src/GEOMImpl/GEOMImpl_ShapeProximityDriver.cxx

   1 // Copyright (C) 2022-2024  CEA, EDF, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include <GEOMImpl_ShapeProximityDriver.hxx>
  21 #include <GEOMImpl_IProximity.hxx>
  22 #include <GEOMImpl_Types.hxx>
  23
  24 #include <GEOMUtils.hxx>
  25
  26 #include <BRep_Tool.hxx>
  27 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  28 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  29 #include <BRepExtrema_ShapeProximity.hxx>
  30 #include <BRepMesh_IncrementalMesh.hxx>
  31 #include <Extrema_ExtPC.hxx>
  32 #include <Extrema_ExtPS.hxx>
  33 #include <Extrema_GenLocateExtCS.hxx>
  34 #include <Extrema_GenLocateExtSS.hxx>
  35 #include <Extrema_GenLocateExtPS.hxx>
  36 #include <Extrema_LocateExtCC.hxx>
  37 #include <Extrema_LocateExtPC.hxx>
  38 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  39 #include <TopoDS.hxx>
  40
  41 namespace {
  42   static Standard_Real paramOnCurve(const BRepAdaptor_Curve& theCurve, const gp_Pnt& thePoint, const Standard_Real theTol)
  43   {
  44     Extrema_ExtPC aParamSearch(thePoint, theCurve, theCurve.FirstParameter(), theCurve.LastParameter());
  45     if (aParamSearch.IsDone())
  46     {
  47       Standard_Integer anIndMin = 0, aNbExt = aParamSearch.NbExt();
  48       Standard_Real aSqDistMin = RealLast();
  49       for (Standard_Integer i = 1; i <= aNbExt; ++i)
  50       {
  51         if (aParamSearch.SquareDistance(i) < aSqDistMin)
  52         {
  53           anIndMin = i;
  54           aSqDistMin = aParamSearch.SquareDistance(i);
  55         }
  56       }
  57       if (anIndMin != 0 && aSqDistMin <= theTol * theTol)
  58       {
  59         return aParamSearch.Point(anIndMin).Parameter();
  60       }
  61     }
  62     return 0.5 * (theCurve.FirstParameter() + theCurve.LastParameter());
  63   }
  64
  65   static void paramsOnSurf(const BRepAdaptor_Surface& theSurf, const gp_Pnt& thePoint, const Standard_Real theTol,
  66                            Standard_Real& theU, Standard_Real& theV)
  67   {
  68     Extrema_ExtPS aParamSearch(thePoint, theSurf, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
  69     if (aParamSearch.IsDone())
  70     {
  71       Standard_Integer anIndMin = 0, aNbExt = aParamSearch.NbExt();
  72       Standard_Real aSqDistMin = RealLast();
  73       for (Standard_Integer i = 1; i <= aNbExt; ++i)
  74       {
  75         if (aParamSearch.SquareDistance(i) < aSqDistMin)
  76         {
  77           anIndMin = i;
  78           aSqDistMin = aParamSearch.SquareDistance(i);
  79         }
  80       }
  81       if (anIndMin != 0 && aSqDistMin <= theTol * theTol)
  82       {
  83         return aParamSearch.Point(anIndMin).Parameter(theU, theV);
  84       }
  85     }
  86     theU = 0.5 * (theSurf.FirstUParameter() + theSurf.LastUParameter());
  87     theV = 0.5 * (theSurf.FirstVParameter() + theSurf.LastVParameter());
  88   }
  89
  90   static Standard_Real extremaEE(const TopoDS_Edge& theEdge1, const TopoDS_Edge& theEdge2,
  91                                  gp_Pnt& thePoint1, gp_Pnt& thePoint2)
  92   {
  93     BRepAdaptor_Curve aCurve1(theEdge1);
  94     BRepAdaptor_Curve aCurve2(theEdge2);
  95
  96     TopLoc_Location aLoc;
  97     Standard_Real aTol1 = BRep_Tool::Tolerance(theEdge1);
  98     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly1 = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge1, aLoc);
  99     if (!aPoly1.IsNull())
 100       aTol1 = Max (aTol1, aPoly1->Deflection());
 101     Standard_Real aTol2 = BRep_Tool::Tolerance(theEdge2);
 102     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly2 = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge2, aLoc);
 103     if (!aPoly2.IsNull())
 104       aTol2 = Max (aTol2, aPoly2->Deflection());
 105
 106     Standard_Real aU1 = paramOnCurve(aCurve1, thePoint1, 2*aTol1);
 107     Standard_Real aU2 = paramOnCurve(aCurve2, thePoint2, 2*aTol2);
 108
 109     Standard_Real aValue = -1.0;
 110     Extrema_LocateExtCC anExtr(aCurve1, aCurve2, aU1, aU2);
 111     if (anExtr.IsDone())
 112     {
 113       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 114
 115       Extrema_POnCurv aP1, aP2;
 116       anExtr.Point(aP1, aP2);
 117       thePoint1 = aP1.Value();
 118       thePoint2 = aP2.Value();
 119     }
 120     return aValue;
 121   }
 122
