src/GEOMAlgo/BlockFix_UnionEdges.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  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.
  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 // File:      BlockFix_UnionEdges.cxx
  23 // Created:   07.12.04 15:27:30
  24 // Author:    Sergey KUUL
  25
  26 #include <BlockFix_UnionEdges.ixx>
  27
  28 #include <Approx_Curve3d.hxx>
  29 #include <BRepAdaptor_HCompCurve.hxx>
  30 #include <BRep_Builder.hxx>
  31 #include <BRep_Tool.hxx>
  32 #include <GC_MakeCircle.hxx>
  33 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  34 #include <Geom_Circle.hxx>
  35 #include <Geom_Curve.hxx>
  36 #include <Geom_Line.hxx>
  37 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  38 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  39 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  40 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  41 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  42 #include <TColgp_SequenceOfPnt.hxx>
  43 #include <TColStd_MapOfInteger.hxx>
  44 #include <TopExp.hxx>
  45 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  46 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  47 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  51 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  52 #include <TopoDS.hxx>
  53 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  54 #include <TopoDS_Face.hxx>
  55 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  56 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  57 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  58 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  59
  60 #include "utilities.h"
  61
  62 //=======================================================================
  63 //function : BlockFix_UnionEdges()
  64 //purpose  : Constructor
  65 //=======================================================================
  66
  67 BlockFix_UnionEdges::BlockFix_UnionEdges (  )
  68 {
  69 }
  70
  71
  72 //=======================================================================
  73 //function : MergeEdges
  74 //purpose  : auxilary
  75 //=======================================================================
  76 static Standard_Boolean MergeEdges(const TopTools_SequenceOfShape& SeqEdges,
  77                                    const TopoDS_Face& aFace,
  78                                    const Standard_Real Tol,
  79                                    TopoDS_Edge& anEdge)
  80 {
  81   // make chain for union
  82   BRep_Builder B;
  83   ShapeAnalysis_Edge sae;
  84   TopoDS_Edge FirstE = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(1));
  85   TopoDS_Edge LastE = FirstE;
  86   TopoDS_Vertex VF = sae.FirstVertex(FirstE);
  87   TopoDS_Vertex VL = sae.LastVertex(LastE);
  88   TopTools_SequenceOfShape aChain;
  89   aChain.Append(FirstE);
  90   TColStd_MapOfInteger IndUsedEdges;
  91   IndUsedEdges.Add(1);
  92   Standard_Integer j;
  93   for(j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
  94     for(Standard_Integer k=2; k<=SeqEdges.Length(); k++) {
  95       if(IndUsedEdges.Contains(k)) continue;
  96       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(k));
  97       TopoDS_Vertex VF2 = sae.FirstVertex(edge);
  98       TopoDS_Vertex VL2 = sae.LastVertex(edge);
  99       if(sae.FirstVertex(edge).IsSame(VL)) {
 100         aChain.Append(edge);
 101         LastE = edge;
 102         VL = sae.LastVertex(LastE);
 103         IndUsedEdges.Add(k);
 104       }
 105       else if(sae.LastVertex(edge).IsSame(VF)) {
 106         aChain.Prepend(edge);
 107         FirstE = edge;
 108         VF = sae.FirstVertex(FirstE);
 109         IndUsedEdges.Add(k);
 110       }
 111     }
 112   }
 113   if(aChain.Length()<SeqEdges.Length()) {
 114     MESSAGE ("can not create correct chain...");
 115     return Standard_False;
 116   }
 117   // union edges in chain
 118   // first step: union lines and circles
 119   TopLoc_Location Loc;
 120   Standard_Real fp1,lp1,fp2,lp2;
 121   for(j=1; j<aChain.Length(); j++) {
 122     TopoDS_Edge edge1 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 123     Handle(Geom_Curve) c3d1 = BRep_Tool::Curve(edge1,Loc,fp1,lp1);
 124     if(c3d1.IsNull()) break;
 125     while(c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 126       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 127         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d1);
 128       c3d1 = tc->BasisCurve();
 129     }
 130     TopoDS_Edge edge2 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j+1));
 131     Handle(Geom_Curve) c3d2 = BRep_Tool::Curve(edge2,Loc,fp2,lp2);
 132     if(c3d2.IsNull()) break;
 133     while(c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 134       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 135         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d2);
 136       c3d2 = tc->BasisCurve();
 137     }
 138     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) ) {
 139       // union lines
 140       Handle(Geom_Line) L1 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d1);
 141       Handle(Geom_Line) L2 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d2);
 142       gp_Dir Dir1 = L1->Position().Direction();
 143       gp_Dir Dir2 = L2->Position().Direction();
 144       if(!Dir1.IsEqual(Dir2,Precision::Angular())) continue;
 145       // can union lines => create new edge
