src/BlockFix/BlockFix.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2020  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 // File:        BlockFix.cxx
  24 // Created:     Tue Dec  7 11:59:05 2004
  25 // Author:      Pavel DURANDIN
  26
  27 #include <BlockFix.hxx>
  28
  29 #include <BlockFix_SphereSpaceModifier.hxx>
  30 #include <BlockFix_PeriodicSurfaceModifier.hxx>
  31
  32 #include <TopExp.hxx>
  33 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  34
  35 #include <TopLoc_Location.hxx>
  36
  37 #include <TopoDS.hxx>
  38 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  39 #include <TopoDS_Face.hxx>
  40 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  41 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  42 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  43 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  44
  45 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  46 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  47 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_DataMapOfShapeShape.hxx>
  49 #include <TopTools_DataMapIteratorOfDataMapOfShapeShape.hxx>
  50
  51 #include <BRep_Tool.hxx>
  52 #include <BRep_Builder.hxx>
  53
  54 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  55
  56 #include <BRepTools.hxx>
  57 #include <BRepTools_Modifier.hxx>
  58 #include <BRepTools_Substitution.hxx>
  59
  60 #include <BRepOffsetAPI_MakeFilling.hxx>
  61
  62 #include <ShapeFix.hxx>
  63 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  64 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  65
  66 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  67 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  68 #include <ShapeAnalysis_Curve.hxx>
  69 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  70
  71 #include <ShapeCustom.hxx>
  72
  73 #include <ShapeBuild_Edge.hxx>
  74 #include <ShapeBuild_ReShape.hxx>
  75
  76 #include <ShapeFix_Wire.hxx>
  77
  78 #include <Geom_Surface.hxx>
  79 #include <Geom_CylindricalSurface.hxx>
  80 #include <Geom_ConicalSurface.hxx>
  81 #include <Geom_SphericalSurface.hxx>
  82 #include <Geom_ToroidalSurface.hxx>
  83
  84 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  85
  86 #include <TColgp_SequenceOfPnt2d.hxx>
  87
  88 static Standard_Real ComputeMaxTolOfFace(const TopoDS_Face& theFace)
  89 {
  90   Standard_Real MaxTol = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
  91
  92   TopTools_IndexedMapOfShape aMap;
  93   TopExp::MapShapes(theFace, TopAbs_EDGE, aMap);
  94   for (Standard_Integer i = 1; i <= aMap.Extent(); i++)
  95   {
  96     const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(aMap(i));
  97     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(anEdge);
  98     if (aTol > MaxTol)
  99       MaxTol = aTol;
 100   }
 101
 102   aMap.Clear();
 103   TopExp::MapShapes(theFace, TopAbs_VERTEX, aMap);
 104   for (Standard_Integer i = 1; i <= aMap.Extent(); i++)
 105   {
 106     const TopoDS_Vertex& aVertex = TopoDS::Vertex(aMap(i));
 107     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(aVertex);
 108     if (aTol > MaxTol)
 109       MaxTol = aTol;
 110   }
 111
 112   return MaxTol;
 113 }
 114
 115 //=======================================================================
 116 //function : FixResult
 117 //purpose  : auxiliary
 118 //=======================================================================
 119 static void FixResult(const TopoDS_Shape& result,
 120                       Handle(ShapeBuild_ReShape)& Context,
 121                       const Standard_Real Tol)
 122 {
 123   for (TopExp_Explorer ex_f(result,TopAbs_FACE); ex_f.More(); ex_f.Next()) {
 124     TopoDS_Shape aShape = Context->Apply(ex_f.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD));
 125     // face could not be dropped or split on this step
