src/GEOMAlgo_NEW/BlockFix_UnionEdges.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2012  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
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   9 // version 2.1 of the License.
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  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
  23 // File:      BlockFix_UnionEdges.cxx
  24 // Created:   07.12.04 15:27:30
  25 // Author:    Sergey KUUL
  26
  27 #include <BlockFix_UnionEdges.ixx>
  28
  29 #include <Approx_Curve3d.hxx>
  30 #include <BRepAdaptor_HCompCurve.hxx>
  31 #include <BRep_Builder.hxx>
  32 #include <BRep_Tool.hxx>
  33 #include <GC_MakeCircle.hxx>
  34 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  35 #include <Geom_Circle.hxx>
  36 #include <Geom_Curve.hxx>
  37 #include <Geom_Line.hxx>
  38 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  39 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  40 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  41 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  42 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  43 #include <TColgp_SequenceOfPnt.hxx>
  44 #include <TColStd_MapOfInteger.hxx>
  45 #include <TopExp.hxx>
  46 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  47 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  51 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  52 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  53 #include <TopoDS.hxx>
  54 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  55 #include <TopoDS_Face.hxx>
  56 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  57 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  58 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  59 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  60
  61 #include "utilities.h"
  62
  63 //=======================================================================
  64 //function : BlockFix_UnionEdges()
  65 //purpose  : Constructor
  66 //=======================================================================
  67
  68 BlockFix_UnionEdges::BlockFix_UnionEdges (  )
  69 {
  70 }
  71
  72
  73 //=======================================================================
  74 //function : MergeEdges
  75 //purpose  : auxilary
  76 //=======================================================================
  77 static Standard_Boolean MergeEdges(const TopTools_SequenceOfShape& SeqEdges,
  78                                    const TopoDS_Face& aFace,
  79                                    const Standard_Real Tol,
  80                                    TopoDS_Edge& anEdge)
  81 {
  82   // make chain for union
  83   BRep_Builder B;
  84   ShapeAnalysis_Edge sae;
  85   TopoDS_Edge FirstE = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(1));
  86   TopoDS_Edge LastE = FirstE;
  87   TopoDS_Vertex VF = sae.FirstVertex(FirstE);
  88   TopoDS_Vertex VL = sae.LastVertex(LastE);
  89   TopTools_SequenceOfShape aChain;
  90   aChain.Append(FirstE);
  91   TColStd_MapOfInteger IndUsedEdges;
  92   IndUsedEdges.Add(1);
  93   Standard_Integer j;
  94   for(j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
  95     for(Standard_Integer k=2; k<=SeqEdges.Length(); k++) {
  96       if(IndUsedEdges.Contains(k)) continue;
  97       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(SeqEdges.Value(k));
  98       TopoDS_Vertex VF2 = sae.FirstVertex(edge);
  99       TopoDS_Vertex VL2 = sae.LastVertex(edge);
 100       if(sae.FirstVertex(edge).IsSame(VL)) {
 101         aChain.Append(edge);
 102         LastE = edge;
 103         VL = sae.LastVertex(LastE);
 104         IndUsedEdges.Add(k);
 105       }
 106       else if(sae.LastVertex(edge).IsSame(VF)) {
 107         aChain.Prepend(edge);
 108         FirstE = edge;
 109         VF = sae.FirstVertex(FirstE);
 110         IndUsedEdges.Add(k);
 111       }
 112     }
 113   }
 114   if(aChain.Length()<SeqEdges.Length()) {
 115     MESSAGE ("can not create correct chain...");
 116     return Standard_False;
 117   }
 118   // union edges in chain
 119   // first step: union lines and circles