 146       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 147       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 148       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 149       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 150       gp_Vec Vec(PV1,PV2);
 151       Handle(Geom_Line) L = new Geom_Line(gp_Ax1(PV1,Vec));
 152       Standard_Real dist = PV1.Distance(PV2);
 153       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(L,0.0,dist);
 154       TopoDS_Edge E;
 155       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 156       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 157       B.UpdateVertex(V1, 0., E, 0.);
 158       B.UpdateVertex(V2, dist, E, 0.);
 159       ShapeFix_Edge sfe;
 160       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 161       sfe.FixSameParameter(E);
 162       aChain.Remove(j);
 163       aChain.SetValue(j,E);
 164       j--;
 165     }
 166     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) ) {
 167       // union circles
 168       Handle(Geom_Circle) C1 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d1);
 169       Handle(Geom_Circle) C2 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d2);
 170       gp_Pnt P01 = C1->Location();
 171       gp_Pnt P02 = C2->Location();
 172       if (P01.Distance(P02) > Precision::Confusion()) continue;
 173       // can union circles => create new edge
 174       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 175       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 176       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 177       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 178       TopoDS_Vertex VM = sae.LastVertex(edge1);
 179       gp_Pnt PVM = BRep_Tool::Pnt(VM);
 180       GC_MakeCircle MC (PV1,PVM,PV2);
 181       Handle(Geom_Circle) C = MC.Value();
 182       TopoDS_Edge E;
 183       if (!MC.IsDone() || C.IsNull()) {
 184         // jfa for Mantis issue 0020228
 185         if (PV1.Distance(PV2) > Precision::Confusion()) continue;
 186         // closed chain
 187         C = C1;
 188         B.MakeEdge (E,C,Precision::Confusion());
 189         B.Add(E,V1);
 190         B.Add(E,V2);
 191       }
 192       else {
 193         gp_Pnt P0 = C->Location();
 194         gp_Dir D1(gp_Vec(P0,PV1));
 195         gp_Dir D2(gp_Vec(P0,PV2));
 196         Standard_Real fpar = C->XAxis().Direction().Angle(D1);
 197         if(fabs(fpar)>Precision::Confusion()) {
 198           // check orientation
 199           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D1);
 200           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 201             fpar = -fpar;
 202           }
 203         }
 204         Standard_Real lpar = C->XAxis().Direction().Angle(D2);
 205         if(fabs(lpar)>Precision::Confusion()) {
 206           // check orientation
 207           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D2);
 208           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 209             lpar = -lpar;
 210           }
 211         }
 212         if(lpar<fpar) lpar += 2*PI;
 213         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(C,fpar,lpar);
 214         B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 215         B.Add(E,V1);
 216         B.Add(E,V2);
 217         B.UpdateVertex(V1, fpar, E, 0.);
 218         B.UpdateVertex(V2, lpar, E, 0.);
 219       }
 220       ShapeFix_Edge sfe;
 221       sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 222       sfe.FixSameParameter(E);
 223       aChain.Remove(j);
 224       aChain.SetValue(j,E);
 225       j--;
 226     }
 227   }
 228   if (j < aChain.Length()) {
 229     MESSAGE ("null curve3d in edge...");
 230     return Standard_False;
 231   }
 232   if (aChain.Length() > 1) {
 233     // second step: union edges with various curves
 234     // skl for bug 0020052 from Mantis: perform such unions
 235     // only if curves are bspline or bezier
 236     bool NeedUnion = true;
 237     for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 238       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 239       Handle(Geom_Curve) c3d = BRep_Tool::Curve(edge,Loc,fp1,lp1);
 240       if(c3d.IsNull()) continue;
 241       while(c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 242         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 243           Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d);
 244         c3d = tc->BasisCurve();
 245       }
 246       if( ( c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BSplineCurve)) ||
 247             c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BezierCurve)) ) ) continue;
 248       NeedUnion = false;
 249       break;
 250     }
 251     if(NeedUnion) {
 252       MESSAGE ("can not make analitical union => make approximation");
 253       TopoDS_Wire W;
 254       B.MakeWire(W);
 255       for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 256         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 257         B.Add(W,edge);
 258       }
 259       Handle(BRepAdaptor_HCompCurve) Adapt = new BRepAdaptor_HCompCurve(W);
 260       Approx_Curve3d Conv(Adapt,Tol,GeomAbs_C1,9,1000);
 261       Handle(Geom_BSplineCurve) bc = Conv.Curve();
 262       TopoDS_Edge E;
 263       B.MakeEdge (E,bc,Precision::Confusion());
 264       B.Add (E,VF);
 265       B.Add (E,VL);
 266       aChain.SetValue(1,E);
