dogfather-universe/tools/kachelton-entzerren.mjs

/* =====================================================================
   DIE KACHELFARBEN AUSEINANDERZIEHEN -- SO WENIG WIE MOEGLICH
   (25./26.09.2026)

   Filipe, 17.09.: „ich will das jede kachel eine andere farbe hat, es
   soll keine die gleiche farben haben bitte und auch keine die sich
   irgendwie aehnlich sind ... die farben sollen auch richtig geil und
   speziell sein."

   Gemessen lagen acht Paare zwischen 0,015 und 0,054 OKLab-Abstand.
   #ff8fb4 gegen #fe8ebe ist mit blossem Auge DIESELBE Farbe.

   ---------------------------------------------------------------------
   ZWEI ANLAEUFE HAT DAS GEKOSTET, UND BEIDE FEHLER STEHEN HIER

   ERSTER ANLAUF: alle 45 Farben neu verteilt. Rechnerisch besser,
   praktisch falsch -- er lief ueber zwei ausdrueckliche Wuensche
   hinweg (das knallrote #ff1a1a, das Babyblau #a8d8ff) und drueckte
   drei Toene unter die Buntheitsgrenze.

   ZWEITER ANLAUF: nur die Kollisionen angefasst, dafuer immer nur
   EINEN der beiden Toene bewegt -- den, dessen Ausweichen billiger
   war. Das sieht sparsam aus und ist es nicht: Ist die Nachbarschaft
   voll, muss dieser eine quer durch den Farbraum. Gemessen wanderte
   Ton 1 von einem Tuerkis (#0c86af) auf ein Altrosa (#b4649c), 0,197
   weit. Eine Kachel, die von Tuerkis auf Rosa springt, erkennt
   niemand wieder -- und der Zweck der ganzen Uebung war ja, dass man
   sie auseinanderhaelt.

   DRITTER ANLAUF, und der steht hier: BEIDE duerfen sich bewegen, und
   zwar beide nur ein bisschen. Zwei Toene, die 0,02 auseinanderliegen
   und 0,09 brauchen, koennen sich das teilen -- jeder rueckt 0,045,
   und beide bleiben, was sie waren.

   Umgesetzt als wachsender Spielraum: Erst darf jeder Ton 0,02 von
   seiner Farbe abweichen, dann 0,03, dann 0,04 ... Es wird immer die
   KLEINSTE Abweichung genommen, mit der es aufgeht. Wer gar nicht
   abweichen muss, bleibt unberuehrt.

   ---------------------------------------------------------------------
   ALLE SCHWELLEN KOMMEN AUS tools/kachelton-regeln.mjs

   Keine Zahl wird hier abgeschrieben -- genau dafuer gibt es die
   Datei. Und die FESTGELEGTEN Toene stehen ebenfalls dort: Sie werden
   nie bewegt, auch nicht um einen Bildpunkt.

   node tools/kachelton-entzerren.mjs            rechnen und zeigen
   node tools/kachelton-entzerren.mjs schreiben  start.css aendern

   Umgebung: ABSTAND=0.09  (Ziel), SCHRITT=3 (Rasterweite des Suchfelds)
   ===================================================================== */
import { readFileSync, writeFileSync } from "node:fs";
import {
  GRUND, MINDEST_ABSTAND, MINDEST_BUNTHEIT, HOECHST_BUNTHEIT,
  MINDEST_KONTRAST, FESTGELEGT,
} from "./kachelton-regeln.mjs";

const DATEI = "workspace/assets/css/start.css";

/* Etwas Luft ueber jeder Schwelle -- gerundet wird auf ganze
   Bildpunkte, und eine Farbe, die genau auf der Grenze steht, faellt
   beim naechsten Runden darunter. */
const ZIEL_ABSTAND = Number(process.env.ABSTAND || MINDEST_ABSTAND) + 0.0005;
const ZIEL_KONTRAST = MINDEST_KONTRAST + 0.15;
const ZIEL_BUNT = MINDEST_BUNTHEIT + 0.004;
const SCHRITT = Number(process.env.SCHRITT || 3);