 126     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 127     TopLoc_Location L;
 128     Handle(Geom_Surface) Surf = BRep_Tool::Surface(aFace,L);
 129
 130     if( Surf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_SphericalSurface)) ||
 131         Surf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_CylindricalSurface)) ) {
 132
 133       Standard_Integer nbWires = 0;
 134       for (TopExp_Explorer ex_w(aFace,TopAbs_WIRE); ex_w.More(); ex_w.Next()) {
 135         nbWires++;
 136         Handle(ShapeFix_Wire) sfw = new ShapeFix_Wire(TopoDS::Wire(ex_w.Current()),
 137                                                       aFace,
 138                                                       Precision::Confusion());
 139         sfw->FixReorder();
 140         if(sfw->StatusReorder ( ShapeExtend_FAIL ))
 141           continue;
 142
 143         sfw->SetPrecision(2.*Tol);
 144         sfw->FixShifted();
 145
 146         Standard_Boolean isDone = sfw->LastFixStatus ( ShapeExtend_DONE );
 147         isDone |= sfw->FixDegenerated();
 148
 149         // remove degenerated edges from not degenerated points
 150         ShapeAnalysis_Edge sae;
 151         Handle(ShapeExtend_WireData) sewd = sfw->WireData();
 152         Standard_Integer i;
 153         for( i = 1; i<=sewd->NbEdges();i++) {
 154           TopoDS_Edge E = sewd->Edge(i);
 155           if(BRep_Tool::Degenerated(E)&&!sae.HasPCurve(E,aFace)) {
 156             sewd->Remove(i);
 157             isDone = Standard_True;
 158             i--;
 159           }
 160         }
 161
 162         //isDone |= sfw->FixLacking(); // commented by skl 22.03.2005 (PAL8395)
 163
 164         // remove neighbour seam edges
 165         if(isDone) {
 166           for( i = 1; i<sewd->NbEdges();i++) {
 167             if(sewd->IsSeam(i) && sewd->IsSeam(i+1)) {
 168               isDone = Standard_True;
 169               sewd->Remove(i);
 170               sewd->Remove(i);
 171               i--;
 172             }
 173           }
 174           if(sewd->IsSeam(1) && sewd->IsSeam(sewd->NbEdges())) {
 175             sewd->Remove(1);
 176             sewd->Remove(sewd->NbEdges());
 177           }
 178         }
 179
 180         if(isDone) {
 181           TopoDS_Wire ResWire = sfw->Wire();
 182           Context->Replace(ex_w.Current(), ResWire);
 183         };
 184       }
 185       // Implement fix orientation in case of several wires
 186       if(nbWires > 1) {
 187         TopoDS_Face aFixedFace = TopoDS::Face(Context->Apply(aFace));
 188         Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFixedFace);
 189         if(sff->FixOrientation())
 190           Context->Replace(aFixedFace,sff->Face());
 191       }
 192     }
 193   }
 194 }
 195
 196 //=======================================================================
 197 //function : RotateSphereSpace
 198 //purpose  :
 199 //=======================================================================
 200 TopoDS_Shape BlockFix::RotateSphereSpace (const TopoDS_Shape& S,
 201                                           const Standard_Real Tol)
 202 {
 203   // Create a modification description
 204   Handle(BlockFix_SphereSpaceModifier) SR = new BlockFix_SphereSpaceModifier;
 205   SR->SetTolerance(Tol);
 206
 207   TopTools_DataMapOfShapeShape context;
 208   BRepTools_Modifier MD;
 209   TopoDS_Shape result = ShapeCustom::ApplyModifier ( S, SR, context,MD );
 210
 211   Handle(ShapeBuild_ReShape) RS = new ShapeBuild_ReShape;
 212   FixResult(result,RS,Tol);
 213   result = RS->Apply(result);
 214
 215   ShapeFix_Edge sfe;
 216   for(TopExp_Explorer exp(result,TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 217     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(exp.Current());
 218     sfe.FixVertexTolerance (E);
 219   }
 220
 221   ShapeFix::SameParameter(result,Standard_False);
 222   return result;
 223 }