 120   TopLoc_Location Loc;
 121   Standard_Real fp1,lp1,fp2,lp2;
 122   for(j=1; j<aChain.Length(); j++) {
 123     TopoDS_Edge edge1 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 124     Handle(Geom_Curve) c3d1 = BRep_Tool::Curve(edge1,Loc,fp1,lp1);
 125     if(c3d1.IsNull()) break;
 126     while(c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 127       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 128         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d1);
 129       c3d1 = tc->BasisCurve();
 130     }
 131     TopoDS_Edge edge2 = TopoDS::Edge(aChain.Value(j+1));
 132     Handle(Geom_Curve) c3d2 = BRep_Tool::Curve(edge2,Loc,fp2,lp2);
 133     if(c3d2.IsNull()) break;
 134     while(c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 135       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 136         Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d2);
 137       c3d2 = tc->BasisCurve();
 138     }
 139     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)) ) {
 140       // union lines
 141       Handle(Geom_Line) L1 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d1);
 142       Handle(Geom_Line) L2 = Handle(Geom_Line)::DownCast(c3d2);
 143       gp_Dir Dir1 = L1->Position().Direction();
 144       gp_Dir Dir2 = L2->Position().Direction();
 145       //if(!Dir1.IsEqual(Dir2,Precision::Angular())) {
 146       //if(!Dir1.IsParallel(Dir2,Precision::Angular())) {
 147       if(!Dir1.IsParallel(Dir2,Tol)) {
 148         continue;
 149       }
 150       // can union lines => create new edge
 151       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 152       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 153       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 154       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 155       gp_Vec Vec(PV1,PV2);
 156       Handle(Geom_Line) L = new Geom_Line(gp_Ax1(PV1,Vec));
 157       Standard_Real dist = PV1.Distance(PV2);
 158       Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(L,0.0,dist);
 159       TopoDS_Edge E;
 160       B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 161       B.Add (E,V1);  B.Add (E,V2);
 162       B.UpdateVertex(V1, 0., E, 0.);
 163       B.UpdateVertex(V2, dist, E, 0.);
 164       //ShapeFix_Edge sfe;
 165       //sfe.FixAddPCurve(E,aFace,Standard_False);
 166       //sfe.FixSameParameter(E);
 167       aChain.Remove(j);
 168       aChain.SetValue(j,E);
 169       j--;
 170     }
 171     if( c3d1->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) && c3d2->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Circle)) ) {
 172       // union circles
 173       Handle(Geom_Circle) C1 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d1);
 174       Handle(Geom_Circle) C2 = Handle(Geom_Circle)::DownCast(c3d2);
 175       gp_Pnt P01 = C1->Location();
 176       gp_Pnt P02 = C2->Location();
 177       if (P01.Distance(P02) > Precision::Confusion()) continue;
 178       // can union circles => create new edge
 179       TopoDS_Vertex V1 = sae.FirstVertex(edge1);
 180       gp_Pnt PV1 = BRep_Tool::Pnt(V1);
 181       TopoDS_Vertex V2 = sae.LastVertex(edge2);
 182       gp_Pnt PV2 = BRep_Tool::Pnt(V2);
 183       TopoDS_Vertex VM = sae.LastVertex(edge1);
 184       gp_Pnt PVM = BRep_Tool::Pnt(VM);
 185       GC_MakeCircle MC (PV1,PVM,PV2);
 186       Handle(Geom_Circle) C = MC.Value();
 187       TopoDS_Edge E;
 188       if (!MC.IsDone() || C.IsNull()) {
 189         // jfa for Mantis issue 0020228
 190         if (PV1.Distance(PV2) > Precision::Confusion()) continue;
 191         // closed chain
 192         C = C1;
 193         B.MakeEdge (E,C,Precision::Confusion());
 194         B.Add(E,V1);
 195         B.Add(E,V2);
 196       }
 197       else {
 198         gp_Pnt P0 = C->Location();
 199         gp_Dir D1(gp_Vec(P0,PV1));
 200         gp_Dir D2(gp_Vec(P0,PV2));
 201         Standard_Real fpar = C->XAxis().Direction().Angle(D1);
 202         if(fabs(fpar)>Precision::Confusion()) {
 203           // check orientation
 204           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D1);