/* ---------- Farbrechnung ---------------------------------------------- */
const lin = (c) => (c <= 0.04045 ? c / 12.92 : ((c + 0.055) / 1.055) ** 2.4);
const srgb = (h) => [1, 3, 5].map((i) => parseInt(h.slice(i, i + 2), 16) / 255);
function labVon(r, g, b) {
  const rr = lin(r / 255), gg = lin(g / 255), bb = lin(b / 255);
  const l = Math.cbrt(0.4122214708 * rr + 0.5363325363 * gg + 0.0514459929 * bb);
  const m = Math.cbrt(0.2119034982 * rr + 0.6806995451 * gg + 0.1073969566 * bb);
  const s = Math.cbrt(0.0883024619 * rr + 0.2817188376 * gg + 0.6299787005 * bb);
  return [0.2104542553 * l + 0.7936177850 * m - 0.0040720468 * s,
          1.9779984951 * l - 2.4285922050 * m + 0.4505937099 * s,
          0.0259040371 * l + 0.7827717662 * m - 0.8086757660 * s];
}
const labHex = (h) => labVon(...[1, 3, 5].map((i) => parseInt(h.slice(i, i + 2), 16)));
const leuchteVon = (r, g, b) => 0.2126 * lin(r / 255) + 0.7152 * lin(g / 255) + 0.0722 * lin(b / 255);
const kontrastVon = (y) => (y + 0.05) / (leuchteVon(...[1, 3, 5].map((i) => parseInt(GRUND.slice(i, i + 2), 16))) + 0.05);
const buntVon = (L) => Math.hypot(L[1], L[2]);
const d2 = (a, b) => (a[0] - b[0]) ** 2 + (a[1] - b[1]) ** 2 + (a[2] - b[2]) ** 2;
const hexVon = (r, g, b) => "#" + [r, g, b].map((c) => c.toString(16).padStart(2, "0")).join("");

/* ---------- Die Farben aus der Datei ----------------------------------- */
const css = readFileSync(DATEI, "utf8");
const TOENE = [...css.matchAll(/\[data-ton="(\d+)"\]\s*\{\s*--ton:\s*(#[0-9a-fA-F]{6})/g)]
  .map((m) => ({ n: Number(m[1]), alt: m[2].toLowerCase(), hex: m[2].toLowerCase() }));
if (TOENE.length < 20) { console.error("Muster passt nicht mehr"); process.exit(3); }
for (const t of TOENE) t.altLab = labHex(t.alt);

const FEST = new Map(FESTGELEGT.filter((f) => f.hex).map((f) => [f.ton, f.hex.toLowerCase()]));
const BLASS_ERLAUBT = new Map(FESTGELEGT.filter((f) => f.blassErlaubt).map((f) => [f.ton, f.blassErlaubt]));

for (const t of TOENE) {
  if (FEST.has(t.n) && t.hex !== FEST.get(t.n)) {
    console.log(`  Ton ${t.n} stand auf ${t.hex}, festgelegt ist ${FEST.get(t.n)} -- zurueckgesetzt`);
    t.hex = FEST.get(t.n);
  }
  t.lab = labHex(t.hex);
}

/* ---------- WELCHE TOENE WERDEN BENUTZT? -------------------------------

   ALLE FUENFUNDVIERZIG. Und das ist der Befund, an dem der zweite
   Anlauf gescheitert ist.

   Wer das PROGRAMM fragt (bereicheFuer() je Rolle), bekommt 33. Die
   uebrigen zwoelf sehen dann aus wie freie Reserve -- sie duerfen
   blasser werden und weiter wandern. Sie sind keine Reserve: Fuer die
   fuenf Rollen des Agenturhauses gibt bereicheFuer() `null` zurueck,
   und das heisst „nimm die Liste aus dem Browser". Die steht in
   workspace/assets/js/bereiche.js, und dort stehen die Toene 1 bis 22
   und 44 -- genau die zwoelf.

   Gemessen: Ton 1 traegt „Dashboard", Ton 2 „Zahlen", Ton 21
   „Scout-Pipeline", Ton 22 „Team-Lage". Alles Kacheln, die jeden Tag
   jemand ansieht.

   Gezaehlt wird deshalb ueber dieselben Quellen, die auch
   pruef-kachel-universum liest. Die Frage lautet nicht „wem gibt der
   Server eine Kachel", sondern „steht diese Nummer irgendwo an einer
   Kachel". */
const QUELLEN = ["../server/workspace.js", "../workspace/assets/js/bereiche.js",
  "../workspace/assets/js/start.js", "../workspace/assets/js/kopf.js",
  "../workspace/assets/js/befinden.js"];
const BENUTZT = new Set();
for (const q of QUELLEN) {
  for (const m of readFileSync(new URL(q, import.meta.url), "utf8").matchAll(/ton:\s*(\d+)/g)) {
    BENUTZT.add(Number(m[1]));
  }
}
if (BENUTZT.size < 20) { console.error(`nur ${BENUTZT.size} benutzte Toene gefunden`); process.exit(5); }
console.log(`${BENUTZT.size} von ${TOENE.length} Toenen werden benutzt`);

/* Wer blass sein darf, muss das beim Abstand ausgleichen -- so steht es
   mit Messung in kachelton-regeln.mjs. */
const abstandFuer = (n) => Math.max(ZIEL_ABSTAND, (BLASS_ERLAUBT.get(n) ?? 0) + 0.0005);
const BLASS_BIS = new Map(FESTGELEGT.filter((f) => f.blassBis).map((f) => [f.ton, f.blassBis]));
const buntFuer = (n) => (BLASS_BIS.has(n) ? BLASS_BIS.get(n) + 0.002 : ZIEL_BUNT);

