Import video pipeline as it was

1 files changed, 316 insertions, 0 deletions

diff --git a/blender/galton.py b/blender/galton.py
new file mode 100644
index 0000000..522bc81
--- /dev/null
+++ b/blender/galton.py
@@ -0,0 +1,316 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""GALTON - 500 bolitas de acero contra 12 filas de clavos.
+
+Reparto del trabajo:
+  * Blender disena el tablero (clavos, tolva, compuerta, casilleros, bolitas)
+    y lo exporta a glTF: el nombre de cada objeto le dice a Godot que es.
+  * Godot (Jolt) simula los rebotes, a 240 Hz, y devuelve la pose de cada
+    bolita a 30 fps (godot/sim.gd).
+  * Blender vuelve a leer esas poses y renderiza con los materiales de verdad.
+
+  MODO=sim   blender -b -P blender/galton.py    # exporta y corre Godot
+             blender -b -P blender/galton.py    # renderiza
+"""
+import math, os, random, sys
+sys.path.insert(0, os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
+import bpy
+from base import *
+
+NOMBRE = "galton"
+N_BOLAS = 500
+RB = 0.012                      # radio de la bolita
+DX = 0.12                       # paso entre clavos
+DY = DX * math.sqrt(3) / 2
+RP = 0.015                      # radio del clavo
+FILAS = 12
+NB = FILAS + 1                  # casilleros
+W2 = NB * DX / 2                # medio ancho interior
+ALTO_CAS = 0.65                 # alto de los separadores
+Z_ULT = ALTO_CAS + 0.07         # ultima fila de clavos
+Z_FILA = [Z_ULT + (FILAS - 1 - i) * DY for i in range(FILAS)]
+Z_SAL = Z_FILA[0] + 0.10        # boca de la tolva
+BOCA = float(os.environ.get("T_BOCA", 0.04))   # media boca
+TOLVA_X, TOLVA_H, TOLVA_V = 0.33, 0.48, 0.62
+PROF = 0.08                     # profundidad del canal (Y)
+GRAV = float(os.environ.get("T_G", 12.0))
+PRE = 2.5                       # segundos de fisica antes del frame 1: las bolitas se asientan
+BEAT_UNA = 1                    # cae una sola bolita
+BEAT_SUELTA = 3                 # se abre la compuerta
+REB = float(os.environ.get("T_REB", 0.10))
+AMORT = float(os.environ.get("T_AM", 6.0))
+
+
+def x_clavos(i):
+    off = 0.5 if (FILAS - 1 - i) % 2 == 0 else 0.0
+    xs = []
+    j = -10
+    while True:
+        x = (j + off) * DX
+        j += 1
+        if x > W2 - 0.04:
+            break
+        if x >= -W2 + 0.04:
+            xs.append(x)
+    return xs
+
+
+# --- diseno -------------------------------------------------------------------
+def construir():
+    sc = escena(muestras=int(os.environ.get("MUESTRAS", 24)))
+    mundo_estudio(fuerza=0.6)
+    M = {
+        "laton": metal("laton", "#D9A441", rug=0.22),
+        "acero": metal("acero", "#E4E8EE", rug=0.10),
+        "chapa": metal("chapa", "#A9B2BF", rug=0.30),
+        "panel": material("panel", "#070B14", rug=0.75),
+        "madera": madera("madera"),
+        "base": madera("base", claro="#7A5230", oscuro="#3A2211", escala=3.0),
+    }
+    fis = []                      # lo que va a Godot
+
+    # clavos: cilindros a lo largo de Y, del panel del fondo al vidrio
+    for i, z in enumerate(Z_FILA):
+        for k, x in enumerate(x_clavos(i)):
+            c = cilindro(f"fijo_clavo_{i:02d}_{k:02d}", RP, PROF, M["laton"], lados=24)
+            c.rotation_euler = (math.pi / 2, 0, 0)
+            c.location = (x, 0, z)
+            fis.append(c)
+
+    # separadores de los casilleros y paredes
+    for k in range(NB + 1):
+        x = (k - NB / 2) * DX
+        ext = k in (0, NB)
+        grosor = 0.02 if ext else 0.006
+        alto = (Z_SAL + 0.02) if ext else ALTO_CAS
+        xo = x + (-grosor / 2 if k == 0 else grosor / 2 if k == NB else 0)
