src/BlockFix/BlockFix.cxx

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   2 //
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  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 #include <BRepBndLib.hxx>
  56
  57 #include <BRepTools.hxx>
  58 #include <BRepTools_Modifier.hxx>
  59 #include <BRepTools_Substitution.hxx>
  60
  61 #include <BRepOffsetAPI_MakeFilling.hxx>
  62
  63 #include <ShapeFix.hxx>
  64 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  65 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  66
  67 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  68 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  69 #include <ShapeAnalysis_Curve.hxx>
  70 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  71
  72 #include <ShapeCustom.hxx>
  73
  74 #include <ShapeBuild_Edge.hxx>
  75 #include <ShapeBuild_ReShape.hxx>
  76
  77 #include <ShapeFix_Wire.hxx>
  78
  79 #include <Geom_Surface.hxx>
  80 #include <Geom_CylindricalSurface.hxx>
  81 #include <Geom_ConicalSurface.hxx>
  82 #include <Geom_SphericalSurface.hxx>
  83 #include <Geom_ToroidalSurface.hxx>
  84
  85 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  86
  87 #include <TColgp_SequenceOfPnt2d.hxx>
  88
  89 #include <Basics_OCCTVersion.hxx>
  90
  91 static Standard_Real ComputeMaxTolOfFace(const TopoDS_Face& theFace)
  92 {
  93   Standard_Real MaxTol = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
  94
  95   TopTools_IndexedMapOfShape aMap;
  96   TopExp::MapShapes(theFace, TopAbs_EDGE, aMap);
  97   for (Standard_Integer i = 1; i <= aMap.Extent(); i++)
  98   {
  99     const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(aMap(i));
 100     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(anEdge);
 101     if (aTol > MaxTol)
 102       MaxTol = aTol;
 103   }
 104
 105   aMap.Clear();
 106   TopExp::MapShapes(theFace, TopAbs_VERTEX, aMap);
 107   for (Standard_Integer i = 1; i <= aMap.Extent(); i++)
 108   {
 109     const TopoDS_Vertex& aVertex = TopoDS::Vertex(aMap(i));
 110     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(aVertex);
 111     if (aTol > MaxTol)
 112       MaxTol = aTol;
 113   }
 114
 115   return MaxTol;
 116 }
 117
 118 //=======================================================================
 119 //function : FixResult
 120 //purpose  : auxiliary
 121 //=======================================================================
 122 static void FixResult(const TopoDS_Shape& result,
 123                       Handle(ShapeBuild_ReShape)& Context,
 124                       const Standard_Real Tol)
 125 {
 126   for (TopExp_Explorer ex_f(result,TopAbs_FACE); ex_f.More(); ex_f.Next()) {
 127     TopoDS_Shape aShape = Context->Apply(ex_f.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD));
 128     // face could not be dropped or split on this step
 129     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 130     TopLoc_Location L;
 131     Handle(Geom_Surface) Surf = BRep_Tool::Surface(aFace,L);
 132
 133     if( Surf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_SphericalSurface)) ||
 134         Surf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_CylindricalSurface)) ) {
 135
 136       Standard_Integer nbWires = 0;
 137       for (TopExp_Explorer ex_w(aFace,TopAbs_WIRE); ex_w.More(); ex_w.Next()) {
 138         nbWires++;
 139         Handle(ShapeFix_Wire) sfw = new ShapeFix_Wire(TopoDS::Wire(ex_w.Current()),
 140                                                       aFace,
 141                                                       Precision::Confusion());
 142         sfw->FixReorder();
 143         if(sfw->StatusReorder ( ShapeExtend_FAIL ))
 144           continue;
 145
 146         sfw->SetPrecision(2.*Tol);
 147         sfw->FixShifted();
 148
 149         Standard_Boolean isDone = sfw->LastFixStatus ( ShapeExtend_DONE );
 150         isDone |= sfw->FixDegenerated();
 151
 152         // remove degenerated edges from not degenerated points
 153         ShapeAnalysis_Edge sae;
 154         Handle(ShapeExtend_WireData) sewd = sfw->WireData();
 155         Standard_Integer i;
 156         for( i = 1; i<=sewd->NbEdges();i++) {
 157           TopoDS_Edge E = sewd->Edge(i);
