# Геометрия: маски тела/стенок и знаковое поле расстояний (SDF) для L0 и патча L1.
# Чистый CuPy. Соглашение по SDF: phi>0 в жидкости, phi<0 в теле; |phi| ≈ расстоянию до границы.
import backend as B
import lattice as L
import amr

cp = B.cp; xp = B.xp; DTYPE = B.DTYPE

def _cmask(NX, NY, ccx, ccy, R):
    """Булева маска круга радиуса R (центр ccx,ccy) на сетке (NY,NX)."""
    Y, X = cp.meshgrid(cp.arange(NY), cp.arange(NX), indexing="ij")
    return (X - ccx)**2 + (Y - ccy)**2 <= R*R

def _csdf(NX, NY, ccx, ccy, R):
    """SDF круга: sqrt((x−ccx)²+(y−ccy)²) − R (отрицательно внутри)."""
    Y, X = cp.meshgrid(cp.arange(NY), cp.arange(NX), indexing="ij")
    return cp.sqrt((X - ccx).astype(DTYPE)**2 + (Y - ccy).astype(DTYPE)**2) - R

class Geometry:
    """Контейнер масок/SDF/патча. Поля *_np — host-копии для визуализации."""
    pass

def build(cfg):
    Nx, Ny, D, cx, cy = cfg.Nx, cfg.Ny, cfg.D, cfg.cx, cfg.cy
    r = cfg.refine
    ax1, bx1, ay1, by1 = cfg.ax1, cfg.bx1, cfg.ay1, cfg.by1
    g = Geometry()

    # --- L0: только цилиндр как твёрдое тело (стенки канала верх/низ — free-slip, не solid) ---
    g.cyl0 = _cmask(Nx, Ny, cx, cy, D/2.0)
    g.solid0 = g.cyl0                                # стенки обрабатываются specular-отражением, см. boundary.free_slip_walls
    g.phi0 = _csdf(Nx, Ny, cx, cy, D/2.0)            # SDF только цилиндра (для Bouzidi тела)

    # --- патч L1 (измельчение r) над областью [ax1,bx1]×[ay1,by1] ---
    g.P1 = amr.patch(Nx, Ny, ax1, bx1, ay1, by1, r)
    Nfx, Nfy = g.P1["Nfx"], g.P1["Nfy"]
    # цилиндр на L1: центр и радиус масштабируются на r (диаметр r·D → радиус r·D/2)
    R1 = r * D / 2.0
    g.solid1 = _cmask(Nfx, Nfy, (cx - ax1)*r, (cy - ay1)*r, R1)
    g.phi1 = _csdf(Nfx, Nfy, (cx - ax1)*r, (cy - ay1)*r, R1)

    # маска жидких узлов для рестрикции L1→L0 (внутренняя часть патча на L0)
    g.fl1 = ~g.solid0[ay1+1:by1, ax1+1:bx1]

    # host-копии для визуализации
    g.solid0_np = B.to_cpu(g.solid0); g.solid1_np = B.to_cpu(g.solid1)
    return g