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
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  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
  60 //=======================================================================
  61 //function : BlockFix_UnionEdges()
  62 //purpose  : Constructor
  63 //=======================================================================
  64
  65 BlockFix_UnionEdges::BlockFix_UnionEdges (  )
  66 {
  67 }
  68
  69
  70 //=======================================================================
  71 //function : MergeEdges
  72 //purpose  : auxilary
  73 //=======================================================================
  74 static Standard_Boolean MergeEdges(const TopTools_SequenceOfShape& SeqEdges,
  75                                    const TopoDS_Face& aFace,
  76                                    const Standard_Real Tol,
  77                                    TopoDS_Edge& anEdge)
  78 {
  79   // make chain for union
  80   BRep_Builder B;
  81   ShapeAnalysis_Edge sae;
  82   TopoDS_Edge FirstE = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(1));
  83   TopoDS_Edge LastE = FirstE;
  84   TopoDS_Vertex VF = sae.FirstVertex(FirstE);
  85   TopoDS_Vertex VL = sae.LastVertex(LastE);
  86   TopTools_SequenceOfShape aChain;
  87   aChain.Append(FirstE);
  88   TColStd_MapOfInteger IndUsedEdges;
  89   IndUsedEdges.Add(1);
  90   Standard_Integer j;
  91   for(j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
  92     for(Standard_Integer k=2; k<=SeqEdges.Length(); k++) {
  93       if(IndUsedEdges.Contains(k)) continue;
  94       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(k));
  95       TopoDS_Vertex VF2 = sae.FirstVertex(edge);
  96       TopoDS_Vertex VL2 = sae.LastVertex(edge);
  97       if(sae.FirstVertex(edge).IsSame(VL)) {
  98         aChain.Append(edge);
  99         LastE = edge;
 100         VL = sae.LastVertex(LastE);
 101         IndUsedEdges.Add(k);
 102       }
 103       else if(sae.LastVertex(edge).IsSame(VF)) {
 104         aChain.Prepend(edge);
 105         FirstE = edge;
 106         VF = sae.FirstVertex(FirstE);
 107         IndUsedEdges.Add(k);
 108       }
 109     }
 110   }
 111   if(aChain.Length()<SeqEdges.Length()) {
 112     cout<<"can not create correct chain..."<<endl;
 113     return Standard_False;
 114   }
 115   // union edges in chain
 116   // first step: union lines and circles
 117   TopLoc_Location Loc;
 118   Standard_Real fp1,lp1,fp2,lp2;
 119   for(j=1; j<aChain.Length(); j++) {
 120     TopoDS_Edge edge1 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 121     Handle(Geom_Curve) c3d1 = BRep_Tool::Curve(edge1,Loc,fp1,lp1);
 122     if(c3d1.IsNull()) break;
 123     while(c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 124       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 125         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d1);
 126       c3d1 = tc->BasisCurve();
 127     }
 128     TopoDS_Edge edge2 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j+1));
 129     Handle(Geom_Curve) c3d2 = BRep_Tool::Curve(edge2,Loc,fp2,lp2);
 130     if(c3d2.IsNull()) break;
 131     while(c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 132       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 133         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d2);
 134       c3d2 = tc->BasisCurve();
 135     }
 136     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) ) {
 137       // union lines
 138       Handle(Geom_Line) L1 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d1);
 139       Handle(Geom_Line) L2 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d2);
 140       gp_Dir Dir1 = L1->Position().Direction();
 141       gp_Dir Dir2 = L2->Position().Direction();
 142       if(!Dir1.IsEqual(Dir2,Precision::Angular())) continue;
 143       // can union lines => create new edge
 144       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 145       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 146       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 147       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 148       gp_Vec Vec(PV1,PV2);