 158           if(BRep_Tool::Degenerated(E)&&!sae.HasPCurve(E,aFace)) {
 159             sewd->Remove(i);
 160             isDone = Standard_True;
 161             i--;
 162           }
 163         }
 164
 165         //isDone |= sfw->FixLacking(); // commented by skl 22.03.2005 (PAL8395)
 166
 167         // remove neighbour seam edges
 168         if(isDone) {
 169           for( i = 1; i<sewd->NbEdges();i++) {
 170             if(sewd->IsSeam(i) && sewd->IsSeam(i+1)) {
 171               isDone = Standard_True;
 172               sewd->Remove(i);
 173               sewd->Remove(i);
 174               i--;
 175             }
 176           }
 177           if(sewd->IsSeam(1) && sewd->IsSeam(sewd->NbEdges())) {
 178             sewd->Remove(1);
 179             sewd->Remove(sewd->NbEdges());
 180           }
 181         }
 182
 183         if(isDone) {
 184           TopoDS_Wire ResWire = sfw->Wire();
 185           Context->Replace(ex_w.Current(), ResWire);
 186         };
 187       }
 188       // Implement fix orientation in case of several wires
 189       if(nbWires > 1) {
 190         TopoDS_Face aFixedFace = TopoDS::Face(Context->Apply(aFace));
 191         Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFixedFace);
 192         if(sff->FixOrientation())
 193           Context->Replace(aFixedFace,sff->Face());
 194       }
 195     }
 196   }
 197 }
 198
 199 //=======================================================================
 200 //function : RotateSphereSpace
 201 //purpose  :
 202 //=======================================================================
 203 TopoDS_Shape BlockFix::RotateSphereSpace (const TopoDS_Shape& S,
 204                                           const Standard_Real Tol,
 205                                           const Standard_Boolean theTrySmallRotation)
 206 {
 207   // Create a modification description
 208   Handle(BlockFix_SphereSpaceModifier) SR = new BlockFix_SphereSpaceModifier;
 209   SR->SetTolerance(Tol);
 210   SR->SetTrySmallRotation(theTrySmallRotation);
 211
 212   TopTools_DataMapOfShapeShape context;
 213   BRepTools_Modifier MD;
 214   TopoDS_Shape result = ShapeCustom::ApplyModifier ( S, SR, context, MD );
 215
 216   Handle(ShapeBuild_ReShape) RS = new ShapeBuild_ReShape;
 217   FixResult(result,RS,Tol);
 218   result = RS->Apply(result);
 219
 220   ShapeFix_Edge sfe;
 221   for (TopExp_Explorer exp (result, TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 222     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(exp.Current());
 223     sfe.FixVertexTolerance (E);
 224   }
 225
 226   ShapeFix::SameParameter(result, Standard_False);
 227   return result;
 228 }
 229
 230 //=======================================================================
 231 //function : RefillProblemFaces
 232 //purpose  :
 233 //=======================================================================
 234 TopoDS_Shape BlockFix::RefillProblemFaces (const TopoDS_Shape& aShape)
 235 {
 236   Standard_Integer NbSamples = 10;
 237
 238 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 239   TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape VFmap;
 240   TopExp::MapShapesAndUniqueAncestors(aShape, TopAbs_VERTEX, TopAbs_FACE, VFmap);
 241 #endif
 242
 243   TopTools_ListOfShape theFaces;
 244
 245   TopExp_Explorer Explo(aShape, TopAbs_FACE);
 246   for (; Explo.More(); Explo.Next())
 247   {
 248     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(Explo.Current());
 249     BRepAdaptor_Surface BAsurf(aFace);
 250     GeomAbs_SurfaceType SurfType = BAsurf.GetType();
 251     if (SurfType >= GeomAbs_BezierSurface)
 252     {
 253       TopExp_Explorer fexp(aFace, TopAbs_EDGE);
 254       for (; fexp.More(); fexp.Next())
 255       {
 256         const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(fexp.Current());
 257         if (BRep_Tool::Degenerated(anEdge))
 258         {
 259           TopoDS_Vertex V1, V2;
 260           TopExp::Vertices(anEdge, V1, V2);
 261           if (V1.IsSame(V2))
 262           {
 263             gp_Pnt aPnt = BRep_Tool::Pnt(V1);
 264             Standard_Real TolV = BRep_Tool::Tolerance(V1);