 123   static Standard_Real extremaPE(const gp_Pnt&      thePoint,
 124                                  const TopoDS_Edge& theEdge,
 125                                  gp_Pnt&            thePointOnEdge)
 126   {
 127     BRepAdaptor_Curve aCurve (theEdge);
 128
 129     TopLoc_Location aLoc;
 130     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(theEdge);
 131     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge, aLoc);
 132     if (!aPoly.IsNull())
 133       aTol = Max (aTol, aPoly->Deflection());
 134
 135     Standard_Real aParam = paramOnCurve (aCurve, thePointOnEdge, 2*aTol);
 136
 137     Standard_Real aValue = -1.0;
 138     Extrema_LocateExtPC anExtr (thePoint, aCurve, aParam, Precision::PConfusion());
 139     if (anExtr.IsDone())
 140     {
 141       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 142
 143       Extrema_POnCurv aPointOnCurve = anExtr.Point();
 144       thePointOnEdge = aPointOnCurve.Value();
 145     }
 146     return aValue;
 147   }
 148
 149   static Standard_Real extremaPF(const gp_Pnt&      thePoint,
 150                                  const TopoDS_Face& theFace,
 151                                  gp_Pnt&            thePointOnFace)
 152   {
 153     BRepAdaptor_Surface aSurf (theFace);
 154
 155     TopLoc_Location aLoc;
 156     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
 157     Handle(Poly_Triangulation) aTria = BRep_Tool::Triangulation (theFace, aLoc);
 158     if (!aTria.IsNull())
 159       aTol = Max (aTol, aTria->Deflection());
 160
 161     Standard_Real aU, aV;
 162     paramsOnSurf(aSurf, thePointOnFace, 2*aTol, aU, aV);
 163
 164     Standard_Real aValue = -1.0;
 165     Extrema_GenLocateExtPS anExtr (aSurf);
 166     anExtr.Perform (thePoint, aU, aV);
 167     if (anExtr.IsDone())
 168     {
 169       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 170
 171       Extrema_POnSurf aPointOnSurf = anExtr.Point();
 172       thePointOnFace = aPointOnSurf.Value();
 173     }
 174     return aValue;
 175   }
 176
 177   static Standard_Real extremaEF(const TopoDS_Edge& theEdge, const TopoDS_Face& theFace,
 178                                  gp_Pnt& thePonE, gp_Pnt& thePonF)
 179   {
 180     BRepAdaptor_Curve aCurve(theEdge);
 181     BRepAdaptor_Surface aSurf(theFace);
 182
 183     TopLoc_Location aLoc;
 184     Standard_Real aTolEdge = BRep_Tool::Tolerance(theEdge);
 185     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge, aLoc);
 186     if (!aPoly.IsNull())
 187       aTolEdge = Max (aTolEdge, aPoly->Deflection());
 188     Standard_Real aTolFace = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
 189     Handle(Poly_Triangulation) aTria = BRep_Tool::Triangulation (theFace, aLoc);
 190     if (!aTria.IsNull())
 191       aTolFace = Max (aTolFace, aTria->Deflection());
 192
 193     Standard_Real aP = paramOnCurve(aCurve, thePonE, 2*aTolEdge);
 194     Standard_Real aU, aV;
 195     paramsOnSurf(aSurf, thePonF, 2*aTolFace, aU, aV);
 196
 197     Standard_Real aValue = -1.0;
 198     Extrema_GenLocateExtCS anExtr(aCurve, aSurf, aP, aU, aV, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
 199     if (anExtr.IsDone())
 200     {
 201       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 202       thePonE = anExtr.PointOnCurve().Value();
 203       thePonF = anExtr.PointOnSurface().Value();
 204     }
 205     return aValue;
 206   }
 207
 208   static Standard_Real extremaFF(const TopoDS_Face& theFace1, const TopoDS_Face& theFace2,
 209                                  gp_Pnt& thePoint1, gp_Pnt& thePoint2)
 210   {
 211     BRepAdaptor_Surface aSurf1(theFace1);
 212     BRepAdaptor_Surface aSurf2(theFace2);
 213
 214     TopLoc_Location aLoc;
 215     Standard_Real aTol1 = BRep_Tool::Tolerance(theFace1);
 216     Handle(Poly_Triangulation) aTria1 = BRep_Tool::Triangulation (theFace1, aLoc);
 217     if (!aTria1.IsNull())
 218       aTol1 = Max (aTol1, aTria1->Deflection());
 219     Standard_Real aTol2 = BRep_Tool::Tolerance(theFace2);
 220     Handle(Poly_Triangulation) aTria2 = BRep_Tool::Triangulation (theFace2, aLoc);
 221     if (!aTria2.IsNull())
 222       aTol2 = Max (aTol2, aTria2->Deflection());
 223
 224     Standard_Real aU1, aV1;
 225     paramsOnSurf(aSurf1, thePoint1, 2*aTol1, aU1, aV1);
 226     Standard_Real aU2, aV2;
 227     paramsOnSurf(aSurf2, thePoint2, 2*aTol2, aU2, aV2);
 228
