stylized-rock-generator/tests/test_faell_teile.py

"""Punkt 4: Faell-Teile (Stammsegmente + Aeste mit ihren Blatt-Cards).

Gemessen wird am REIMPORTIERTEN FBX, nicht in der Szene - gleiche Messlatte wie
bei den Punkten 1-3.

Die Kernaussage ist die Card-Bilanz: die Summe der Blatt-Faces ueber alle Teile
muss der Blatt-Zahl des Stand-Baums entsprechen. Das ist nur pruefbar, weil die
Ast-Zugehoerigkeit als Attribut `ast_id` durch die Instanzierung geschleift wird
- mit einer raeumlichen Nearest-Neighbor-Schaetzung waere "stimmt die Zuordnung"
keine beantwortbare Frage, sondern Ansichtssache.

Aufruf: blender --background --factory-startup --python tests/test_faell_teile.py
"""
import os
import sys
import math
import tempfile
import importlib.util
from collections import Counter

import bpy
import bmesh
from mathutils import Vector

ROOT = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
spec = importlib.util.spec_from_file_location(
    "tg", os.path.join(ROOT, "stylized_tree_generator.py"))
tg = importlib.util.module_from_spec(spec)
sys.modules["tg"] = tg
spec.loader.exec_module(tg)
tg.register()

fails = []
OUT = tempfile.mkdtemp()

for o in list(bpy.data.objects):
    bpy.data.objects.remove(o, do_unlink=True)

me = bpy.data.meshes.new("Leaf_Card")
me.from_pydata([(-0.5, 0, 0), (0, 0, 0.7), (0.5, 0, 0), (0, 0, -0.1)],
               [], [(0, 1, 2), (0, 2, 3)])
me.update()
card = bpy.data.objects.new("Leaf_Card", me)
bpy.context.scene.collection.objects.link(card)

s = bpy.context.scene.tree_gen_settings
s.preset = 'baum'
s.use_growth = False
s.apply_modifier = True
s.art_name = "Eiche"
s.variant = 1
s.export_dir = OUT
s.piece_trunk_segments = 3
s.piece_ucx = True
s.piece_export_combined = True

bpy.ops.object.treegen_create()
baum = [o for o in bpy.context.scene.objects
        if o.type == 'MESH' and o.name.startswith("Eiche_01")
        and not o.name.endswith(("_Leaf", "_Frucht"))][0]
# Der Baum steht BEWUSST nicht am Ursprung. Die Gesamtdatei trug den
# Szenen-Nullpunkt mit (gemessen X 16.5..19.3 bei einem Baum auf x = 18), und
# bei (0,0,0) faellt genau das nicht auf.
STANDORT = (18.0, -7.5, 0.0)
baum.location = STANDORT
for o in bpy.context.scene.objects:
    o.select_set(o is baum)
bpy.context.view_layer.objects.active = baum
s.leaf_card = card
bpy.ops.object.treegen_leaves()
blatt = bpy.data.objects.get(baum.name + "_Leaf")
if blatt is not None:
    blatt.location = STANDORT

# Referenz: wie viele Blatt-Faces hat der Stand-Baum?
dg = bpy.context.evaluated_depsgraph_get()
ev = blatt.evaluated_get(dg)
mb = ev.to_mesh()
cards_gesamt = len(mb.polygons)
attr = mb.attributes.get("ast_id")
ids_stand = Counter(d.value for d in attr.data) if attr else Counter()
ev.to_mesh_clear()
print("Stand-Baum: %d Blatt-Faces, ast_id auf %d Gruppen"
      % (cards_gesamt, len(ids_stand)))
if not ids_stand:
    fails.append("Die Blatt-Cards tragen kein ast_id - die Zuordnung waere "
                 "nur zu raten")

for o in bpy.context.scene.objects:
    o.select_set(o is baum)
bpy.context.view_layer.objects.active = baum
namen_vorher = sorted(o.name for o in bpy.context.scene.objects)

bpy.ops.treegen.export_pieces()

if sorted(o.name for o in bpy.context.scene.objects) != namen_vorher:
    fails.append("Szene veraendert - die Arbeitsebene soll bleiben")

dateien = sorted(f for f in os.listdir(OUT) if f.lower().endswith(".fbx"))
einzeln = [f for f in dateien if "_Piece_" in f and not f.endswith("_All.fbx")]
gesamt = [f for f in dateien if f.endswith("_Pieces_All.fbx")]
stamm = [f for f in einzeln if "_Stamm" in f]
aeste = [f for f in einzeln if "_Ast" in f]
print("Export: %d Teile (%d Stamm, %d Ast), Gesamtdatei: %s"
      % (len(einzeln), len(stamm), len(aeste), "ja" if gesamt else "NEIN"))