 265             Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 266             Handle(ShapeAnalysis_Surface) Analyser = new ShapeAnalysis_Surface(aSurf);
 267             if (Analyser->IsDegenerated(aPnt, TolV))
 268             {
 269               theFaces.Append(aFace);
 270               break;
 271             }
 272           }
 273         }
 274       }
 275     }
 276   }
 277
 278   //Now all problem faces are collected in the list "theFaces"
 279   BRepTools_Substitution aSubst;
 280   TopTools_ListIteratorOfListOfShape itl(theFaces);
 281   for (; itl.More(); itl.Next())
 282   {
 283     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(itl.Value());
 284     aFace.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 285
 286     //Compute proper tolerance
 287     Standard_Real MaxTolOfFace = ComputeMaxTolOfFace(aFace);
 288 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 289     Bnd_Box aBndBox;
 290     BRepBndLib::Add(aFace, aBndBox);
 291     Standard_Real Xmin, Ymin, Zmin, Xmax, Ymax, Zmax;
 292     aBndBox.Get(Xmin, Ymin, Zmin, Xmax, Ymax, Zmax);
 293     Standard_Real LinSize = Min(Xmax - Xmin, Min(Ymax - Ymin, Zmax - Zmin));
 294     Standard_Real LinTol = Max(0.001*LinSize, 1.5*MaxTolOfFace);
 295 #endif
 296
 297     BRepAdaptor_Surface BAsurf(aFace, Standard_False);
 298     BRepOffsetAPI_MakeFilling Filler(3, 10);
 299     TopExp_Explorer Explo(aFace, TopAbs_EDGE);
 300     for (; Explo.More(); Explo.Next())
 301     {
 302       const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(Explo.Current());
 303       if (BRep_Tool::Degenerated(anEdge) ||
 304           BRepTools::IsReallyClosed(anEdge, aFace))
 305         continue;
 306
 307       Filler.Add(anEdge, GeomAbs_C0);
 308       //Filler.Add(anEdge, aFace, GeomAbs_G1);
 309     }
 310     Standard_Real Umin, Umax, Vmin, Vmax;
 311     BRepTools::UVBounds(aFace, Umin, Umax, Vmin, Vmax);
 312     Standard_Real DeltaU = (Umax - Umin)/NbSamples,
 313       DeltaV = (Vmax - Vmin)/NbSamples;
 314     for (Standard_Integer i = 1; i < NbSamples; i++)
 315       for (Standard_Integer j = 1; j < NbSamples; j++) {
 316         Filler.Add(Umin + i*DeltaU, Vmin + j*DeltaV, aFace, GeomAbs_G1);
 317       }
 318
 319     Filler.Build();
 320     if (Filler.IsDone())
 321     {
 322       TopoDS_Face aNewFace = TopoDS::Face(Filler.Shape());
 323       aNewFace.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 324       Handle(Geom_Surface) aNewSurf = BRep_Tool::Surface(aNewFace);
 325       GeomAdaptor_Surface GAnewsurf(aNewSurf);
 326       Extrema_ExtPS Projector;
 327       Projector.Initialize(GAnewsurf, GAnewsurf.FirstUParameter(), GAnewsurf.LastUParameter(),
 328                            GAnewsurf.FirstVParameter(), GAnewsurf.LastVParameter(),
 329                            Precision::Confusion(), Precision::Confusion());
 330       Standard_Real MaxSqDist = 0.;
 331       for (Standard_Integer i = 0; i < NbSamples; i++)
 332         for (Standard_Integer j = 0; j < NbSamples; j++)
 333         {
 334           gp_Pnt aPoint = BAsurf.Value(Umin + DeltaU/2 + i*DeltaU,
 335                                        Vmin + DeltaV/2 + j*DeltaV);
 336           Projector.Perform(aPoint);
 337           if (Projector.IsDone())
 338           {
 339             Standard_Real LocalMinSqDist = RealLast();
 340             for (Standard_Integer ind = 1; ind <= Projector.NbExt(); ind++)
 341             {
 342               Standard_Real aSqDist = Projector.SquareDistance(ind);
 343               if (aSqDist < LocalMinSqDist)
 344                 LocalMinSqDist = aSqDist;
 345             }
 346             if (!Precision::IsInfinite(LocalMinSqDist) &&
 347                 LocalMinSqDist > MaxSqDist)
 348               MaxSqDist = LocalMinSqDist;
 349           }
 350         }
 351       Standard_Real MaxDist = Sqrt(MaxSqDist);
 352 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 353       if (MaxDist < LinTol)
 354 #else
 355       if (MaxDist < Max(1.e-4, 1.5*MaxTolOfFace))
 356 #endif
 357       {
 358         TopTools_IndexedMapOfShape Emap;
 359 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 360         TopTools_MapOfShape Vmap;
 361 #endif
 362         TopExp::MapShapes(aFace, TopAbs_EDGE, Emap);
