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// 侵食方向Wrangle
// 勾配、風の影響、ユーザ定義の閾値に基づいて砂が滑る方向を決定します。
// これは、侵食/堆積サイクルにおける第1工程です。
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// --- UIからシミュレーションパラメータを取得します ---
float grid_resolution = chf("grid_resolution"); //各グリッドセルのサイズ
float slope_threshold = chf("slope_threshold"); //砂が滑るために必要な最小勾配
float scale_factor = chf("scale_factor"); // 侵食強度を制御する乗数
float sedimentation_scale = chf("sedimentation_scale"); // 低地における堆積物の蓄積量を制御します
float wind_angle_deg = chf("wind_direction"); // 単位が度の風向(0° = +X, 90° = +Y)
float wind_bias_strength = chf("wind_bias_strength"); // 砂の移動に対する風の影響の強さ

// --- 滑りのための有効な勾配閾値を計算します ---
float sliding_threshold = grid_resolution * slope_threshold;

/* 
   風向を度からラジアンに変換して、風向を指した単位ベクトルを生成します。
   このベクトルは砂の移動を風向きへ寄せるために使用されます。
*/
float wind_angle_rad = radians(wind_angle_deg);
vector base_wind_dir = set(cos(wind_angle_rad), sin(wind_angle_rad), 0);

/*
   あり得る8つの隣接方位を定義します:
   - 4つの標準方位(左、右、上、下)
   - 4つの対角方位(左上、右上、左下、右下)
   これらの方位は、勾配を評価し、あり得る滑り方向を決定するために使用されます。
*/
vector dirs[] = array(
    set(-1,  0, 0), set( 1,  0, 0),
    set( 0, -1, 0), set( 0,  1, 0),
    set(-1, -1, 0), set( 1, -1, 0),
    set(-1,  1, 0), set( 1,  1, 0)
);

// --- 有効な滑り方向を格納する配列を初期化します ---
int slide_indices[];

// --- 現在のセルの高さとグリッド位置をキャッシュ化します ---
float h_self = @height;
int x = @ix;
int y = @iy;

/*
   すべての隣接セルをループして、勾配を評価します。
   隣接セルに向かった勾配が調整済みの閾値を超えると、
   その方向は砂が滑る有効な候補方向と見なされます。
*/
for (int i = 0; i < len(dirs); i++) {
    vector dir = dirs[i];
    int nx = x + int(dir.x);
    int ny = y + int(dir.y);
    float h_neighbor = volumeindex(0, "height", set(nx, ny, 0));

    float slope = h_self - h_neighbor;
    float distance = length(dir); // 1.0(標準方位)、約1.414(対角方位)
    float adjusted_threshold = sliding_threshold * distance;

    if (slope > adjusted_threshold) {
        append(slide_indices, i); // 有効な方向のインデックスを格納
    }
}

/*
   有効な滑り方向が存在した場合、そのどれかを選択します。
   この選択は、内積を用いて風向に偏るように調整されます。
   風向に沿った方向ほど高いウェイトを持ちます。
*/
int direction_code = -1;
if (len(slide_indices) > 0) {
    float weights[] = {};

    for (int i = 0; i < len(slide_indices); i++) {
        vector dir = dirs[slide_indices[i]];
        float bias = dot(normalize(dir), base_wind_dir); // 風向との偏り
        float weight = 1 + bias * wind_bias_strength;    // 風バイアスのスケール
        append(weights, weight);
    }

    /*
       ウェイト付きリストからランダムにどれかの方向を選択します。
       これによって、確率的な手法を取り入れつつ、風向に沿った移動が優先されます。
    */
    int pick = sample_discrete(weights, rand(@ix * 17 + @iy * 43 + @Time));
    direction_code = slide_indices[pick];
}

// --- 次のWrangleで利用できるように、選択した方向を浮動小数点アトリビュートとして格納します ---
@delta = float(direction_code);

/*
   最初のフレームで、グローバルパラメータをDetailアトリビュートとして格納します。
   これらのパラメータは、2つ目のWrangleでアクセスされ、ボクセル全体で一貫した値を保証します。
*/
if (@Frame == 1) {
    setdetailattrib(0, "sliding_threshold", sliding_threshold, "set");
    setdetailattrib(0, "scale_factor", scale_factor, "set");
    setdetailattrib(0, "sedimentation_scale", sedimentation_scale, "set");
}

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// 侵食の適用&堆積のWrangle
// 事前に計算された方向に基づいて砂の移動を適用し、
// 低地帯に堆積物を追加します。
// これは、侵食/堆積サイクルにおける第2工程です。
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// --- 1つ目のWrangleで格納されたグローバルパラメータを取得します ---
float sliding_threshold     = detail(0, "sliding_threshold") * detail(0, "scale_factor");
float sedimentation_scale   = detail(0, "sedimentation_scale");

/*
   8つの隣接方位を定義します:
   - 4つの標準方位(左、右、上、下)
   - 4つの対角方位(左上、右上、左下、右下)
   これらの方位は、流入/流出する砂の流れを評価するために使用されます。
*/
vector dirs[] = array(
    set(-1,  0, 0), set( 1,  0, 0),
    set( 0, -1, 0), set( 0,  1, 0),
    set(-1, -1, 0), set( 1, -1, 0),
    set(-1,  1, 0), set( 1,  1, 0)
);

// --- 現在のボクセル位置をキャッシュ化します ---
int x = @ix;
int y = @iy;

// --- 高さ変化の累積値を初期化します ---
float height_increment = 0;

// --- 1つ目のWrangleから自身の滑り方向を取得します ---
int my_delta = int(@delta);
vector my_dir = my_delta >= 0 ? dirs[my_delta] : {0, 0, 0};

/*
   すべての隣接セルをループして、いずれかの隣接セルがこのセルに向けて砂を滑らせているかチェックします。
   隣接セルの滑り方向がこのセルの方に向いている場合、そのセルから砂を受け取ります。
*/
for (int i = 0; i < len(dirs); i++) {
    int nx = x + int(dirs[i].x);
    int ny = y + int(dirs[i].y);
    float neighbor_delta = volumeindex(0, "delta", set(nx, ny, 0));

    if (neighbor_delta >= 0) {
        vector neighbor_dir = dirs[int(neighbor_delta)];

        /*
           隣セルの方向が現在の方向と逆の場合、
           砂がこのセルに流入していることを意味します。
        */
        if (length(neighbor_dir + dirs[i]) < 0.01) {
            height_increment += sliding_threshold;
        }
    }
}

/*
   このセルが砂をアクティブに滑らせている場合(つまり、有効な方向を持っている場合)、
   その高さから砂を減算します。
*/
if (my_delta != -1) {
    height_increment -= sliding_threshold;
}

/*
   このセルが滑っていない場合(つまり、安定状態の場合)、このセルが低地にあるかどうかをチェックします。
   隣接セルの平均高さが高いほど、それに比例して砂を追加することで堆積をシミュレーションします。
*/
if (@delta == -1) {
    float h_self = @height;
    float h_sum = 0;
    int count = 0;

    for (int i = 0; i < len(dirs); i++) {
        int nx = x + int(dirs[i].x);
        int ny = y + int(dirs[i].y);
        float h_neighbor = volumeindex(0, "height", set(nx, ny, 0));
        h_sum += h_neighbor;
        count++;
    }

    float h_avg = h_sum / count;
    float sediment_amount = clamp(h_avg - h_self, 0, sliding_threshold);

    // ユーザ定義の係数でスケールさせた堆積物を追加します。
    height_increment += sediment_amount * sedimentation_scale;
}

// --- 累積した高さの変化を適用します ---
@height += height_increment;