src/GEOMAlgo/BlockFix_UnionEdges.cxx

   1 // Copyright (C) 2005  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   2 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   3 //
   4 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   5 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6 // License as published by the Free Software Foundation; either
   7 // version 2.1 of the License.
   8 //
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  10 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12 // Lesser General Public License for more details.
  13 //
  14 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  16 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  17 //
  18 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  19 //
  20 // File:      BlockFix_UnionEdges.cxx
  21 // Created:   07.12.04 15:27:30
  22 // Author:    Sergey KUUL
  23
  24
  25 #include <BlockFix_UnionEdges.ixx>
  26
  27 #include <Approx_Curve3d.hxx>
  28 #include <BRepAdaptor_HCompCurve.hxx>
  29 #include <BRep_Builder.hxx>
  30 #include <BRep_Tool.hxx>
  31 #include <GC_MakeCircle.hxx>
  32 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  33 #include <Geom_Circle.hxx>
  34 #include <Geom_Curve.hxx>
  35 #include <Geom_Line.hxx>
  36 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  37 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  38 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  39 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  40 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  41 #include <TColgp_SequenceOfPnt.hxx>
  42 #include <TColStd_MapOfInteger.hxx>
  43 #include <TopExp.hxx>
  44 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  45 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  46 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  47 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  51 #include <TopoDS.hxx>
  52 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  53 #include <TopoDS_Face.hxx>
  54 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  55 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  56 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  57 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  58
  59 #include "utilities.h"
  60
  61 //=======================================================================
  62 //function : BlockFix_UnionEdges()
  63 //purpose  : Constructor
  64 //=======================================================================
  65
  66 BlockFix_UnionEdges::BlockFix_UnionEdges (  )
  67 {
  68 }
  69
  70
  71 //=======================================================================
  72 //function : MergeEdges
  73 //purpose  : auxilary
  74 //=======================================================================
  75 static Standard_Boolean MergeEdges(const TopTools_SequenceOfShape& SeqEdges,
  76                                    const TopoDS_Face& aFace,
  77                                    const Standard_Real Tol,
  78                                    TopoDS_Edge& anEdge)
  79 {
  80   // make chain for union
  81   BRep_Builder B;
  82   ShapeAnalysis_Edge sae;
  83   TopoDS_Edge FirstE = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(1));
  84   TopoDS_Edge LastE = FirstE;
  85   TopoDS_Vertex VF = sae.FirstVertex(FirstE);
  86   TopoDS_Vertex VL = sae.LastVertex(LastE);
  87   TopTools_SequenceOfShape aChain;
  88   aChain.Append(FirstE);
  89   TColStd_MapOfInteger IndUsedEdges;
  90   IndUsedEdges.Add(1);
  91   Standard_Integer j;
  92   for(j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
  93     for(Standard_Integer k=2; k<=SeqEdges.Length(); k++) {
  94       if(IndUsedEdges.Contains(k)) continue;
  95       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(k));
  96       TopoDS_Vertex VF2 = sae.FirstVertex(edge);
  97       TopoDS_Vertex VL2 = sae.LastVertex(edge);
  98       if(sae.FirstVertex(edge).IsSame(VL)) {
  99         aChain.Append(edge);
 100         LastE = edge;
 101         VL = sae.LastVertex(LastE);
 102         IndUsedEdges.Add(k);
 103       }
 104       else if(sae.LastVertex(edge).IsSame(VF)) {
 105         aChain.Prepend(edge);
 106         FirstE = edge;
 107         VF = sae.FirstVertex(FirstE);
 108         IndUsedEdges.Add(k);
 109       }
 110     }
 111   }
 112   if(aChain.Length()<SeqEdges.Length()) {
 113     MESSAGE ("can not create correct chain...");
 114     return Standard_False;
 115   }
 116   // union edges in chain
 117   // first step: union lines and circles
 118   TopLoc_Location Loc;
 119   Standard_Real fp1,lp1,fp2,lp2;
 120   for(j=1; j<aChain.Length(); j++) {
 121     TopoDS_Edge edge1 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 122     Handle(Geom_Curve) c3d1 = BRep_Tool::Curve(edge1,Loc,fp1,lp1);
 123     if(c3d1.IsNull()) break;
