src/GEOMAlgo_NEW/BlockFix_UnionEdges.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2011  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
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   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())) {
 145       //if(!Dir1.IsParallel(Dir2,Precision::Angular())) {
 146       if(!Dir1.IsParallel(Dir2,Tol)) {
 147         continue;
 148       }
 149       // can union lines => create new edge
 150       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 151       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 152       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 153       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 154       gp_Vec Vec(PV1,PV2);
 155       Handle(Geom_Line) L = new Geom_Line(gp_Ax1(PV1,Vec));
 156       Standard_Real dist = PV1.Distance(PV2);
 157       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(L,0.0,dist);
 158       TopoDS_Edge E;
 159       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 160       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 161       B.UpdateVertex(V1, 0., E, 0.);
 162       B.UpdateVertex(V2, dist, E, 0.);
 163       //ShapeFix_Edge sfe;
 164       //sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 165       //sfe.FixSameParameter(E);
 166       aChain.Remove(j);
 167       aChain.SetValue(j,E);
 168       j--;
 169     }
 170     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) ) {
 171       // union circles
 172       Handle(Geom_Circle) C1 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d1);
 173       Handle(Geom_Circle) C2 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d2);
 174       gp_Pnt P01 = C1->Location();
 175       gp_Pnt P02 = C2->Location();
 176       if (P01.Distance(P02) > Precision::Confusion()) continue;
 177       // can union circles => create new edge
 178       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 179       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 180       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 181       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 182       TopoDS_Vertex VM = sae.LastVertex(edge1);
 183       gp_Pnt PVM = BRep_Tool::Pnt(VM);
 184       GC_MakeCircle MC (PV1,PVM,PV2);
 185       Handle(Geom_Circle) C = MC.Value();
 186       TopoDS_Edge E;
 187       if (!MC.IsDone() || C.IsNull()) {
 188         // jfa for Mantis issue 0020228
 189         if (PV1.Distance(PV2) > Precision::Confusion()) continue;
 190         // closed chain
 191         C = C1;
 192         B.MakeEdge (E,C,Precision::Confusion());
 193         B.Add(E,V1);
 194         B.Add(E,V2);
 195       }
 196       else {
 197         gp_Pnt P0 = C->Location();
 198         gp_Dir D1(gp_Vec(P0,PV1));
 199         gp_Dir D2(gp_Vec(P0,PV2));
 200         Standard_Real fpar = C->XAxis().Direction().Angle(D1);
 201         if(fabs(fpar)>Precision::Confusion()) {
 202           // check orientation
 203           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D1);
 204           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 205             fpar = -fpar;
 206           }
 207         }
 208         Standard_Real lpar = C->XAxis().Direction().Angle(D2);
 209         if(fabs(lpar)>Precision::Confusion()) {
 210           // check orientation
 211           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D2);
 212           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 213             lpar = -lpar;
 214           }
 215         }
 216         if (lpar < fpar) lpar += 2*M_PI;
 217         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(C,fpar,lpar);
 218         B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 219         B.Add(E,V1);
 220         B.Add(E,V2);
 221         B.UpdateVertex(V1, fpar, E, 0.);
 222         B.UpdateVertex(V2, lpar, E, 0.);
 223       }
 224       aChain.Remove(j);
 225       aChain.SetValue(j,E);
 226       j--;
 227     }
 228   }
 229   if (j < aChain.Length()) {
 230     MESSAGE ("null curve3d in edge...");
 231     return Standard_False;
 232   }
 233   if (aChain.Length() > 1) {
 234     // second step: union edges with various curves
 235     // skl for bug 0020052 from Mantis: perform such unions
 236     // only if curves are bspline or bezier
 237     bool NeedUnion = true;
 238     for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 239       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 240       Handle(Geom_Curve) c3d = BRep_Tool::Curve(edge,Loc,fp1,lp1);
 241       if(c3d.IsNull()) continue;
 242       while(c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 243         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 244           Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d);
 245         c3d = tc->BasisCurve();
 246       }
 247       if( ( c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BSplineCurve)) ||
 248             c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BezierCurve)) ) ) continue;
 249       NeedUnion = false;
 250       break;
 251     }
 252     if(NeedUnion) {
 253       MESSAGE ("can not make analitical union => make approximation");
 254       TopoDS_Wire W;
 255       B.MakeWire(W);
 256       for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 257         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 258         B.Add(W,edge);
 259       }
 260       Handle(BRepAdaptor_HCompCurve) Adapt = new BRepAdaptor_HCompCurve(W);
 261       Approx_Curve3d Conv(Adapt,Tol,GeomAbs_C1,9,1000);
 262       Handle(Geom_BSplineCurve) bc = Conv.Curve();
 263       TopoDS_Edge E;
 264       B.MakeEdge (E,bc,Precision::Confusion());
 265       B.Add (E,VF);