 267     }
 268     else {
 269       MESSAGE ("can not make approximation for such types of curves");
 270       return Standard_False;
 271     }
 272   }
 273
 274   anEdge = TopoDS::Edge(aChain.Value(1));
 275   return Standard_True;
 276 }
 277
 278
 279 //=======================================================================
 280 //function : Perform
 281 //purpose  :
 282 //=======================================================================
 283
 284 TopoDS_Shape BlockFix_UnionEdges::Perform(const TopoDS_Shape& Shape,
 285                                           const Standard_Real Tol)
 286 {
 287   myContext = new ShapeBuild_ReShape;
 288   myTolerance = Tol;
 289   TopoDS_Shape aResult = myContext->Apply(Shape);
 290
 291   // processing each solid
 292   TopExp_Explorer exps;
 293   for(exps.Init(Shape, TopAbs_SOLID); exps.More(); exps.Next()) {
 294     TopoDS_Solid aSolid = TopoDS::Solid(exps.Current());
 295
 296     TopTools_IndexedMapOfShape ChangedFaces;
 297
 298     // creating map of edge faces
 299     TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapEdgeFaces;
 300     TopExp::MapShapesAndAncestors(aSolid, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, aMapEdgeFaces);
 301
 302     Handle(ShapeBuild_ReShape) aContext = new ShapeBuild_ReShape;
 303     TopoDS_Shape aRes = aSolid;
 304     aRes = aContext->Apply(aSolid);
 305
 306     // processing each face
 307     TopExp_Explorer exp;
 308     for(exp.Init(aRes, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 309       TopoDS_Face aFace =
 310         TopoDS::Face(aContext->Apply(exp.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 311       TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapFacesEdges;
 312
 313       for(TopExp_Explorer expe(aFace,TopAbs_EDGE); expe.More(); expe.Next()) {
 314         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(expe.Current());
 315         if(!aMapEdgeFaces.Contains(edge)) continue;
 316         const TopTools_ListOfShape& aList = aMapEdgeFaces.FindFromKey(edge);
 317         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(aList);
 318         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 319           TopoDS_Face face = TopoDS::Face(anIter.Value());
 320           TopoDS_Face face1 = TopoDS::Face(aContext->Apply(anIter.Value()));
 321           if(face1.IsSame(aFace)) continue;
 322           if(aMapFacesEdges.Contains(face)) {
 323             aMapFacesEdges.ChangeFromKey(face).Append(edge);
 324           }
 325           else {
 326             TopTools_ListOfShape ListEdges;
 327             ListEdges.Append(edge);
 328             aMapFacesEdges.Add(face,ListEdges);
 329           }
 330         }
 331       }
 332
 333       for(Standard_Integer i=1; i<=aMapFacesEdges.Extent(); i++) {
 334         const TopTools_ListOfShape& ListEdges = aMapFacesEdges.FindFromIndex(i);
 335         TopTools_SequenceOfShape SeqEdges;
 336         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(ListEdges);
 337         for( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 338           SeqEdges.Append(anIter.Value());
 339         }
 340         if(SeqEdges.Length()==1) continue;
 341         TopoDS_Edge E;
 342         if( MergeEdges(SeqEdges,aFace,Tol,E) ) {
 343           // now we have only one edge - aChain.Value(1)
 344           // we have to replace old ListEdges with this new edge
 345           aContext->Replace(SeqEdges(1),E);
 346           for(Standard_Integer j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
 347             aContext->Remove(SeqEdges(j));
 348           }
 349           TopoDS_Face tmpF = TopoDS::Face(exp.Current());
 350           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 351             ChangedFaces.Add(tmpF);
 352           tmpF = TopoDS::Face(aMapFacesEdges.FindKey(i));
 353           if( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 354             ChangedFaces.Add(tmpF);
 355         }
 356       }
 357
 358     } // end processing each face
 359
 360     // fix changed faces and replace them in the local context
 361     for(Standard_Integer i=1; i<=ChangedFaces.Extent(); i++) {
 362       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aContext->Apply(ChangedFaces.FindKey(i)));
 363       Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFace);
 364       sff->SetContext(myContext);
 365       sff->SetPrecision(myTolerance);
 366       sff->SetMinTolerance(myTolerance);
 367       sff->SetMaxTolerance(Max(1.,myTolerance*1000.));
 368       sff->Perform();
 369       aContext->Replace(aFace,sff->Face());
 370     }
 371
 372     if(ChangedFaces.Extent()>0) {
 373       // fix changed shell and replace it in the local context
 374       TopoDS_Shape aRes1 = aContext->Apply(aRes);
 375       TopExp_Explorer expsh;
 376       for(expsh.Init(aRes1, TopAbs_SHELL); expsh.More(); expsh.Next()) {
 377         TopoDS_Shell aShell = TopoDS::Shell(expsh.Current());
 378         Handle(ShapeFix_Shell) sfsh = new ShapeFix_Shell;
 379         sfsh->FixFaceOrientation(aShell);
 380         aContext->Replace(aShell,sfsh->Shell());
 381       }
 382       TopoDS_Shape aRes2 = aContext->Apply(aRes1);
 383       // put new solid into global context
 384       myContext->Replace(aSolid,aRes2);
 385     }
 386
 387   } // end processing each solid
 388
 389   aResult = myContext->Apply(Shape);
 390   return aResult;
 391 }