+        fis.append(caja(f"caja_sep_{k:02d}", (grosor, PROF, alto), (xo, 0, alto / 2),
+                        M["chapa"]))
+    fis.append(caja("caja_piso", (2 * W2 + 0.04, PROF, 0.02), (0, 0, -0.01), M["chapa"]))
+
+    # tolva: dos planos a 60 grados y un tramo vertical
+    dx_t, dz_t = TOLVA_X - BOCA, TOLVA_H
+    largo = math.hypot(dx_t, dz_t)
+    ang = math.atan2(dz_t, dx_t)
+    for s in (-1, 1):
+        cx = s * (BOCA + dx_t / 2)
+        cz = Z_SAL + dz_t / 2
+        # el espesor va hacia afuera de la tolva
+        nx, nz = s * math.sin(ang), -math.cos(ang)
+        w = caja(f"caja_tolva_{'i' if s < 0 else 'd'}", (largo, PROF, 0.016),
+                 (cx + nx * 0.008, 0, cz + nz * 0.008), M["chapa"])
+        w.rotation_euler = (0, -s * ang, 0)
+        fis.append(w)
+        v = caja(f"caja_tolva_v{'i' if s < 0 else 'd'}", (0.016, PROF, TOLVA_V),
+                 (s * (TOLVA_X + 0.008), 0, Z_SAL + TOLVA_H + TOLVA_V / 2), M["chapa"])
+        fis.append(v)
+    compuerta = caja("compuerta_0", (2 * BOCA + 0.04, PROF, 0.012),
+                     (0, 0, Z_SAL - 0.008), M["chapa"])
+    fis.append(compuerta)
+
+    # bolitas: una grilla arriba de la tolva; caen y se acomodan antes del frame 1
+    me_bola = esfera("bola_malla", RB, M["acero"], seg=20, anillos=12).data
+    bpy.data.objects.remove(bpy.data.objects["bola_malla"])
+    bolas = []
+    rnd = random.Random(7)
+    paso = 2 * RB * 1.08
+    por_fila = int((2 * (TOLVA_X - 0.02)) / paso)
+    sola = objeto("bola_000", me_bola, None)       # la que cae sola, retenida bajo la compuerta
+    sola.location = (0.004, 0, Z_SAL - 0.032)
+    bolas.append(sola)
+    for n in range(1, N_BOLAS):
+        fila, col = divmod(n - 1, por_fila)
+        x = (col - (por_fila - 1) / 2) * paso + (paso / 2 if fila % 2 else 0) * 0.5
+        x += rnd.uniform(-0.002, 0.002)
+        z = Z_SAL + TOLVA_H + 0.03 + fila * paso * 0.95
+        ob = objeto(f"bola_{n:03d}", me_bola, None)
+        ob.location = (x, 0, z)
+        bolas.append(ob)
+    fis += bolas
+
+    # --- lo que es solo visual ---
+    panel = caja("panel", (2 * W2 + 0.10, 0.02, Z_SAL + TOLVA_H + TOLVA_V + 0.10),
+                 (0, PROF / 2 + 0.01, (Z_SAL + TOLVA_H + TOLVA_V) / 2), M["panel"])
+    for s in (-1, 1):
+        caja(f"marco_{s}", (0.07, PROF + 0.06, Z_SAL + 0.12),
+             (s * (W2 + 0.055), 0.0, (Z_SAL + 0.12) / 2 - 0.02), M["madera"])
+    caja("base", (2 * W2 + 0.40, 0.36, 0.10), (0, 0.05, -0.07), M["base"])
+    caja("pie", (2 * W2 + 0.60, 0.50, 0.04), (0, 0.05, -0.14), M["base"])
+    return dict(fis=fis, bolas=bolas, M=M, compuerta=compuerta)
+
+
+def simular(T, obj):
+    f_suelta = T.rango(BEAT_SUELTA)[0]
+    f_una = T.rango(BEAT_UNA)[0] + 8
+    cfg = {
+        "congelados": ["bola_000"],
+        "duracion": PRE + T.n_frames / FPS + 0.2,
+        "gravedad": GRAV,
+        "reglas": {
+            "bola_": {"friccion": 0.10, "rebote": REB, "densidad": 7800, "ccd": True,
+                      "plano": True, "amortiguar": AMORT, "dormir": False},
+            "fijo_": {"friccion": 0.10, "rebote": REB},
+            "caja_": {"friccion": 0.25, "rebote": 0.20},
+            "compuerta_": {"friccion": 0.25, "rebote": 0.0},
+        },
+        "eventos": [{"t": PRE + (f_una - 1) / FPS, "accion": "soltar", "prefijo": "bola_000"},
+                    {"t": PRE + (f_suelta - 1) / FPS, "accion": "quitar", "prefijo": "compuerta_"}],
+    }
+    correr_godot(exportar_fisica(NOMBRE, obj["fis"], cfg))
+
+
+# --- trazos para explicar -----------------------------------------------------
+def camino(movs):
+    """Polilinea de un camino por la grilla: movs = lista de -1/+1."""