 124     while(c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 125       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 126         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d1);
 127       c3d1 = tc->BasisCurve();
 128     }
 129     TopoDS_Edge edge2 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j+1));
 130     Handle(Geom_Curve) c3d2 = BRep_Tool::Curve(edge2,Loc,fp2,lp2);
 131     if(c3d2.IsNull()) break;
 132     while(c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 133       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 134         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d2);
 135       c3d2 = tc->BasisCurve();
 136     }
 137     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) ) {
 138       // union lines
 139       Handle(Geom_Line) L1 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d1);
 140       Handle(Geom_Line) L2 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d2);
 141       gp_Dir Dir1 = L1->Position().Direction();
 142       gp_Dir Dir2 = L2->Position().Direction();
 143       if(!Dir1.IsEqual(Dir2,Precision::Angular())) continue;
 144       // can union lines => create new edge
 145       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 146       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 147       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 148       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 149       gp_Vec Vec(PV1,PV2);
 150       Handle(Geom_Line) L = new Geom_Line(gp_Ax1(PV1,Vec));
 151       Standard_Real dist = PV1.Distance(PV2);
 152       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(L,0.0,dist);
 153       TopoDS_Edge E;
 154       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 155       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 156       B.UpdateVertex(V1, 0., E, 0.);
 157       B.UpdateVertex(V2, dist, E, 0.);
 158       ShapeFix_Edge sfe;
 159       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 160       sfe.FixSameParameter(E);
 161       aChain.Remove(j);
 162       aChain.SetValue(j,E);
 163       j--;
 164     }
 165     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) ) {
 166       // union circles
 167       Handle(Geom_Circle) C1 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d1);
 168       Handle(Geom_Circle) C2 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d2);
 169       gp_Pnt P01 = C1->Location();
 170       gp_Pnt P02 = C2->Location();
 171       if(P01.Distance(P02)>Precision::Confusion()) continue;
 172       // can union circles => create new edge
 173       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 174       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 175       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 176       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 177       TopoDS_Vertex VM = sae.LastVertex(edge1);
 178       gp_Pnt PVM = BRep_Tool::Pnt(VM);
 179       GC_MakeCircle MC(PV1,PVM,PV2);
 180       Handle(Geom_Circle) C = MC.Value();
 181       gp_Pnt P0 = C->Location();
 182       gp_Dir D1(gp_Vec(P0,PV1));
 183       gp_Dir D2(gp_Vec(P0,PV2));
 184       Standard_Real fpar = C->XAxis().Direction().Angle(D1);
 185       Standard_Real lpar = C->XAxis().Direction().Angle(D2);
 186       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(C,fpar,lpar);
 187       TopoDS_Edge E;
 188       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 189       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 190       B.UpdateVertex(V1, fpar, E, 0.);
 191       B.UpdateVertex(V2, lpar, E, 0.);
 192       ShapeFix_Edge sfe;
 193       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 194       sfe.FixSameParameter(E);
 195       aChain.Remove(j);
 196       aChain.SetValue(j,E);
 197       j--;
 198     }
 199   }
 200   if(j<aChain.Length()) {
 201     MESSAGE ("null curve3d in edge...");
 202     return Standard_False;
 203   }
 204   if(aChain.Length()>1) {
 205     // second step: union edges with various curves
 206     MESSAGE ("can not make analitical union => make approximation");
 207     TopoDS_Wire W;
 208     B.MakeWire(W);
 209     for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 210       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 211       B.Add(W,edge);
 212     }
 213     Handle(BRepAdaptor_HCompCurve) Adapt = new BRepAdaptor_HCompCurve(W);
 214     Approx_Curve3d Conv(Adapt,Tol,GeomAbs_C1,9,1000);
 215     Handle(Geom_BSplineCurve) bc = Conv.Curve();
 216     TopoDS_Edge E;
 217     B.MakeEdge (E,bc,Precision::Confusion());
 218     B.Add (E,VF);
 219     B.Add (E,VL);
 220     aChain.SetValue(1,E);
 221   }
 222
 223   anEdge = TopoDS::Edge(aChain.Value(1));
 224   return Standard_True;
 225 }
 226
 227
 228 //=======================================================================
 229 //function : Perform
 230 //purpose  :
 231 //=======================================================================
 232