 224
 225 //=======================================================================
 226 //function : RefillProblemFaces
 227 //purpose  :
 228 //=======================================================================
 229 TopoDS_Shape BlockFix::RefillProblemFaces (const TopoDS_Shape& aShape)
 230 {
 231   Standard_Integer NbSamples = 10;
 232
 233   TopTools_ListOfShape theFaces;
 234
 235   TopExp_Explorer Explo(aShape, TopAbs_FACE);
 236   for (; Explo.More(); Explo.Next())
 237   {
 238     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(Explo.Current());
 239     BRepAdaptor_Surface BAsurf(aFace);
 240     GeomAbs_SurfaceType SurfType = BAsurf.GetType();
 241     if (SurfType >= GeomAbs_BezierSurface)
 242     {
 243       TopExp_Explorer fexp(aFace, TopAbs_EDGE);
 244       for (; fexp.More(); fexp.Next())
 245       {
 246         const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(fexp.Current());
 247         if (BRep_Tool::Degenerated(anEdge))
 248         {
 249           TopoDS_Vertex V1, V2;
 250           TopExp::Vertices(anEdge, V1, V2);
 251           if (V1.IsSame(V2))
 252           {
 253             gp_Pnt aPnt = BRep_Tool::Pnt(V1);
 254             Standard_Real TolV = BRep_Tool::Tolerance(V1);
 255             Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 256             Handle(ShapeAnalysis_Surface) Analyser = new ShapeAnalysis_Surface(aSurf);
 257             if (Analyser->IsDegenerated(aPnt, TolV))
 258             {
 259               theFaces.Append(aFace);
 260               break;
 261             }
 262           }
 263         }
 264       }
 265     }
 266   }
 267
 268   //Now all problem faces are collected in the list "theFaces"
 269   BRepTools_Substitution aSubst;
 270   TopTools_ListIteratorOfListOfShape itl(theFaces);
 271   for (; itl.More(); itl.Next())
 272   {
 273     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(itl.Value());
 274     aFace.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 275     Standard_Real MaxTolOfFace = ComputeMaxTolOfFace(aFace);
 276     BRepAdaptor_Surface BAsurf(aFace, Standard_False);
 277     BRepOffsetAPI_MakeFilling Filler(3, 10);
 278     TopExp_Explorer Explo(aFace, TopAbs_EDGE);
 279     for (; Explo.More(); Explo.Next())
 280     {
 281       const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(Explo.Current());
 282       if (BRep_Tool::Degenerated(anEdge) ||
 283           BRepTools::IsReallyClosed(anEdge, aFace))
 284         continue;
 285
 286       Filler.Add(anEdge, GeomAbs_C0);
 287     }
 288     Standard_Real Umin, Umax, Vmin, Vmax;
 289     BRepTools::UVBounds(aFace, Umin, Umax, Vmin, Vmax);
 290     Standard_Real DeltaU = (Umax - Umin)/NbSamples,
 291       DeltaV = (Vmax - Vmin)/NbSamples;
 292     for (Standard_Integer i = 1; i < NbSamples; i++)
 293       for (Standard_Integer j = 1; j < NbSamples; j++) {
 294         Filler.Add(Umin + i*DeltaU, Vmin + j*DeltaV, aFace, GeomAbs_G1);
 295       }
 296
 297     Filler.Build();
 298     if (Filler.IsDone())
 299     {
 300       TopoDS_Face aNewFace = TopoDS::Face(Filler.Shape());
 301       aNewFace.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 302       Handle(Geom_Surface) aNewSurf = BRep_Tool::Surface(aNewFace);
 303       GeomAdaptor_Surface GAnewsurf(aNewSurf);
 304       Extrema_ExtPS Projector;
 305       Projector.Initialize(GAnewsurf, GAnewsurf.FirstUParameter(), GAnewsurf.LastUParameter(),
 306                            GAnewsurf.FirstVParameter(), GAnewsurf.LastVParameter(),
 307                            Precision::Confusion(), Precision::Confusion());
 308       Standard_Real MaxSqDist = 0.;
 309       for (Standard_Integer i = 0; i < NbSamples; i++)
 310         for (Standard_Integer j = 0; j < NbSamples; j++)
 311         {
 312           gp_Pnt aPoint = BAsurf.Value(Umin + DeltaU/2 + i*DeltaU,