+    pts = [(0.0, -0.05, Z_SAL - 0.02)]
+    x = 0.0
+    for i, m in enumerate(movs):
+        pts.append((x, -0.05, Z_FILA[i] + RP + RB))
+        x += m * DX / 2
+    pts.append((x, -0.05, 0.35))
+    return pts
+
+
+def recortar(pts, u):
+    """Primeros u (0..1) del largo de la polilinea."""
+    L = [0.0]
+    for a, b in zip(pts, pts[1:]):
+        L.append(L[-1] + math.dist(a, b))
+    obj_L = u * L[-1]
+    out = [pts[0]]
+    for i in range(1, len(pts)):
+        if L[i] <= obj_L:
+            out.append(pts[i])
+        else:
+            a, b = pts[i - 1], pts[i]
+            s = (obj_L - L[i - 1]) / max(1e-9, L[i] - L[i - 1])
+            out.append(tuple(a[k] + (b[k] - a[k]) * s for k in range(3)))
+            break
+    while len(out) < len(pts):
+        out.append(out[-1])
+    return out
+
+
+def main():
+    T = Tiempo(NOMBRE)
+    obj = construir()
+    if os.environ.get("MODO") == "sim":
+        simular(T, obj)
+        return
+    idx, D = cargar_sim(NOMBRE)
+    pre = int(round(PRE * FPS))
+    bolas = obj["bolas"]
+    ib = [idx[b.name] for b in bolas]
+    import numpy as np
+    xs_fin = D[-1, ib, 0]
+    zs_fin = D[-1, ib, 2]
+    cas = np.clip(np.round(xs_fin / DX).astype(int) + FILAS // 2, 0, NB - 1)
+    cuenta = np.bincount(cas, minlength=NB)
+    print(f"[{NOMBRE}] casilleros: {cuenta.tolist()}  (en el tablero: {int((zs_fin < ALTO_CAS).sum())})")
+
+    # la bolita que se destaca: la que cae sola en el beat 1
+    i_una = idx["bola_000"]
+    una = next(b for b in bolas if b.name == "bola_000")
+    f_sale = int(np.argmax(D[:, i_una, 2] < Z_SAL - 0.05)) - pre + 1
+    f_llega = int(np.argmax(D[:, i_una, 2] < 0.6)) - pre + 1
+    m_una = material("una", "rosa", rug=0.2, metal=0.3, emis=1.6)
+    estela = curva_poly("estela", [[(0, 0, 0)] * 24], grosor=0.006,
+                        radios=[[0.0] * 24], mat=material("estela", "rosa", emis=2.5))
+
+    # caminos: el de la punta (beat 5) y varios al medio (beat 6)
+    punta = curva_poly("c_punta", [camino([-1] * FILAS)], grosor=0.010,
+                       mat=material("cp", "rosa", emis=3.0))
+    rnd = random.Random(3)
+    medios = []
+    for k in range(10):
+        m = [-1] * 6 + [1] * 6
+        rnd.shuffle(m)
+        medios.append(camino(m))
+    c_medios = curva_poly("c_medios", medios, grosor=0.006,
+                          mat=material("cm", "verde", emis=2.6))
+
+    # campana: normal ajustada a las alturas finales de cada casillero
+    alturas = []
+    for k in range(NB):
+        sel = zs_fin[cas == k]
+        alturas.append(float(sel.max() + RB) if len(sel) else 0.0)
+    mu = float(np.mean(xs_fin[zs_fin < ALTO_CAS]))
+    sd = float(np.std(xs_fin[zs_fin < ALTO_CAS]))
+    area = sum(alturas) * DX
+    xs_c = [(-W2 + 2 * W2 * i / 120) for i in range(121)]
+    campana_pts = [(x, -0.05, 0.004 + area / (sd * math.sqrt(2 * math.pi))
+                    * math.exp(-0.5 * ((x - mu) / sd) ** 2)) for x in xs_c]
+    campana = curva_poly("campana", [campana_pts], grosor=0.012,