/* ---------- Das Suchfeld ----------------------------------------------- */
const KANDIDATEN = [];
for (let r = 0; r <= 255; r += SCHRITT) {
  for (let g = 0; g <= 255; g += SCHRITT) {
    for (let b = 0; b <= 255; b += SCHRITT) {
      const rr = Math.min(255, r), gg = Math.min(255, g), bb = Math.min(255, b);
      if (kontrastVon(leuchteVon(rr, gg, bb)) < ZIEL_KONTRAST) continue;
      const L = labVon(rr, gg, bb);
      const c = buntVon(L);
      if (c > HOECHST_BUNTHEIT) continue;
      KANDIDATEN.push({ hex: hexVon(rr, gg, bb), L, bunt: c });
    }
  }
}
console.log(`${KANDIDATEN.length} Farben im Suchfeld (Kontrast >= ${ZIEL_KONTRAST.toFixed(2)}, `
  + `Buntheit bis ${HOECHST_BUNTHEIT}, Raster ${SCHRITT})`);

/* ---------- Messen ------------------------------------------------------ */
function engstes() {
  let fehl = 0, klein = Infinity, wo = null;
  for (let i = 0; i < TOENE.length; i++) {
    for (let j = i + 1; j < TOENE.length; j++) {
      const noetig = Math.max(abstandFuer(TOENE[i].n), abstandFuer(TOENE[j].n));
      const d = Math.sqrt(d2(TOENE[i].lab, TOENE[j].lab));
      if (d < noetig) fehl++;
      if (d < klein) { klein = d; wo = [TOENE[i], TOENE[j]]; }
    }
  }
  return { fehl, klein, wo };
}
const zuBlass = () => TOENE.filter((t) =>
  buntVon(t.lab) < (BLASS_BIS.get(t.n) ?? MINDEST_BUNTHEIT));

/** Wie gut steht dieser Ton gerade? (Abstand zum naechsten, in Einheiten
 *  dessen, was er braucht -- >= 1 heisst „in Ordnung".) */
function guete(lab, selbst) {
  let m = Infinity;
  for (const u of TOENE) {
    if (u === selbst) continue;
    const noetig = Math.max(abstandFuer(selbst.n), abstandFuer(u.n));
    const v = Math.sqrt(d2(lab, u.lab)) / noetig;
    if (v < m) m = v;
  }
  return m;
}

/* ---------- Der wachsende Spielraum ------------------------------------- */
const anfang = engstes();
console.log(`vorher: kleinster Abstand ${anfang.klein.toFixed(4)}, `
  + `${anfang.fehl} Paare unter dem Soll, ${zuBlass().length} zu blass`);
console.log("");

/* Der Spielraum waechst in jeder Runde ein wenig. Er MUSS wachsen,
   auch wenn sich gerade etwas bewegt hat: Sonst haengt ein Ton, der
   mehr Platz braucht als die anderen, fuer immer fest, waehrend die
   uebrigen noch hin und her rutschen -- gemessen blieben so vier zu
   blasse Toene stehen, obwohl das Verfahren noch lange nicht am
   Ende war. */
let spielraum = 0.015;
for (let runde = 0; runde < 300; runde++) {
  const lage = engstes();
  const blass = zuBlass();
  if (!lage.fehl && !blass.length) break;

  let bewegt = 0;
  for (const t of TOENE) {
    if (FEST.has(t.n)) continue;
    const jetztGuete = Math.min(guete(t.lab, t), 1);
    const jetztBunt = buntVon(t.lab);
    const bunkOk = jetztBunt >= (BLASS_BIS.get(t.n) ?? MINDEST_BUNTHEIT);
    if (jetztGuete >= 1 && bunkOk) continue;         // dieser ist fertig

    const grenze2 = spielraum * spielraum;
    const mindBunt = buntFuer(t.n);
    /* IST DIE BUNTHEIT DAS PROBLEM, ZAEHLT DIE JETZIGE LAGE NICHT.

       Hier stand `bestGuete = jetztGuete`. Fuer einen Ton, der weit
       genug von allen wegliegt (Guete 1) und nur zu blass ist, konnte
       damit KEIN Kandidat gewinnen -- kein Wert ist groesser als 1,
       wenn bei 1 gedeckelt wird. Vier Toene blieben deshalb blass
       stehen, obwohl das Suchfeld voller passender Farben war.