 205           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 206             fpar = -fpar;
 207           }
 208         }
 209         Standard_Real lpar = C->XAxis().Direction().Angle(D2);
 210         if(fabs(lpar)>Precision::Confusion()) {
 211           // check orientation
 212           gp_Dir ND =  C->XAxis().Direction().Crossed(D2);
 213           if(ND.IsOpposite(C->Axis().Direction(),Precision::Confusion())) {
 214             lpar = -lpar;
 215           }
 216         }
 217         if (lpar < fpar) lpar += 2*M_PI;
 218         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = new Geom_TrimmedCurve(C,fpar,lpar);
 219         B.MakeEdge (E,tc,Precision::Confusion());
 220         B.Add(E,V1);
 221         B.Add(E,V2);
 222         B.UpdateVertex(V1, fpar, E, 0.);
 223         B.UpdateVertex(V2, lpar, E, 0.);
 224       }
 225       aChain.Remove(j);
 226       aChain.SetValue(j,E);
 227       j--;
 228     }
 229   }
 230   if (j < aChain.Length()) {
 231     MESSAGE ("null curve3d in edge...");
 232     return Standard_False;
 233   }
 234   if (aChain.Length() > 1) {
 235     // second step: union edges with various curves
 236     // skl for bug 0020052 from Mantis: perform such unions
 237     // only if curves are bspline or bezier
 238     bool NeedUnion = true;
 239     for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 240       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 241       Handle(Geom_Curve) c3d = BRep_Tool::Curve(edge,Loc,fp1,lp1);
 242       if(c3d.IsNull()) continue;
 243       while(c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
 244         Handle(Geom_TrimmedCurve) tc =
 245           Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c3d);
 246         c3d = tc->BasisCurve();
 247       }
 248       if( ( c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BSplineCurve)) ||
 249             c3d->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_BezierCurve)) ) ) continue;
 250       NeedUnion = false;
 251       break;
 252     }
 253     if(NeedUnion) {
 254       MESSAGE ("can not make analitical union => make approximation");
 255       TopoDS_Wire W;
 256       B.MakeWire(W);
 257       for(j=1; j<=aChain.Length(); j++) {
 258         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(aChain.Value(j));
 259         B.Add(W,edge);
 260       }
 261       Handle(BRepAdaptor_HCompCurve) Adapt = new BRepAdaptor_HCompCurve(W);
 262       Approx_Curve3d Conv(Adapt,Tol,GeomAbs_C1,9,1000);
 263       Handle(Geom_BSplineCurve) bc = Conv.Curve();
 264       TopoDS_Edge E;
 265       B.MakeEdge (E,bc,Precision::Confusion());
 266       B.Add (E,VF);
 267       B.Add (E,VL);
 268       aChain.SetValue(1,E);
 269     }
 270     else {
 271       MESSAGE ("can not make approximation for such types of curves");
 272       return Standard_False;
 273     }
 274   }
 275
 276   anEdge = TopoDS::Edge(aChain.Value(1));
 277   return Standard_True;
 278 }
 279
 280
 281 //=======================================================================
 282 //function : Perform
 283 //purpose  :
 284 //=======================================================================
 285
 286 TopoDS_Shape BlockFix_UnionEdges::Perform(const TopoDS_Shape& Shape,
 287                                           const Standard_Real Tol)
 288 {
 289   myContext = new ShapeBuild_ReShape;
 290   myTolerance = Tol;
 291   TopoDS_Shape aResult = myContext->Apply(Shape);
 292
 293   // processing each solid
 294   TopAbs_ShapeEnum aType = TopAbs_SOLID;
 295   TopExp_Explorer exps (Shape, aType);
 296   if (!exps.More()) {
 297     aType = TopAbs_SHELL;
 298     exps.Init(Shape, aType);
 299   }
 300   for (; exps.More(); exps.Next()) {
 301     //TopoDS_Solid aSolid = TopoDS::Solid(exps.Current());
 302     TopoDS_Shape aSolid = exps.Current();
 303
 304     TopTools_IndexedMapOfShape ChangedFaces;
 305
 306     // creating map of edge faces
 307     TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapEdgeFaces;
 308     TopExp::MapShapesAndAncestors(aSolid, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, aMapEdgeFaces);
 309
