src/GeomAPI/GeomAPI_Edge.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-2019  CEA/DEN, EDF R&D
   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<GeomAPI_Edge.h>
  21 #include<GeomAPI_Pln.h>
  22 #include<GeomAPI_Pnt.h>
  23 #include<GeomAPI_Circ.h>
  24 #include<GeomAPI_Dir.h>
  25 #include<GeomAPI_Lin.h>
  26 #include<GeomAPI_Ax2.h>
  27 #include<GeomAPI_Ellipse.h>
  28
  29 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  30
  31 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  32 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  33 #include <TopoDS.hxx>
  34 #include <BRep_Builder.hxx>
  35 #include <BRep_Tool.hxx>
  36 #include <ElCLib.hxx>
  37 #include <GCPnts_UniformAbscissa.hxx>
  38 #include <Geom_Curve.hxx>
  39 #include <Geom_Line.hxx>
  40 #include <Geom_Circle.hxx>
  41 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  42 #include <Geom_Ellipse.hxx>
  43 #include <Geom_Plane.hxx>
  44 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  45 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  46 #include <gp_Ax1.hxx>
  47 #include <gp_Pln.hxx>
  48 #include <gp_Elips.hxx>
  49 #include <TopExp.hxx>
  50
  51 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  52
  53 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge()
  54 {
  55   TopoDS_Edge* anEdge = new TopoDS_Edge;
  56
  57   BRep_Builder aBuilder;
  58   aBuilder.MakeEdge(*anEdge);
  59
  60   setImpl(anEdge);
  61 }
  62
  63 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theShape)
  64 {
  65   if (!theShape->isNull() && theShape->isEdge()) {
  66     setImpl(new TopoDS_Shape(theShape->impl<TopoDS_Shape>()));
  67   }
  68 }
  69
  70 bool GeomAPI_Edge::isSameGeometry(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape) const
  71 {
  72   if (!theShape->isEdge())
  73     return false;
  74   TopoDS_Edge anOwnEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
  75   TopoDS_Edge anOtherEdge = TopoDS::Edge(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
  76
  77   double aFirst, aLast;
  78   Handle(Geom_Curve) anOwnCurve = BRep_Tool::Curve(anOwnEdge, aFirst, aLast);
  79   Handle(Geom_Curve) anOtherCurve = BRep_Tool::Curve(anOtherEdge, aFirst, aLast);
  80   return anOwnCurve == anOtherCurve;
  81 }
  82
  83 bool GeomAPI_Edge::isLine() const
  84 {
  85   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
  86   double aFirst, aLast;
  87   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
  88   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
  89     return false;
  90   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)))
  91     return true;
  92   return false;
  93 }
  94
  95 /// extracts a circle curve from the arbitrary curve, returns null is it is different type
  96 static Handle(Geom_Circle) circ(const Handle(Geom_Curve) theCurve)
  97 {
  98   Handle(Geom_Circle) aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(theCurve);
  99   if (!aResult.IsNull())
 100     return aResult;
 101   // check this may be a trimmed curve that contains circle inside
 102   Handle(Geom_TrimmedCurve) aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(theCurve);
 103   while(!aTrimmed.IsNull()) {
 104     aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 105     if (!aResult.IsNull())
 106       return aResult;
 107     aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 108   }
 109   return aResult; // null, not circle
 110 }
 111
 112 bool GeomAPI_Edge::isCircle() const
 113 {
 114   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 115   double aFirst, aLast;
 116   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 117   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 118     // Check the difference of first and last parameters to be equal to the curve period
 119     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) < Precision::PConfusion())
 120       return true;
 121   }
 122   return false;
 123 }
 124
 125 bool GeomAPI_Edge::isArc() const
 126 {
 127   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 128   double aFirst, aLast;
 129   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 130   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 131     // Check the difference of first and last parameters is not equal the curve period
 132     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) >= Precision::PConfusion())
 133       return true;
 134   }
 135   return false;
 136 }
 137
 138 bool GeomAPI_Edge::isEllipse() const
 139 {
 140   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 141   double aFirst, aLast;
 142   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 143   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
 144     return false;
 145   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Ellipse)))
 146     return true;
 147   return false;
 148 }
 149
 150 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::firstPoint()
 151 {
 152   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 153   double aFirst, aLast;
 154   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 155   gp_Pnt aPoint;
 156   aCurve->D0(aFirst, aPoint);
 157   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 158 }
 159