 149       Handle(Geom_Line) L = new Geom_Line(gp_Ax1(PV1,Vec));
 150       Standard_Real dist = PV1.Distance(PV2);
 151       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(L,0.0,dist);
 152       TopoDS_Edge E;
 153       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 154       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 155       B.UpdateVertex(V1, 0., E, 0.);
 156       B.UpdateVertex(V2, dist, E, 0.);
 157       ShapeFix_Edge sfe;
 158       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 159       sfe.FixSameParameter(E);
 160       aChain.Remove(j);
 161       aChain.SetValue(j,E);
 162       j--;
 163     }
 164     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) ) {
 165       // union circles
 166       Handle(Geom_Circle) C1 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d1);
 167       Handle(Geom_Circle) C2 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d2);
 168       gp_Pnt P01 = C1->Location();
 169       gp_Pnt P02 = C2->Location();
 170       if(P01.Distance(P02)>Precision::Confusion()) continue;
 171       // can union circles => create new edge
 172       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 173       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 174       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 175       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 176       TopoDS_Vertex VM = sae.LastVertex(edge1);
 177       gp_Pnt PVM = BRep_Tool::Pnt(VM);
 178       GC_MakeCircle MC(PV1,PVM,PV2);
 179       Handle(Geom_Circle) C = MC.Value();
 180       gp_Pnt P0 = C->Location();
 181       gp_Dir D1(gp_Vec(P0,PV1));
 182       gp_Dir D2(gp_Vec(P0,PV2));
 183       Standard_Real fpar = C->XAxis().Direction().Angle(D1);
 184       Standard_Real lpar = C->XAxis().Direction().Angle(D2);
 185       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(C,fpar,lpar);
 186       TopoDS_Edge E;
 187       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 188       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 189       B.UpdateVertex(V1, fpar, E, 0.);
 190       B.UpdateVertex(V2, lpar, E, 0.);
 191       ShapeFix_Edge sfe;
 192       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 193       sfe.FixSameParameter(E);
 194       aChain.Remove(j);
 195       aChain.SetValue(j,E);
 196       j--;
 197     }
 198   }
 199   if(j<aChain.Length()) {
 200     cout<<"null curve3d in edge..."<<endl;
 201     return Standard_False;
 202   }
 203   if(aChain.Length()>1) {
 204     // second step: union edges with various curves
 205     cout<<"can not make analitical union => make approximation"<<endl;
 206     TopoDS_Wire W;
 207     B.MakeWire(W);
 208     for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 209       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 210       B.Add(W,edge);
 211     }
 212     Handle(BRepAdaptor_HCompCurve) Adapt = new BRepAdaptor_HCompCurve(W);
 213     Approx_Curve3d Conv(Adapt,Tol,GeomAbs_C1,9,1000);
 214     Handle(Geom_BSplineCurve) bc = Conv.Curve();
 215     TopoDS_Edge E;
 216     B.MakeEdge (E,bc,Precision::Confusion());
 217     B.Add (E,VF);
 218     B.Add (E,VL);
 219     aChain.SetValue(1,E);
 220   }
 221
 222   anEdge = TopoDS::Edge(aChain.Value(1));
 223   return Standard_True;
 224 }
 225
 226
 227 //=======================================================================
 228 //function : Perform
 229 //purpose  :
 230 //=======================================================================
 231
 232 TopoDS_Shape BlockFix_UnionEdges::Perform(const TopoDS_Shape& Shape,
 233                                           const Standard_Real Tol)
 234 {
 235   myContext = new ShapeBuild_ReShape;
 236   myTolerance = Tol;
 237   TopoDS_Shape aResult = myContext->Apply(Shape);
 238
 239   // processing each solid
 240   TopExp_Explorer exps;
 241   for(exps.Init(Shape, TopAbs_SOLID); exps.More(); exps.Next()) {
 242     TopoDS_Solid aSolid = TopoDS::Solid(exps.Current());
 243
 244     TopTools_IndexedMapOfShape ChangedFaces;
 245
 246     // creating map of edge faces
 247     TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapEdgeFaces;
 248     TopExp::MapShapesAndAncestors(aSolid, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, aMapEdgeFaces);