 313                                        Vmin + DeltaV/2 + j*DeltaV);
 314           Projector.Perform(aPoint);
 315           if (Projector.IsDone())
 316           {
 317             Standard_Real LocalMinSqDist = RealLast();
 318             for (Standard_Integer ind = 1; ind <= Projector.NbExt(); ind++)
 319             {
 320               Standard_Real aSqDist = Projector.SquareDistance(ind);
 321               if (aSqDist < LocalMinSqDist)
 322                 LocalMinSqDist = aSqDist;
 323             }
 324             if (!Precision::IsInfinite(LocalMinSqDist) &&
 325                 LocalMinSqDist > MaxSqDist)
 326               MaxSqDist = LocalMinSqDist;
 327           }
 328         }
 329       Standard_Real MaxDist = Sqrt(MaxSqDist);
 330       if (MaxDist < Max(1.e-4, 1.5*MaxTolOfFace))
 331       {
 332         TopTools_IndexedMapOfShape Emap;
 333         TopExp::MapShapes(aFace, TopAbs_EDGE, Emap);
 334         for (Standard_Integer i = 1; i <= Emap.Extent(); i++)
 335         {
 336           TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(Emap(i));
 337           anEdge.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 338           TopTools_ListOfShape Ledge;
 339           if (!BRep_Tool::Degenerated(anEdge) &&
 340               !BRepTools::IsReallyClosed(anEdge, aFace))
 341           {
 342             const TopTools_ListOfShape& Ledges = Filler.Generated(anEdge);
 343             if (!Ledges.IsEmpty()) {
 344               TopoDS_Edge NewEdge = TopoDS::Edge(Ledges.First());
 345               Ledge.Append(NewEdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 346             }
 347           }
 348           aSubst.Substitute(anEdge, Ledge);
 349         }
 350         TopTools_ListOfShape Lface;
 351         BRepAdaptor_Surface NewBAsurf(aNewFace);
 352         gp_Pnt MidPnt;
 353         gp_Vec D1U, D1V, Normal, NewNormal;
 354         Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 355         aSurf->D1((Umin+Umax)*0.5, (Vmin+Vmax)*0.5, MidPnt, D1U, D1V);
 356         Normal = D1U ^ D1V;
 357         NewBAsurf.D1((NewBAsurf.FirstUParameter() + NewBAsurf.LastUParameter())*0.5,
 358                      (NewBAsurf.FirstVParameter() + NewBAsurf.LastVParameter())*0.5,
 359                      MidPnt, D1U, D1V);
 360         NewNormal = D1U ^ D1V;
 361         if (Normal * NewNormal < 0.)
 362           aNewFace.Reverse();
 363         Lface.Append(aNewFace);
 364         aSubst.Substitute(aFace, Lface);
 365       }
 366     }
 367   }
 368   aSubst.Build(aShape);
 369
 370   TopoDS_Shape Result = aShape;
 371   if (aSubst.IsCopied(aShape))
 372     Result = aSubst.Copy(aShape).First();
 373
 374   BRepTools::RemoveUnusedPCurves(Result);
 375
 376   return Result;
 377 }
 378
 379 //=======================================================================
 380 //function : FixRanges
 381 //purpose  :
 382 //=======================================================================
 383 TopoDS_Shape BlockFix::FixRanges (const TopoDS_Shape& S,
 384                                   const Standard_Real Tol)
 385 {
 386   // Create a modification description
 387   Handle(BlockFix_PeriodicSurfaceModifier) SR = new BlockFix_PeriodicSurfaceModifier;
 388   SR->SetTolerance(Tol);
 389
 390   TopTools_DataMapOfShapeShape context;
 391   BRepTools_Modifier MD;
 392   TopoDS_Shape result = ShapeCustom::ApplyModifier ( S, SR, context,MD );
 393
 394   Handle(ShapeBuild_ReShape) RS = new ShapeBuild_ReShape;
 395   FixResult(result,RS,Tol);
 396   result = RS->Apply(result);
 397
 398   ShapeFix_Edge sfe;
 399   for(TopExp_Explorer exp(result,TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 400     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(exp.Current());
 401     sfe.FixVertexTolerance (E);
 402   }
 403
 404   ShapeFix::SameParameter(result,Standard_False);
 405
 406   return result;
 407 }