if len(stamm) != s.piece_trunk_segments:
    fails.append("%d Stammsegmente, erwartet %d"
                 % (len(stamm), s.piece_trunk_segments))
if not aeste:
    fails.append("Keine Ast-Teile exportiert")
if not gesamt:
    fails.append("Keine Gesamtdatei mit gemeinsamem Ursprung")

print("")
print("%-30s %6s %6s %6s %7s %s" %
      ("Teil", "Rinde", "Blatt", "UCX", "|Pivot|", "Topologie"))

blatt_summe = 0
for f in sorted(einzeln):
    bpy.ops.wm.read_factory_settings(use_empty=True)
    bpy.ops.import_scene.fbx(filepath=os.path.join(OUT, f))
    meshes = [o for o in bpy.context.scene.objects if o.type == 'MESH']
    hull = [o for o in meshes if o.name.startswith("UCX_")]
    koerper = [o for o in meshes if not o.name.startswith("UCX_")]
    if not koerper:
        fails.append("%s: kein Mesh" % f)
        continue
    ob = koerper[0]
    m = ob.data
    rinde = sum(1 for p in m.polygons if p.material_index == 0)
    laub = sum(1 for p in m.polygons if p.material_index == 1)
    blatt_summe += laub

    # Pivot = Massenmittelpunkt: der Schwerpunkt muss NAHE am Ursprung liegen,
    # sonst torkelt das Teil als Physik-Actor um eine Ecke.
    schwer = tg._mass_center(m)
    abstand = (ob.matrix_world @ schwer).length
    diag = max((max(v.co[i] for v in m.vertices) - min(v.co[i] for v in m.vertices))
               for i in range(3)) if m.vertices else 1.0

    bm = bmesh.new(); bm.from_mesh(m)
    nm = sum(1 for e in bm.edges if len(e.link_faces) > 2)
    bm.free()

    nv = len(hull[0].data.vertices) if hull else 0
    print("%-30s %6d %6d %6s %7.3f %s"
          % (f[:-4], rinde, laub, nv or "-", abstand,
             "ok" if nm == 0 else "%d non-manifold" % nm))

    if len(m.materials) != 2:
        fails.append("%s: %d Slots, erwartet 2" % (f, len(m.materials)))
    if not hull:
        fails.append("%s: keine UCX-Huelle" % f)
    else:
        if hull[0].name != "UCX_" + f[:-4]:
            fails.append("%s: Huelle heisst '%s', Unreal erwartet 'UCX_%s'"
                         % (f, hull[0].name, f[:-4]))
        if nv > s.piece_ucx_verts:
            fails.append("%s: UCX hat %d Verts, Budget %d"
                         % (f, nv, s.piece_ucx_verts))
    # Der Schwerpunkt darf nur einen Bruchteil der groessten Ausdehnung
    # vom Ursprung entfernt liegen.
    if abstand > diag * 0.15:
        fails.append("%s: Schwerpunkt %.3f m vom Pivot entfernt (Ausdehnung "
                     "%.2f m) - als Physik-Actor wuerde das Teil torkeln"
                     % (f, abstand, diag))

# --- Die Bilanz: Summe der Cards ueber alle Teile == Stand-Baum ----------
print("")
print("Blatt-Bilanz: %d Cards in den Teilen, %d im Stand-Baum"
      % (blatt_summe, cards_gesamt))
if blatt_summe != cards_gesamt:
    fails.append("Blatt-Bilanz stimmt nicht: %d in den Teilen, %d im Stand-Baum "
                 "- es gehen Cards verloren oder werden doppelt zugeordnet"
                 % (blatt_summe, cards_gesamt))

# --- Gesamtdatei: Teile stehen an ihrer Originalposition ----------------
if gesamt:
    bpy.ops.wm.read_factory_settings(use_empty=True)
    bpy.ops.import_scene.fbx(filepath=os.path.join(OUT, gesamt[0]))
    meshes = [o for o in bpy.context.scene.objects if o.type == 'MESH']
    teile = [o for o in meshes if not o.name.startswith("UCX_")]
    hullen = [o for o in meshes if o.name.startswith("UCX_")]
    alle = [o.matrix_world @ v.co for o in teile for v in o.data.vertices]
    hoehe = max(c.z for c in alle) - min(c.z for c in alle)
    print("Gesamtdatei: %d Teile, %d Huellen, Hoehe %.2f m"
          % (len(teile), len(hullen), hoehe))
    if len(teile) != len(einzeln):
        fails.append("Gesamtdatei hat %d Teile, einzeln waren es %d"
                     % (len(teile), len(einzeln)))