 229     Standard_Real aValue = -1.0;
 230     Extrema_GenLocateExtSS anExtr(aSurf1, aSurf2, aU1, aV1, aU2, aV2, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
 231     if (anExtr.IsDone())
 232     {
 233       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 234       thePoint1 = anExtr.PointOnS1().Value();
 235       thePoint2 = anExtr.PointOnS2().Value();
 236     }
 237     return aValue;
 238   }
 239 }
 240
 241 //=======================================================================
 242 //function : GetID
 243 //purpose  :
 244 //=======================================================================
 245 const Standard_GUID& GEOMImpl_ShapeProximityDriver::GetID()
 246 {
 247   static Standard_GUID aShapeProximityDriver("1C3449A6-E4EB-407D-B623-89261C4BA785");
 248   return aShapeProximityDriver;
 249 }
 250
 251 //=======================================================================
 252 //function : Execute
 253 //purpose  :
 254 //=======================================================================
 255 Standard_Integer GEOMImpl_ShapeProximityDriver::Execute(Handle(TFunction_Logbook)& log) const
 256 {
 257   if (Label().IsNull())
 258     return 0;
 259
 260   Handle(GEOM_Function) aFunction = GEOM_Function::GetFunction(Label());
 261   GEOMImpl_IProximity aProximity (aFunction);
 262
 263   Handle(GEOM_Function) aShapeFunc1, aShapeFunc2;
 264   aProximity.GetShapes(aShapeFunc1, aShapeFunc2);
 265   if (aShapeFunc1.IsNull() || aShapeFunc2.IsNull())
 266     return 0;
 267
 268   TopoDS_Shape aShape1 = aShapeFunc1->GetValue();
 269   TopoDS_Shape aShape2 = aShapeFunc2->GetValue();
 270
 271   Standard_Real aValue = -1.0;
 272
 273   if (aFunction->GetType() == PROXIMITY_COARSE)
 274   {
 275     // tessellate shapes if there is no mesh exists
 276     GEOMUtils::MeshShape(aShape1, 0.1, /*theForced*/false, 0.5, /*isRelative*/false);
 277     GEOMUtils::MeshShape(aShape2, 0.1, /*theForced*/false, 0.5, /*isRelative*/false);
 278
 279     // compute proximity basing on the tessellation
 280     BRepExtrema_ShapeProximity aCalcProx;
 281     aCalcProx.LoadShape1(aShape1);
 282     aCalcProx.LoadShape2(aShape2);
 283     aCalcProx.SetNbSamples1(aProximity.GetNbSamples(PROXIMITY_ARG_SAMPLES1));
 284     aCalcProx.SetNbSamples2(aProximity.GetNbSamples(PROXIMITY_ARG_SAMPLES2));
 285     aCalcProx.Perform();
 286
 287     if (aCalcProx.IsDone())
 288     {
 289       aValue = aCalcProx.Proximity();
 290       aProximity.SetProximityPoints(aCalcProx.ProximityPoint1(),
 291                                     aCalcProx.ProximityPoint2());
 292       aProximity.SetStatusOfPoints((Standard_Integer)aCalcProx.ProxPntStatus1(),
 293                                    (Standard_Integer)aCalcProx.ProxPntStatus2());
 294     }
 295     else
 296       Standard_ConstructionError::Raise("Failed to compute coarse proximity");
 297   }
 298   else if (aFunction->GetType() == PROXIMITY_PRECISE)
 299   {
 300     // coarse proximity value
 301     // in some cases this value cannot be precised
 302     // it can be precised only if at least one point is in the middle of the shape
 303     aValue = aProximity.GetValue();
 304
 305     TopAbs_ShapeEnum aType1 = aShape1.ShapeType();
 306     TopAbs_ShapeEnum aType2 = aShape2.ShapeType();
 307
 308     gp_Pnt aPnt1, aPnt2;
 309     BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status aStatus1, aStatus2;
 310     Standard_Integer intStatus1, intStatus2;
 311     aProximity.GetProximityPoints(aPnt1, aPnt2);
 312     aProximity.GetStatusOfPoints(intStatus1, intStatus2);
 313     aStatus1 = (BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status)intStatus1;
 314     aStatus2 = (BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status)intStatus2;
 315
 316     if (aType1 == TopAbs_EDGE)
 317     {
 318       if (aType2 == TopAbs_EDGE)
 319       {
 320         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 321             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 322         {
 323           aValue = extremaEE(TopoDS::Edge(aShape1), TopoDS::Edge(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 324         }
 325         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 326                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 327         {
 328           aValue = extremaPE(aPnt1, TopoDS::Edge(aShape2), aPnt2);
 329         }