 266       B.Add (E,VL);
 267       aChain.SetValue(1,E);
 268     }
 269     else {
 270       MESSAGE ("can not make approximation for such types of curves");
 271       return Standard_False;
 272     }
 273   }
 274
 275   anEdge = TopoDS::Edge(aChain.Value(1));
 276   return Standard_True;
 277 }
 278
 279
 280 //=======================================================================
 281 //function : Perform
 282 //purpose  :
 283 //=======================================================================
 284
 285 TopoDS_Shape BlockFix_UnionEdges::Perform(const TopoDS_Shape& Shape,
 286                                           const Standard_Real Tol)
 287 {
 288   myContext = new ShapeBuild_ReShape;
 289   myTolerance = Tol;
 290   TopoDS_Shape aResult = myContext->Apply(Shape);
 291
 292   // processing each solid
 293   TopAbs_ShapeEnum aType = TopAbs_SOLID;
 294   TopExp_Explorer exps (Shape, aType);
 295   if (!exps.More()) {
 296     aType = TopAbs_SHELL;
 297     exps.Init(Shape, aType);
 298   }
 299   for (; exps.More(); exps.Next()) {
 300     //TopoDS_Solid aSolid = TopoDS::Solid(exps.Current());
 301     TopoDS_Shape aSolid = exps.Current();
 302
 303     TopTools_IndexedMapOfShape ChangedFaces;
 304
 305     // creating map of edge faces
 306     TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapEdgeFaces;
 307     TopExp::MapShapesAndAncestors(aSolid, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, aMapEdgeFaces);
 308
 309     Handle(ShapeBuild_ReShape) aContext = new ShapeBuild_ReShape;
 310     TopoDS_Shape aRes = aSolid;
 311     aRes = aContext->Apply(aSolid);
 312
 313     // processing each face
 314     TopExp_Explorer exp;
 315     for (exp.Init(aRes, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 316       TopoDS_Face aFace =
 317         TopoDS::Face(aContext->Apply(exp.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 318       TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapFacesEdges;
 319
 320       for (TopExp_Explorer expe(aFace,TopAbs_EDGE); expe.More(); expe.Next()) {
 321         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(expe.Current());
 322         if (!aMapEdgeFaces.Contains(edge)) continue;
 323         const TopTools_ListOfShape& aList = aMapEdgeFaces.FindFromKey(edge);
 324         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(aList);
 325         for ( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 326           TopoDS_Face face = TopoDS::Face(anIter.Value());
 327           TopoDS_Face face1 = TopoDS::Face(aContext->Apply(anIter.Value()));
 328           if (face1.IsSame(aFace)) continue;
 329           if (aMapFacesEdges.Contains(face)) {
 330             aMapFacesEdges.ChangeFromKey(face).Append(edge);
 331           }
 332           else {
 333             TopTools_ListOfShape ListEdges;
 334             ListEdges.Append(edge);
 335             aMapFacesEdges.Add(face,ListEdges);
 336           }
 337         }
 338       }
 339
 340       for (Standard_Integer i=1; i<=aMapFacesEdges.Extent(); i++) {
 341         const TopTools_ListOfShape& ListEdges = aMapFacesEdges.FindFromIndex(i);
 342         TopTools_SequenceOfShape SeqEdges;
 343         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(ListEdges);
 344         for ( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 345           SeqEdges.Append(anIter.Value());
 346         }
 347         if (SeqEdges.Length()==1) continue;
 348         TopoDS_Edge E;
 349         if ( MergeEdges(SeqEdges,aFace,Tol,E) ) {
 350           // now we have only one edge - aChain.Value(1)
 351           // we have to replace old ListEdges with this new edge
 352           aContext->Replace(SeqEdges(1),E);
 353           for (Standard_Integer j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
 354             aContext->Remove(SeqEdges(j));
 355           }
 356           TopoDS_Face tmpF = TopoDS::Face(exp.Current());
 357           if ( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 358             ChangedFaces.Add(tmpF);
 359           tmpF = TopoDS::Face(aMapFacesEdges.FindKey(i));
 360           if ( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 361             ChangedFaces.Add(tmpF);
 362         }
 363       }
 364
 365     } // end processing each face
 366
 367     // fix changed faces and replace them in the local context
 368     for (Standard_Integer i=1; i<=ChangedFaces.Extent(); i++) {
 369       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aContext->Apply(ChangedFaces.FindKey(i)));
 370       Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFace);
 371       sff->SetContext(myContext);
 372       sff->SetPrecision(myTolerance);
 373       sff->SetMinTolerance(myTolerance);
 374       sff->SetMaxTolerance(Max(1.,myTolerance*1000.));
 375       sff->Perform();
 376       aContext->Replace(aFace,sff->Face());
 377     }
 378
 379     if (ChangedFaces.Extent() > 0) {
 380       // fix changed shell and replace it in the local context
 381       TopoDS_Shape aRes1 = aContext->Apply(aRes);
 382       TopExp_Explorer expsh;
 383       for (expsh.Init(aRes1, TopAbs_SHELL); expsh.More(); expsh.Next()) {
 384         TopoDS_Shell aShell = TopoDS::Shell(expsh.Current());
 385         Handle(ShapeFix_Shell) sfsh = new ShapeFix_Shell;
 386         sfsh->FixFaceOrientation(aShell);
 387         aContext->Replace(aShell,sfsh->Shell());
 388       }
 389       TopoDS_Shape aRes2 = aContext->Apply(aRes1);
 390       // put new solid into global context
 391       myContext->Replace(aSolid,aRes2);
 392     }
 393
 394   } // end processing each solid
 395
 396   aResult = myContext->Apply(Shape);
 397   return aResult;
 398 }