 233 TopoDS_Shape BlockFix_UnionEdges::Perform(const TopoDS_Shape& Shape,
 234                                           const Standard_Real Tol)
 235 {
 236   myContext = new ShapeBuild_ReShape;
 237   myTolerance = Tol;
 238   TopoDS_Shape aResult = myContext->Apply(Shape);
 239
 240   // processing each solid
 241   TopExp_Explorer exps;
 242   for(exps.Init(Shape, TopAbs_SOLID); exps.More(); exps.Next()) {
 243     TopoDS_Solid aSolid = TopoDS::Solid(exps.Current());
 244
 245     TopTools_IndexedMapOfShape ChangedFaces;
 246
 247     // creating map of edge faces
 248     TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapEdgeFaces;
 249     TopExp::MapShapesAndAncestors(aSolid, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, aMapEdgeFaces);
 250
 251     Handle(ShapeBuild_ReShape) aContext = new ShapeBuild_ReShape;
 252     TopoDS_Shape aRes = aSolid;
 253     aRes = aContext->Apply(aSolid);
 254
 255     // processing each face
 256     TopExp_Explorer exp;
 257     for(exp.Init(aRes, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 258       TopoDS_Face aFace =
 259         TopoDS::Face(aContext->Apply(exp.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 260       TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapFacesEdges;
 261
 262       for(TopExp_Explorer expe(aFace,TopAbs_EDGE); expe.More(); expe.Next()) {
 263         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(expe.Current());
 264         if(!aMapEdgeFaces.Contains(edge)) continue;
 265         const TopTools_ListOfShape& aList = aMapEdgeFaces.FindFromKey(edge);
 266         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(aList);
 267         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 268           TopoDS_Face face = TopoDS::Face(anIter.Value());
 269           TopoDS_Face face1 = TopoDS::Face(aContext->Apply(anIter.Value()));
 270           if(face1.IsSame(aFace)) continue;
 271           if(aMapFacesEdges.Contains(face)) {
 272             aMapFacesEdges.ChangeFromKey(face).Append(edge);
 273           }
 274           else {
 275             TopTools_ListOfShape ListEdges;
 276             ListEdges.Append(edge);
 277             aMapFacesEdges.Add(face,ListEdges);
 278           }
 279         }
 280       }
 281
 282       for(Standard_Integer i=1; i<=aMapFacesEdges.Extent(); i++) {
 283         const TopTools_ListOfShape& ListEdges = aMapFacesEdges.FindFromIndex(i);
 284         TopTools_SequenceOfShape SeqEdges;
 285         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(ListEdges);
 286         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 287           SeqEdges.Append(anIter.Value());
 288         }
 289         if(SeqEdges.Length()==1) continue;
 290         TopoDS_Edge E;
 291         if( MergeEdges(SeqEdges,aFace,Tol,E) ) {
 292           // now we have only one edge - aChain.Value(1)
 293           // we have to replace old ListEdges with this new edge
 294           aContext->Replace(SeqEdges(1),E);
 295           for(Standard_Integer j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
 296             aContext->Remove(SeqEdges(j));
 297           }
 298           TopoDS_Face tmpF = TopoDS::Face(exp.Current());
 299           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 300             ChangedFaces.Add(tmpF);
 301           tmpF = TopoDS::Face(aMapFacesEdges.FindKey(i));
 302           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 303             ChangedFaces.Add(tmpF);
 304         }
 305       }
 306
 307     } // end processing each face
 308
 309     // fix changed faces and replace them in the local context
 310     for(Standard_Integer i=1; i<=ChangedFaces.Extent(); i++) {
 311       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aContext->Apply(ChangedFaces.FindKey(i)));
 312       Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFace);
 313       sff->SetContext(myContext);
 314       sff->SetPrecision(myTolerance);
 315       sff->SetMinTolerance(myTolerance);
 316       sff->SetMaxTolerance(Max(1.,myTolerance*1000.));
 317       sff->Perform();
 318       aContext->Replace(aFace,sff->Face());
 319     }
 320
 321     if(ChangedFaces.Extent()>0) {
 322       // fix changed shell and replace it in the local context
 323       TopoDS_Shape aRes1 = aContext->Apply(aRes);
 324       TopExp_Explorer expsh;
 325       for(expsh.Init(aRes1, TopAbs_SHELL); expsh.More(); expsh.Next()) {
 326         TopoDS_Shell aShell = TopoDS::Shell(expsh.Current());
 327         Handle(ShapeFix_Shell) sfsh = new ShapeFix_Shell;
 328         sfsh->FixFaceOrientation(aShell);
 329         aContext->Replace(aShell,sfsh->Shell());
 330       }
 331       TopoDS_Shape aRes2 = aContext->Apply(aRes1);
 332       // put new solid into global context
 333       myContext->Replace(aSolid,aRes2);
 334     }
 335
 336   } // end processing each solid
 337
 338   aResult = myContext->Apply(Shape);
 339   return aResult;
 340 }