 330         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 331                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 332         {
 333           aValue = extremaPE(aPnt2, TopoDS::Edge(aShape1), aPnt1);
 334         }
 335       }
 336       else if (aType2 == TopAbs_FACE)
 337       {
 338         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 339             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 340         {
 341           aValue = extremaEF(TopoDS::Edge(aShape1), TopoDS::Face(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 342         }
 343         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 344                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 345         {
 346           aValue = extremaPF(aPnt1, TopoDS::Face(aShape2), aPnt2);
 347         }
 348         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 349                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 350         {
 351           aValue = extremaPE(aPnt2, TopoDS::Edge(aShape1), aPnt1);
 352         }
 353       }
 354     }
 355     else if (aType1 == TopAbs_FACE)
 356     {
 357       if (aType2 == TopAbs_EDGE)
 358       {
 359         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 360             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 361         {
 362           aValue = extremaEF(TopoDS::Edge(aShape2), TopoDS::Face(aShape1), aPnt2, aPnt1);
 363         }
 364         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 365                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 366         {
 367           aValue = extremaPE(aPnt1, TopoDS::Edge(aShape2), aPnt2);
 368         }
 369         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 370                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 371         {
 372           aValue = extremaPF(aPnt2, TopoDS::Face(aShape1), aPnt1);
 373         }
 374       }
 375       else if (aType2 == TopAbs_FACE)
 376       {
 377         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 378             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 379         {
 380           aValue = extremaFF(TopoDS::Face(aShape1), TopoDS::Face(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 381         }
 382         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 383                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 384         {
 385           aValue = extremaPF(aPnt1, TopoDS::Face(aShape2), aPnt2);
 386         }
 387         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 388                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 389         {
 390           aValue = extremaPF(aPnt2, TopoDS::Face(aShape1), aPnt1);
 391         }
 392       }
 393     }
 394
 395     if (aValue >= 0)
 396       aProximity.SetProximityPoints(aPnt1, aPnt2);
 397     else
 398       Standard_ConstructionError::Raise("Failed to compute precise proximity");
 399   }
 400   else
 401   {
 402     Standard_ConstructionError::Raise("incorrect algorithm");
 403   }
 404
 405   aProximity.SetValue(aValue);
 406   log->SetTouched(Label());
 407   return 1;
 408 }
 409
 410 //=======================================================================
 411 //function : GetCreationInformation
 412 //purpose  : Returns a name of creation operation and names and values of creation parameters
 413 //=======================================================================
 414 bool GEOMImpl_ShapeProximityDriver::GetCreationInformation(
 415     std::string&             theOperationName,
 416     std::vector<GEOM_Param>& theParams)
 417 {
 418   if (Label().IsNull())
 419     return false;
 420
 421   Handle(GEOM_Function) aFunc = GEOM_Function::GetFunction(Label());
 422   GEOMImpl_IProximity aProxFunc(aFunc);
 423   Handle(GEOM_Function) aShape1, aShape2;
 424   aProxFunc.GetShapes(aShape1, aShape2);
 425
 426   if (aFunc->GetType() == PROXIMITY_COARSE)
 427     theOperationName = "PROXIMITY_COARSE";
 428   else if (aFunc->GetType() == PROXIMITY_PRECISE)
 429     theOperationName = "PROXIMITY_PRECISE";
 430
 431   AddParam(theParams, "Shape1", aShape1);
 432   AddParam(theParams, "Shape2", aShape2);
 433
 434   return false;
 435 }
 436
 437 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(GEOMImpl_ShapeProximityDriver, GEOM_BaseDriver)