 160 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::lastPoint()
 161 {
 162   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 163   double aFirst, aLast;
 164   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 165   gp_Pnt aPoint;
 166   aCurve->D0(aLast, aPoint);
 167   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 168 }
 169
 170 std::shared_ptr<GeomAPI_Circ> GeomAPI_Edge::circle() const
 171 {
 172   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 173   double aFirst, aLast;
 174   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 175   Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 176   if (!aCirc.IsNull()) {
 177     gp_Pnt aLoc = aCirc->Location();
 178     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aCenter(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 179     gp_Dir anAxis = aCirc->Axis().Direction();
 180     std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(anAxis.X(), anAxis.Y(), anAxis.Z()));
 181     return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(new GeomAPI_Circ(aCenter, aDir, aCirc->Radius()));
 182   }
 183   return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(); // not circle
 184 }
 185
 186 std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> GeomAPI_Edge::ellipse() const
 187 {
 188   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 189   double aFirst, aLast;
 190   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 191   if (!aCurve.IsNull()) {
 192     Handle(Geom_Ellipse) aElips = Handle(Geom_Ellipse)::DownCast(aCurve);
 193     if (!aElips.IsNull()) {
 194       gp_Elips aGpElips = aElips->Elips();
 195       std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> aEllipse(new GeomAPI_Ellipse());
 196       aEllipse->setImpl(new gp_Elips(aGpElips));
 197       return aEllipse;
 198     }
 199   }
 200   return std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse>(); // not ellipse
 201 }
 202
 203 std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> GeomAPI_Edge::line() const
 204 {
 205   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 206   double aFirst, aLast;
 207   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 208   if (aCurve) {
 209     Handle(Geom_Line) aLine = Handle(Geom_Line)::DownCast(aCurve);
 210     if (aLine) {
 211       gp_Pnt aStartPnt = aLine->Value(aFirst);
 212       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aStart(
 213           new GeomAPI_Pnt(aStartPnt.X(), aStartPnt.Y(), aStartPnt.Z()));
 214       gp_Pnt aEndPnt = aLine->Value(aLast);
 215       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aEnd(
 216           new GeomAPI_Pnt(aEndPnt.X(), aEndPnt.Y(), aEndPnt.Z()));
 217       return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(new GeomAPI_Lin(aStart, aEnd));
 218     }
 219   }
 220   return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(); // not circle
 221 }
 222
 223
 224 bool GeomAPI_Edge::isEqual(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theEdge) const
 225 {
 226   if (!theEdge.get() || ! theEdge->isEdge())
 227     return false;
 228   const TopoDS_Shape& aMyShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 229   const TopoDS_Shape& aInShape = theEdge->impl<TopoDS_Shape>();
 230
 231   if (aMyShape.IsNull() || aInShape.IsNull())
 232     return false;
 233
 234   if (aMyShape.ShapeType() != aInShape.ShapeType())
 235     return false;
 236
 237   double aMyStart, aMyEnd;
 238   Handle(Geom_Curve) aMyCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aMyShape), aMyStart, aMyEnd);
 239   double aInStart, aInEnd;
 240   Handle(Geom_Curve) aInCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aInShape), aInStart, aInEnd);
 241
 242   // Check that end point parameters are the same
 243   if ((aMyStart != aInStart) || (aMyEnd != aInEnd))
 244     return false;
 245
 246   // Check that curves a the same type
 247   GeomAdaptor_Curve aMyAdaptor(aMyCurve);
 248   GeomAdaptor_Curve aInAdaptor(aInCurve);
 249   if (aMyAdaptor.GetType() != aInAdaptor.GetType())
 250     return false;
 251
 252   // Check that end points are equal
 253   gp_Pnt aMyPnt1 = aMyAdaptor.Value(aMyStart);
 254   gp_Pnt aMyPnt2 = aMyAdaptor.Value(aMyEnd);
 255   gp_Pnt aInPnt1 = aInAdaptor.Value(aInStart);
 256   gp_Pnt aInPnt2 = aInAdaptor.Value(aInEnd);
 257
 258   if ((!aMyPnt1.IsEqual(aInPnt1, Precision::Confusion())) ||
 259     (!aMyPnt2.IsEqual(aInPnt2, Precision::Confusion())))
 260     return false;
 261
 262   return true;
 263 }
 264
 265 // LCOV_EXCL_START
 266 void GeomAPI_Edge::getRange(double& theFirst, double& theLast) const
 267 {
 268   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 269   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, theFirst, theLast);
 270 }
 271
 272 bool GeomAPI_Edge::isInPlane(std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane) const
 273 {
 274   double aFirst, aLast;
 275   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 276   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 277   if (aCurve.IsNull())
 278     return false;
 279
 280   double A, B, C, D;
 281   thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 282   gp_Pln aPlane(A, B, C, D);
 283
 284   bool inPlane = false;
 285   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line))) {
