import numpy as np
import streamlit as st
import plotly.graph_objects as go
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
from matplotlib.collections import PatchCollection

# ==============================
# Часть 1: 3D-тетраэдр
# ==============================

st.title("Тетраэдр и его развёртка")

# Вершины тетраэдра (регулярный тетраэдр)
vertices = np.array([
    [1, 1, 1],   # Вершина 1
    [-1, -1, 1], # Вершина 2
    [-1, 1, -1], # Вершина 3
    [1, -1, -1]  # Вершина 4
])

# Грани тетраэдра (связи между вершинами)
faces = [
    [0, 1, 2],
    [0, 1, 3],
    [0, 2, 3],
    [1, 2, 3]
]

# Создание 3D-графика
fig_3d = go.Figure()

# Добавление точек
fig_3d.add_trace(go.Scatter3d(
    x=vertices[:, 0],
    y=vertices[:, 1],
    z=vertices[:, 2],
    mode='markers+text',
    marker=dict(size=5, color='red'),
    text=['1', '2', '3', '4'],
    textposition="top center"
))

# Добавление граней
for face in faces:
    x = vertices[face, 0]
    y = vertices[face, 1]
    z = vertices[face, 2]
    fig_3d.add_trace(go.Mesh3d(
        x=x, y=y, z=z,
        opacity=0.3,
        color='lightblue'
    ))

# Скрыть невидимую грань (линия 2-3)
fig_3d.add_trace(go.Scatter3d(
    x=[vertices[1, 0], vertices[2, 0]],
    y=[vertices[1, 1], vertices[2, 1]],
    z=[vertices[1, 2], vertices[2, 2]],
    mode='lines',
    line=dict(color='blue', dash='dot')
))

fig_3d.update_layout(
    scene=dict(xaxis_title='X', yaxis_title='Y', zaxis_title='Z'),
    title="3D-тетраэдр",
    margin=dict(l=0, r=0, b=0, t=40)
)

# ==============================
# Часть 2: Развертка тетраэдра (сетка)
# ==============================

fig_2d, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))

# Координаты вершин для развёртки
points = np.array([
    [0, 0],      # A
    [2, 0],      # B
    [1, np.sqrt(3)], # C
    [0.5, np.sqrt(3)/2], # D
    [1.5, np.sqrt(3)/2]  # E
])

# Построение треугольников
triangles = [
    Polygon([points[0], points[1], points[2]], closed=True, fill=False, edgecolor='blue', linewidth=2),
    Polygon([points[0], points[2], points[3]], closed=True, fill=False, edgecolor='blue', linewidth=2),
    Polygon([points[1], points[2], points[4]], closed=True, fill=False, edgecolor='blue', linewidth=2),
    Polygon([points[1], points[4], points[0]], closed=True, fill=False, edgecolor='blue', linewidth=2)
]

# Добавление меток к вершинам
labels = ['1', '2', '3', '4', '4']
for i, point in enumerate(points):
    ax.text(point[0], point[1], labels[i], ha='center', va='center', fontsize=12, color='red')

# Настройка осей
ax.set_aspect('equal')
ax.axis('off')

# ==============================
# Вывод графиков
# ==============================

col1, col2 = st.columns(2)

with col1:
    st.subheader("3D-тетраэдр")
    st.plotly_chart(fig_3d)

with col2:
    st.subheader("Развёртка тетраэдра")
    st.pyplot(fig_2d)