 310     Handle(ShapeBuild_ReShape) aContext = new ShapeBuild_ReShape;
 311     TopoDS_Shape aRes = aSolid;
 312     aRes = aContext->Apply(aSolid);
 313
 314     // processing each face
 315     TopExp_Explorer exp;
 316     for (exp.Init(aRes, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 317       TopoDS_Face aFace =
 318         TopoDS::Face(aContext->Apply(exp.Current().Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 319       TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapFacesEdges;
 320
 321       for (TopExp_Explorer expe(aFace,TopAbs_EDGE); expe.More(); expe.Next()) {
 322         TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge(expe.Current());
 323         if (!aMapEdgeFaces.Contains(edge)) continue;
 324         const TopTools_ListOfShape& aList = aMapEdgeFaces.FindFromKey(edge);
 325         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(aList);
 326         for ( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 327           TopoDS_Face face = TopoDS::Face(anIter.Value());
 328           TopoDS_Face face1 = TopoDS::Face(aContext->Apply(anIter.Value()));
 329           if (face1.IsSame(aFace)) continue;
 330           if (aMapFacesEdges.Contains(face)) {
 331             aMapFacesEdges.ChangeFromKey(face).Append(edge);
 332           }
 333           else {
 334             TopTools_ListOfShape ListEdges;
 335             ListEdges.Append(edge);
 336             aMapFacesEdges.Add(face,ListEdges);
 337           }
 338         }
 339       }
 340
 341       for (Standard_Integer i=1; i<=aMapFacesEdges.Extent(); i++) {
 342         const TopTools_ListOfShape& ListEdges = aMapFacesEdges.FindFromIndex(i);
 343         TopTools_SequenceOfShape SeqEdges;
 344         TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIter(ListEdges);
 345         for ( ; anIter.More(); anIter.Next()) {
 346           SeqEdges.Append(anIter.Value());
 347         }
 348         if (SeqEdges.Length()==1) continue;
 349         TopoDS_Edge E;
 350         if ( MergeEdges(SeqEdges,aFace,Tol,E) ) {
 351           // now we have only one edge - aChain.Value(1)
 352           // we have to replace old ListEdges with this new edge
 353           aContext->Replace(SeqEdges(1),E);
 354           for (Standard_Integer j=2; j<=SeqEdges.Length(); j++) {
 355             aContext->Remove(SeqEdges(j));
 356           }
 357           TopoDS_Face tmpF = TopoDS::Face(exp.Current());
 358           if ( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 359             ChangedFaces.Add(tmpF);
 360           tmpF = TopoDS::Face(aMapFacesEdges.FindKey(i));
 361           if ( !ChangedFaces.Contains(tmpF) )
 362             ChangedFaces.Add(tmpF);
 363         }
 364       }
 365
 366     } // end processing each face
 367
 368     // fix changed faces and replace them in the local context
 369     for (Standard_Integer i=1; i<=ChangedFaces.Extent(); i++) {
 370       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aContext->Apply(ChangedFaces.FindKey(i)));
 371       Handle(ShapeFix_Face) sff = new ShapeFix_Face(aFace);
 372       sff->SetContext(myContext);
 373       sff->SetPrecision(myTolerance);
 374       sff->SetMinTolerance(myTolerance);
 375       sff->SetMaxTolerance(Max(1.,myTolerance*1000.));
 376       sff->Perform();
 377       aContext->Replace(aFace,sff->Face());
 378     }
 379
 380     if (ChangedFaces.Extent() > 0) {
 381       // fix changed shell and replace it in the local context
 382       TopoDS_Shape aRes1 = aContext->Apply(aRes);
 383       TopExp_Explorer expsh;
 384       for (expsh.Init(aRes1, TopAbs_SHELL); expsh.More(); expsh.Next()) {
 385         TopoDS_Shell aShell = TopoDS::Shell(expsh.Current());
 386         Handle(ShapeFix_Shell) sfsh = new ShapeFix_Shell;
 387         sfsh->FixFaceOrientation(aShell);
 388         aContext->Replace(aShell,sfsh->Shell());
 389       }
 390       TopoDS_Shape aRes2 = aContext->Apply(aRes1);
 391       // put new solid into global context
 392       myContext->Replace(aSolid,aRes2);
 393     }
 394
 395   } // end processing each solid
 396
 397   aResult = myContext->Apply(Shape);
 398   return aResult;
 399 }