 286     // check start and end points on the plane
 287     gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 288     gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 289     inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 290               aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 291   } else {
 292     Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 293     if (!aCirc.IsNull()) {
 294       gp_Pnt aCenter = aCirc->Location();
 295       Standard_Real aDot = aPlane.Axis().Direction().Dot(aCirc->Axis().Direction());
 296       inPlane = aPlane.SquareDistance(aCenter) < Precision::SquareConfusion() &&
 297                 Abs(Abs(aDot) - 1.0) < Precision::Confusion();
 298     } else {
 299       // three points checking
 300       gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 301       gp_Pnt aMidPnt = aCurve->Value((aFirst + aLast) / 2.);
 302       gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 303       inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 304                 aPlane.SquareDistance(aMidPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 305                 aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 306     }
 307   }
 308   return inPlane;
 309 }
 310 // LCOV_EXCL_STOP
 311
 312 void GeomAPI_Edge::intersectWithPlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane,
 313                                       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>>& theResult) const
 314 {
 315   double aFirst, aLast;
 316   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 317   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 318   if (!aCurve.IsNull()) {
 319     double A, B, C, D;
 320     thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 321     gp_Pln aPln(A, B, C, D);
 322
 323     Handle(Geom_Plane) aPlane = new Geom_Plane(aPln);
 324     GeomAPI_IntCS aIntersect;
 325     aIntersect.Perform(aCurve, aPlane);
 326     if (aIntersect.IsDone() && (aIntersect.NbPoints() > 0)) {
 327       gp_Pnt aPnt;
 328       for (int i = 1; i <= aIntersect.NbPoints(); i++) {
 329         // check the parameter of intersection in the edge range
 330         aIntersect.Parameters(i, A, B, C);
 331         if (aCurve->IsPeriodic())
 332           C = ElCLib::InPeriod(C, aFirst, aFirst + aCurve->Period());
 333         if (C < aFirst - Precision::PConfusion() || C > aLast + Precision::PConfusion())
 334           continue;
 335
 336         // obtain intersection point
 337         aPnt = aIntersect.Point(i);
 338         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPntPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 339         theResult.push_back(aPntPtr);
 340       }
 341     }
 342   }
 343 }
 344
 345 double GeomAPI_Edge::length() const
 346 {
 347   const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
 348   BRepAdaptor_Curve aBRepAdaptor = BRepAdaptor_Curve(anEdge);
 349   Adaptor3d_Curve* anAdaptor3d = &aBRepAdaptor;
 350   return GCPnts_AbscissaPoint::Length(*anAdaptor3d);
 351 }
 352
 353 bool GeomAPI_Edge::isClosed() const
 354 {
 355   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 356   if (aShape.IsNull())
 357     return false;
 358   double aFirst, aLast;
 359   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 360   if (aCurve.IsNull() || !aCurve->IsPeriodic())
 361     return false;
 362   aLast += aLast > aFirst ? -aCurve->Period() : aCurve->Period();;
 363
 364   return fabs(aFirst - aLast) < 1.e-9;
 365 }
 366
 367 bool GeomAPI_Edge::isDegenerated() const
 368 {
 369   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 370   if (aShape.IsNull() || aShape.ShapeType() != TopAbs_EDGE)
 371     return false;
 372   return BRep_Tool::Degenerated(TopoDS::Edge(aShape));
 373 }
 374
 375 void GeomAPI_Edge::setFirstPointTolerance(const double theTolerance)
 376 {
 377   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 378   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 379   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 380   BRep_Builder().UpdateVertex(aVFirst, theTolerance);
 381 }
 382
 383 void GeomAPI_Edge::setLastPointTolerance(const double theTolerance)
 384 {
 385   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 386   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 387   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 388   BRep_Builder().UpdateVertex(aVLast, theTolerance);
 389 }
 390
 391 GeomPointPtr GeomAPI_Edge::middlePoint() const
 392 {
 393   GeomPointPtr aMiddlePoint;
 394
 395   const TopoDS_Edge& anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 396   if (anEdge.IsNull())
 397     return aMiddlePoint;
 398   double aFirst, aLast;
 399   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
 400   if (aCurve.IsNull())
 401     return aMiddlePoint;
 402
 403   static const int NB_POINTS = 3;
 404   GeomAdaptor_Curve aCurveAdaptor(aCurve, aFirst, aLast);
 405   GCPnts_UniformAbscissa anAlgo(aCurveAdaptor, NB_POINTS);
 406   if (anAlgo.IsDone()) {
 407     gp_Pnt aPnt = aCurveAdaptor.Value(anAlgo.Parameter(2));
 408     aMiddlePoint = GeomPointPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 409   }
 410   return aMiddlePoint;
 411 }