       Mit -1 als Ausgangswert gewinnt jeder Kandidat, der ueberhaupt
       bunt genug ist -- und unter denen wieder der naechste. */
    let best = null, bestGuete = bunkOk ? jetztGuete : -1, bestWeg = 0;
    for (const k of KANDIDATEN) {
      if (k.bunt < mindBunt) continue;
      const weg2 = d2(t.altLab, k.L);
      if (weg2 > grenze2) continue;
      /* GEDECKELT BEI 1. „Weiter weg als noetig" ist kein Gewinn --
         ohne den Deckel sucht das Verfahren das Maximum und wandert
         dafuer quer durch den Farbraum. Mit ihm gewinnt unter allen
         Farben, die reichen, die NAECHSTE. */
      const g = Math.min(guete(k.L, t), 1);
      if (g > bestGuete + 1e-9 || (g > bestGuete - 1e-9 && best && weg2 < bestWeg)) {
        best = k; bestGuete = g; bestWeg = weg2;
      }
    }
    if (best && best.hex !== t.hex) {
      t.hex = best.hex; t.lab = best.L; bewegt++;
    }
  }
  spielraum += 0.0015;
  if (spielraum > 0.26) { console.error("Spielraum ausgeschoepft -- es geht nicht auf."); break; }
}

/* ---------- Nachziehen: so weit zurueck wie moeglich --------------------- */
for (let runde = 0; runde < 12; runde++) {
  let geruckt = false;
  for (const t of TOENE) {
    if (FEST.has(t.n) || t.hex === t.alt) continue;
    const jetztWeg = d2(t.altLab, t.lab);
    const mindBunt = buntFuer(t.n);
    let best = null, bestWeg = jetztWeg;
    for (const k of KANDIDATEN) {
      if (k.bunt < mindBunt) continue;
      const weg2 = d2(t.altLab, k.L);
      if (weg2 >= bestWeg) continue;
      if (guete(k.L, t) < 1) continue;
      best = k; bestWeg = weg2;
    }
    if (best) { t.hex = best.hex; t.lab = best.L; geruckt = true; }
  }
  if (!geruckt) break;
}

/* ---------- Ergebnis ----------------------------------------------------- */
const ende = engstes();
const blassEnde = zuBlass();
const geaendert = TOENE.filter((t) => t.hex !== t.alt);
const doppelt = TOENE.length - new Set(TOENE.map((t) => t.hex)).size;

console.log(`geaendert  ${geaendert.length} von ${TOENE.length}`);
for (const t of geaendert.sort((a, b) => d2(b.altLab, b.lab) - d2(a.altLab, a.lab))) {
  console.log(`  Ton ${String(t.n).padStart(2)}  ${t.alt} -> ${t.hex}   `
    + `verschoben ${Math.sqrt(d2(t.altLab, t.lab)).toFixed(3)}  `
    + `Buntheit ${buntVon(t.lab).toFixed(3)}  `
    + `Kontrast ${kontrastVon(leuchteVon(...[1, 3, 5].map((i) => parseInt(t.hex.slice(i, i + 2), 16)))).toFixed(2)}:1`);
}
console.log(`kleinster Abstand  ${ende.klein.toFixed(4)}  `
  + `(Ton ${ende.wo[0].n} ${ende.wo[0].hex} / Ton ${ende.wo[1].n} ${ende.wo[1].hex})`);
console.log(`unter dem Soll     ${ende.fehl}`);
console.log(`zu blass           ${blassEnde.map((t) => `Ton ${t.n} ${buntVon(t.lab).toFixed(3)}`).join(", ") || "keiner"}`);
console.log(`doppelt            ${doppelt}`);
console.log(`groesste Aenderung ${geaendert.length ? Math.max(...geaendert.map((t) => Math.sqrt(d2(t.altLab, t.lab)))).toFixed(3) : "0"}`);
for (const [n, h] of FEST) {
  const t = TOENE.find((x) => x.n === n);
  console.log(`festgelegt Ton ${n}  ${t.hex}  ${t.hex === h ? "(unveraendert)" : "*** ABWEICHUNG ***"}`);
}

if (process.argv[2] === "schreiben") {
  if (ende.fehl || blassEnde.length || doppelt
      || [...FEST].some(([n, h]) => TOENE.find((x) => x.n === n).hex !== h)) {
    console.error("\nNICHT geschrieben -- das Ergebnis haelt die Bedingungen nicht.");
    process.exit(1);
  }
  let neu = css;
  for (const t of TOENE) {
    const muster = new RegExp(`(\\[data-ton="${t.n}"\\]\\s*\\{\\s*--ton:\\s*)#[0-9a-fA-F]{6}`);
    if (!muster.test(neu)) { console.error(`Ton ${t.n} nicht wiedergefunden`); process.exit(2); }
    neu = neu.replace(muster, `$1${t.hex}`);
  }
  writeFileSync(DATEI, neu);
  console.log("\nstart.css geschrieben.");
}