+                         mat=material("cc", "ambar", emis=3.2))
+    print(f"[{NOMBRE}] mu={mu:.3f} sd={sd:.3f} (= {sd / (DX / 2):.2f} medios pasos; "
+          f"binomial ideal: {math.sqrt(FILAS) / 2 * 2:.2f})")
+
+    # marco del casillero del medio (beat 10)
+    m_marco = material("marco_medio", "verde", emis=2.8)
+    h_med = alturas[NB // 2] + 0.03
+    marco = curva_poly("marco_medio", [[(-DX / 2, -0.05, 0.0), (-DX / 2, -0.05, h_med),
+                                        (DX / 2, -0.05, h_med), (DX / 2, -0.05, 0.0)]],
+                       grosor=0.008, mat=m_marco)
+
+    # camara: de la tolva al tablero entero
+    lente = 50.0
+    cam = camara((0, -5, 1), (0, 0, 1), lente=lente)
+    cam.data.sensor_fit = 'VERTICAL'
+    cam.data.sensor_height = 36.0
+    A = (2.10, 2.0)               # (z centro, alto visible)
+    B = (0.60, 3.10)
+    luz("key", 'AREA', (-1.8, -3.0, 3.2), 520, "blanco", tam=3.0, mira=(0, 0, 1.2))
+    luz("fill", 'AREA', (2.4, -2.6, 0.6), 110, "blanco", tam=3.0, mira=(0, 0, 0.8))
+    luz("top", 'AREA', (0.0, -0.8, 3.6), 220, "blanco", tam=2.0, mira=(0, 0, 1.5))
+
+    def actualizar(f):
+        i = min(f - 1 + pre, len(D) - 1)
+        for b, j in zip(bolas, ib):
+            poner_pose(b, D[i, j])
+
+        # camara
+        m = suave((f - f_sale) / max(1, f_llega - f_sale + 10))
+        zc = mezcla(A[0], B[0], m)
+        h = mezcla(A[1], B[1], m)
+        deriva = 0.03 * math.sin(f / 90.0)
+        dist = h * lente / 36.0
+        apuntar(cam, (deriva, -dist, zc + 0.08), (deriva * 0.5, 0, zc))
+
+        # la bolita destacada
+        vis = 1.0 if (T.rango(1)[0] <= f <= T.rango(4)[0]) else 0.0
+        if vis:
+            if una.material_slots and una.material_slots[0].link != 'OBJECT':
+                una.material_slots[0].link = 'OBJECT'
+            if una.material_slots:
+                una.material_slots[0].material = m_una
+        elif una.material_slots:
+            una.material_slots[0].link = 'DATA'
+        pts, rad = [], []
+        for k in range(24):
+            q = D[max(0, i - (23 - k)), i_una]
+            pts.append((q[0], -0.03, q[2]))
+            rad.append(vis * (k / 23.0) ** 1.5)
+        rehacer_curva(estela, [pts], [rad])
+
+        # caminos
+        up = suave(T.p(f, 5) / 0.7) * (1.0 - suave((T.p(f, 7) - 0.0) / 0.2))
+        rehacer_curva(punta, [recortar(camino([-1] * FILAS), up)])
+        punta.scale = (1, 1, 1) if 0 < up else (0, 0, 0)
+        cm = []
+        for k, c in enumerate(medios):
+            u = suave((T.p(f, 6) - k * 0.06) / 0.35)
+            cm.append(recortar(c, u))
+        rehacer_curva(c_medios, cm)
+        fuera = 1.0 - suave(T.p(f, 7) / 0.2)
+        c_medios.scale = (1, 1, 1) if (T.p(f, 6) > 0 and fuera > 0.01) else (0, 0, 0)
+
+        # campana
+        uc = suave(T.p(f, 7) / 0.6)
+        rehacer_curva(campana, [recortar(campana_pts, uc)])
+        campana.scale = (1, 1, 1) if uc > 0 else (0, 0, 0)
+
+        marco.scale = (1, 1, 1) if T.p(f, 10) > 0.02 else (0, 0, 0)
+
+    render_secuencia(NOMBRE, T, actualizar)
+
+
+main()