 249
 250     Handle(ShapeBuild_ReShape) aContext = new ShapeBuild_ReShape;
 251     TopoDS_Shape aRes = aSolid;
 252     aRes = aContext->Apply(aSolid);
 253
 254     // processing each face
 255     TopExp_Explorer exp;
 256     for(exp.Init(aRes, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 257       TopoDS_Face aFace =
 258         TopoDS::Face(aContext->Apply(exp.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 259       TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapFacesEdges;
 260
 261       for(TopExp_Explorer expe(aFace,TopAbs_EDGE); expe.More(); expe.Next()) {
 262         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(expe.Current());
 263         if(!aMapEdgeFaces.Contains(edge)) continue;
 264         const TopTools_ListOfShape& aList = aMapEdgeFaces.FindFromKey(edge);
 265         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(aList);
 266         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 267           TopoDS_Face face = TopoDS::Face(anIter.Value());
 268           TopoDS_Face face1 = TopoDS::Face(aContext->Apply(anIter.Value()));
 269           if(face1.IsSame(aFace)) continue;
 270           if(aMapFacesEdges.Contains(face)) {
 271             aMapFacesEdges.ChangeFromKey(face).Append(edge);
 272           }
 273           else {
 274             TopTools_ListOfShape ListEdges;
 275             ListEdges.Append(edge);
 276             aMapFacesEdges.Add(face,ListEdges);
 277           }
 278         }
 279       }
 280
 281       for(Standard_Integer i=1; i<=aMapFacesEdges.Extent(); i++) {
 282         const TopTools_ListOfShape& ListEdges = aMapFacesEdges.FindFromIndex(i);
 283         TopTools_SequenceOfShape SeqEdges;
 284         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(ListEdges);
 285         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 286           SeqEdges.Append(anIter.Value());
 287         }
 288         if(SeqEdges.Length()==1) continue;
 289         TopoDS_Edge E;
 290         if( MergeEdges(SeqEdges,aFace,Tol,E) ) {
 291           // now we have only one edge - aChain.Value(1)
 292           // we have to replace old ListEdges with this new edge
 293           aContext->Replace(SeqEdges(1),E);
 294           for(Standard_Integer j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
 295             aContext->Remove(SeqEdges(j));
 296           }
 297           TopoDS_Face tmpF = TopoDS::Face(exp.Current());
 298           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 299             ChangedFaces.Add(tmpF);
 300           tmpF = TopoDS::Face(aMapFacesEdges.FindKey(i));
 301           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 302             ChangedFaces.Add(tmpF);
 303         }
 304       }
 305
 306     } // end processing each face
 307
 308     // fix changed faces and replace them in the local context
 309     for(Standard_Integer i=1; i<=ChangedFaces.Extent(); i++) {
 310       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aContext->Apply(ChangedFaces.FindKey(i)));
 311       Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFace);
 312       sff->SetContext(myContext);
 313       sff->SetPrecision(myTolerance);
 314       sff->SetMinTolerance(myTolerance);
 315       sff->SetMaxTolerance(Max(1.,myTolerance*1000.));
 316       sff->Perform();
 317       aContext->Replace(aFace,sff->Face());
 318     }
 319
 320     if(ChangedFaces.Extent()>0) {
 321       // fix changed shell and replace it in the local context
 322       TopoDS_Shape aRes1 = aContext->Apply(aRes);
 323       TopExp_Explorer expsh;
 324       for(expsh.Init(aRes1, TopAbs_SHELL); expsh.More(); expsh.Next()) {
 325         TopoDS_Shell aShell = TopoDS::Shell(expsh.Current());
 326         Handle(ShapeFix_Shell) sfsh = new ShapeFix_Shell;
 327         sfsh->FixFaceOrientation(aShell);
 328         aContext->Replace(aShell,sfsh->Shell());
 329       }
 330       TopoDS_Shape aRes2 = aContext->Apply(aRes1);
 331       // put new solid into global context
 332       myContext->Replace(aSolid,aRes2);
 333     }
 334
 335   } // end processing each solid
 336
 337   aResult = myContext->Apply(Shape);
 338   return aResult;
 339 }