    # Die Gesamtdatei kam frueher OHNE Huellen an, waehrend die Einzeldateien
    # welche hatten - gemeldet von der Spielseite, die interimsweise eigene
    # Boxen setzen musste. Je Teil GENAU eine Huelle, gleiche Konvention wie
    # beim Stand-Baum: `UCX_<Teilname>` als Geschwister, kein Elternteil.
    namen = {o.name for o in teile}
    for h in hullen:
        if h.parent is not None:
            fails.append("Gesamtdatei: Huelle '%s' haengt unter '%s'"
                         % (h.name, h.parent.name))
        if h.name[4:] not in namen:
            fails.append("Gesamtdatei: Huelle '%s' gehoert zu keinem Teil"
                         % h.name)
    fehlend = sorted(n for n in namen if ("UCX_" + n) not in
                     {h.name for h in hullen})
    if fehlend:
        fails.append("Gesamtdatei: %d Teile ohne Huelle (%s)"
                     % (len(fehlend), ", ".join(fehlend[:3])))

    # Und die Huelle umschliesst das HOLZ, nicht das Laub. Beim obersten
    # Stammsegment, das die Krone traegt, war der Unterschied gemessen 67 %
    # (Diagonale 1.75 m statt 1.05 m) - eine Kollision, die weit ins Laub ragt.
    nach_name = {o.name: o for o in teile}
    for h in hullen:
        koerper = nach_name.get(h.name[4:])
        if koerper is None:
            continue
        hc = [h.matrix_world @ v.co for v in h.data.vertices]
        rinde_idx = {vi for p in koerper.data.polygons
                     if p.material_index == 0 for vi in p.vertices}
        if not rinde_idx:
            continue
        rc = [koerper.matrix_world @ koerper.data.vertices[i].co
              for i in rinde_idx]

        def spanne(pts):
            lo = [min(c[i] for c in pts) for i in range(3)]
            hi = [max(c[i] for c in pts) for i in range(3)]
            return math.dist(lo, hi)

        h_d, r_d = spanne(hc), spanne(rc)
        if h_d < r_d * 0.95:
            fails.append("%s: Huelle %.2f kleiner als die Rinde %.2f"
                         % (h.name, h_d, r_d))
        if h_d > r_d * 1.35:
            fails.append("%s: Huelle %.2f gegen Rinde %.2f (%.2fx) - sie "
                         "umschliesst das Laub mit"
                         % (h.name, h_d, r_d, h_d / r_d))
    # Zusammengesetzt muss der Baum wieder seine volle Hoehe haben - das ist
    # der Beleg, dass die Teile deckungsgleich rekonstruierbar sind.
    if hoehe < 3.0:
        fails.append("Gesamtdatei nur %.2f m hoch - die Teile stehen nicht an "
                     "ihrer Originalposition" % hoehe)

    # URSPRUNG auf der Stammbasis, wie beim Stand-Baum. Geprueft ueber den
    # STAMMQUERSCHNITT, nicht ueber die Bbox-Mitte: die Krone haengt einseitig,
    # und eine Bbox-Mitte wuerde den Fehler verwischen. Gesucht wird auf
    # Fusshoehe ein Ring von Vertices, der die Achse umschliesst.
    stamm_teile = [o for o in teile if "_Piece_Stamm" in o.name]
    if stamm_teile:
        sco = [o.matrix_world @ v.co for o in stamm_teile
               for v in o.data.vertices]
        zmin = min(c.z for c in sco)
        band = [c for c in sco if c.z <= zmin + hoehe * 0.03]
        mx = sum(c.x for c in band) / len(band)
        my = sum(c.y for c in band) / len(band)
        print("Gesamtdatei: Stammfuss bei %.3f / %.3f / %.3f" % (mx, my, zmin))
        if math.hypot(mx, my) > hoehe * 0.02:
            fails.append("Gesamtdatei: Stammfuss liegt bei %.2f/%.2f statt "
                         "ueber dem Ursprung - die Datei traegt den "
                         "Szenen-Nullpunkt mit" % (mx, my))
        if abs(zmin) > hoehe * 0.02:
            fails.append("Gesamtdatei: Stammfuss bei Z %.3f statt 0" % zmin)

print("")
if fails:
    print("ERGEBNIS: %d FEHLER" % len(fails))
    for x in fails:
        print("  - " + x)
    sys.exit(1)
print("ERGEBNIS: ALLE CHECKS OK")