 363         for (Standard_Integer i = 1; i <= Emap.Extent(); i++)
 364         {
 365           TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(Emap(i));
 366           anEdge.Orientation(TopAbs_FORWARD);
 367 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 368           TopoDS_Vertex V1, V2;
 369           TopExp::Vertices(anEdge, V1, V2);
 370           TopTools_ListOfShape ListV1, ListV2;
 371 #endif
 372           TopTools_ListOfShape Ledge;
 373           if (!BRep_Tool::Degenerated(anEdge) &&
 374               !BRepTools::IsReallyClosed(anEdge, aFace))
 375           {
 376             const TopTools_ListOfShape& Ledges = Filler.Generated(anEdge);
 377             if (!Ledges.IsEmpty()) {
 378               TopoDS_Edge NewEdge = TopoDS::Edge(Ledges.First());
 379               Ledge.Append(NewEdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 380             }
 381
 382 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 383             TopoDS_Vertex NewV1 = TopoDS::Vertex(Filler.Generated(V1).First());
 384             ListV1.Append(NewV1.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 385
 386             if (!V1.IsSame(V2)) {
 387               TopoDS_Vertex NewV2 = TopoDS::Vertex(Filler.Generated(V2).First());
 388               ListV2.Append(NewV2.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 389             }
 390 #endif
 391           }
 392           aSubst.Substitute(anEdge, Ledge);
 393 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x07040000
 394           if (!Vmap.Contains(V1) &&
 395               (!ListV1.IsEmpty() || VFmap.FindFromKey(V1).Extent() == 1))
 396           {
 397             aSubst.Substitute(V1, ListV1);
 398             Vmap.Add(V1);
 399           }
 400           if (!Vmap.Contains(V2) &&
 401               (!ListV2.IsEmpty() || VFmap.FindFromKey(V2).Extent() == 1))
 402           {
 403             aSubst.Substitute(V2.Oriented(TopAbs_FORWARD), ListV2);
 404             Vmap.Add(V2);
 405           }
 406 #endif
 407         }
 408         TopTools_ListOfShape Lface;
 409         BRepAdaptor_Surface NewBAsurf(aNewFace);
 410         gp_Pnt MidPnt;
 411         gp_Vec D1U, D1V, Normal, NewNormal;
 412         Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 413         aSurf->D1((Umin+Umax)*0.5, (Vmin+Vmax)*0.5, MidPnt, D1U, D1V);
 414         Normal = D1U ^ D1V;
 415         NewBAsurf.D1((NewBAsurf.FirstUParameter() + NewBAsurf.LastUParameter())*0.5,
 416                      (NewBAsurf.FirstVParameter() + NewBAsurf.LastVParameter())*0.5,
 417                      MidPnt, D1U, D1V);
 418         NewNormal = D1U ^ D1V;
 419         if (Normal * NewNormal < 0.)
 420           aNewFace.Reverse();
 421         Lface.Append(aNewFace);
 422         aSubst.Substitute(aFace, Lface);
 423       }
 424     }
 425   }
 426   aSubst.Build(aShape);
 427
 428   TopoDS_Shape Result = aShape;
 429   if (aSubst.IsCopied(aShape))
 430     Result = aSubst.Copy(aShape).First();
 431
 432   BRepTools::RemoveUnusedPCurves(Result);
 433
 434   return Result;
 435 }
 436
 437 //=======================================================================
 438 //function : FixRanges
 439 //purpose  :
 440 //=======================================================================
 441 TopoDS_Shape BlockFix::FixRanges (const TopoDS_Shape& S,
 442                                   const Standard_Real Tol)
 443 {
 444   // Create a modification description
 445   Handle(BlockFix_PeriodicSurfaceModifier) SR = new BlockFix_PeriodicSurfaceModifier;
 446   SR->SetTolerance(Tol);
 447
 448   TopTools_DataMapOfShapeShape context;
 449   BRepTools_Modifier MD;
 450   TopoDS_Shape result = ShapeCustom::ApplyModifier ( S, SR, context,MD );
 451
 452   Handle(ShapeBuild_ReShape) RS = new ShapeBuild_ReShape;
 453   FixResult(result,RS,Tol);
 454   result = RS->Apply(result);
 455
 456   ShapeFix_Edge sfe;
 457   for(TopExp_Explorer exp(result,TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 458     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(exp.Current());
 459     sfe.FixVertexTolerance (E);
 460   }
 461
 462   ShapeFix::SameParameter(result,Standard_False);
 463
 464   return result;
 465 }