kontinuierlicher Vorwärtsflug

                # --- PROZEDURALE LANDSCHAFT (FRACTAL NOISE SYNTHESE) ---
                # Wir schichten harmonische Wellen mit den Konstanten als Frequenzen
                h = 0;
                h += sin(x_w * PHI)         * cos(y_w * E);
                h += sin(x_w * PI * 0.5)     * cos(y_w * FEIG * 0.5) * 0.5;
                h += sin(x_w * TAU * 0.25)   * cos(y_w * ESQ * 0.25) * 0.25;
                h += sin(x_w * GAUSS * 2.0)  * cos(y_w * PHI * 2.0)  * 0.125;

                # Normalisierung der Höhe auf den Bereich [-1, 1]
                h /= (1.0 + 0.5 + 0.25 + 0.125);

                # Berechne den Schnittpunkt mit dem Sichtstrahl
                # Wenn die Geländehöhe h größer als die Strahlhöhe ist -> Treffer
                terrain_height = (h + 0.2) * ESQ; # Skaliert mit e^2

                # Farb- und Schattierungsberechnung (Natürlicher Look)
                if (h < -0.2) {
                    # Tiefes Tal / Wasserflächen (Blau-Töne)
                    r = int(10 + (h + 1.0) * 20);
                    g = int(30 + (h + 1.0) * 40);
                    b = int(150 + h * 50);
                } else if (h > 0.4) {
                    # Berggipfel / Schnee (Weiß-Grau)
                    r = g = b = int(200 + (h - 0.4) * 80);
                } else {
                    # Vegetation / Hänge (Naturgrün moduliert durch FEIG)
                    # Erzeugt organische Übergänge ohne echte Zufallszahlen
                    slope = cos(x_w * PI) * sin(y_w * PHI);
                    r = int(40 + slope * 15);
                    g = int(110 + h * 100 + slope * 25);
                    b = int(40 - h * 20);
                }

                # Atmosphärischer Dunst (Nebel in der Ferne)
                # Je weiter weg (höheres z), desto mehr verblasst die Farbe im Himmelsblau
                fog = 1.0 - exp(-z / (GAUSS * 4.0));
                r = int(r * (1.0 - fog) + fog * 40);
                g = int(g * (1.0 - fog) + fog * 60);
                b = int(b * (1.0 - fog) + fog * 160);

                # RGB-Kompression
                if (r > 255) r = 255; if (g > 255) g = 255; if (b > 255) b = 255;
                if (r < 0) r = 0; if (g < 0) g = 0; if (b < 0) b = 0;

                printf "p %d %d %d %d %d\n", x, y, r, g, b;
            }
        }

        frame++;
        # Optionaler Flush für flüssiges Streaming im Terminal-Pipes
        fflush();
    }
}

function abs(v) { return (v < 0) ? -v : v; }