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_ExtremaCurveSurface.hxx>
  45 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  46 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  47 #include <gp_Ax1.hxx>
  48 #include <gp_Pln.hxx>
  49 #include <gp_Elips.hxx>
  50 #include <TopExp.hxx>
  51
  52 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  53
  54 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge()
  55 {
  56   TopoDS_Edge* anEdge = new TopoDS_Edge;
  57
  58   BRep_Builder aBuilder;
  59   aBuilder.MakeEdge(*anEdge);
  60
  61   setImpl(anEdge);
  62 }
  63
  64 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theShape)
  65 {
  66   if (!theShape->isNull() && theShape->isEdge()) {
  67     setImpl(new TopoDS_Shape(theShape->impl<TopoDS_Shape>()));
  68   }
  69 }
  70
  71 bool GeomAPI_Edge::isSameGeometry(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape) const
  72 {
  73   if (!theShape->isEdge())
  74     return false;
  75   TopoDS_Edge anOwnEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
  76   TopoDS_Edge anOtherEdge = TopoDS::Edge(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
  77
  78   double aFirst, aLast;
  79   Handle(Geom_Curve) anOwnCurve = BRep_Tool::Curve(anOwnEdge, aFirst, aLast);
  80   Handle(Geom_Curve) anOtherCurve = BRep_Tool::Curve(anOtherEdge, aFirst, aLast);
  81   return anOwnCurve == anOtherCurve;
  82 }
  83
  84 bool GeomAPI_Edge::isLine() const
  85 {
  86   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
  87   double aFirst, aLast;
  88   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
  89   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
  90     return false;
  91   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)))
  92     return true;
  93   return false;
  94 }
  95
  96 /// extracts a circle curve from the arbitrary curve, returns null is it is different type
  97 static Handle(Geom_Circle) circ(const Handle(Geom_Curve) theCurve)
  98 {
  99   Handle(Geom_Circle) aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(theCurve);
 100   if (!aResult.IsNull())
 101     return aResult;
 102   // check this may be a trimmed curve that contains circle inside
 103   Handle(Geom_TrimmedCurve) aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(theCurve);
 104   while(!aTrimmed.IsNull()) {
 105     aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 106     if (!aResult.IsNull())
 107       return aResult;
 108     aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 109   }
 110   return aResult; // null, not circle
 111 }
 112
 113 bool GeomAPI_Edge::isCircle() const
 114 {
 115   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 116   double aFirst, aLast;
 117   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 118   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 119     // Check the difference of first and last parameters to be equal to the curve period
 120     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) < Precision::PConfusion())
 121       return true;
 122   }
 123   return false;
 124 }
 125
 126 bool GeomAPI_Edge::isArc() const
 127 {
 128   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 129   double aFirst, aLast;
 130   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 131   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 132     // Check the difference of first and last parameters is not equal the curve period
 133     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) >= Precision::PConfusion())
 134       return true;
 135   }
 136   return false;
 137 }
 138
 139 bool GeomAPI_Edge::isEllipse() const
 140 {
 141   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 142   double aFirst, aLast;
 143   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 144   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
 145     return false;
 146   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Ellipse)))
 147     return true;
 148   return false;
 149 }
 150
 151 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::firstPoint()
 152 {
 153   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 154   double aFirst, aLast;
 155   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 156   gp_Pnt aPoint;
 157   aCurve->D0(aFirst, aPoint);
 158   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 159 }
 160
 161 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::lastPoint()
 162 {
 163   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 164   double aFirst, aLast;
 165   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 166   gp_Pnt aPoint;
 167   aCurve->D0(aLast, aPoint);
 168   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 169 }
 170
 171 std::shared_ptr<GeomAPI_Circ> GeomAPI_Edge::circle() const
 172 {
 173   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 174   double aFirst, aLast;
 175   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 176   Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 177   if (!aCirc.IsNull()) {
 178     gp_Pnt aLoc = aCirc->Location();
 179     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aCenter(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 180     gp_Dir anAxis = aCirc->Axis().Direction();
 181     std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(anAxis.X(), anAxis.Y(), anAxis.Z()));
 182     return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(new GeomAPI_Circ(aCenter, aDir, aCirc->Radius()));
 183   }
 184   return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(); // not circle
 185 }
 186
 187 std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> GeomAPI_Edge::ellipse() const
 188 {
 189   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 190   double aFirst, aLast;
 191   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 192   if (!aCurve.IsNull()) {
 193     Handle(Geom_Ellipse) aElips = Handle(Geom_Ellipse)::DownCast(aCurve);
 194     if (!aElips.IsNull()) {
 195       gp_Elips aGpElips = aElips->Elips();
 196       std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> aEllipse(new GeomAPI_Ellipse());
 197       aEllipse->setImpl(new gp_Elips(aGpElips));
 198       return aEllipse;
 199     }
 200   }
 201   return std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse>(); // not ellipse
 202 }
 203
 204 std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> GeomAPI_Edge::line() const
 205 {
 206   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 207   double aFirst, aLast;
 208   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 209   if (aCurve) {
 210     Handle(Geom_Line) aLine = Handle(Geom_Line)::DownCast(aCurve);
 211     if (aLine) {
 212       gp_Pnt aStartPnt = aLine->Value(aFirst);
 213       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aStart(
 214           new GeomAPI_Pnt(aStartPnt.X(), aStartPnt.Y(), aStartPnt.Z()));
 215       gp_Pnt aEndPnt = aLine->Value(aLast);
 216       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aEnd(
 217           new GeomAPI_Pnt(aEndPnt.X(), aEndPnt.Y(), aEndPnt.Z()));
 218       return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(new GeomAPI_Lin(aStart, aEnd));
 219     }
 220   }
 221   return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(); // not circle
 222 }
 223
 224
 225 bool GeomAPI_Edge::isEqual(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theEdge) const
 226 {
 227   if (!theEdge.get() || ! theEdge->isEdge())
 228     return false;
 229   const TopoDS_Shape& aMyShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 230   const TopoDS_Shape& aInShape = theEdge->impl<TopoDS_Shape>();
 231
 232   if (aMyShape.IsNull() || aInShape.IsNull())
 233     return false;
 234
 235   if (aMyShape.ShapeType() != aInShape.ShapeType())
 236     return false;
 237
 238   double aMyStart, aMyEnd;
 239   Handle(Geom_Curve) aMyCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aMyShape), aMyStart, aMyEnd);
 240   double aInStart, aInEnd;
 241   Handle(Geom_Curve) aInCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aInShape), aInStart, aInEnd);
 242
 243   // Check that end point parameters are the same
 244   if ((aMyStart != aInStart) || (aMyEnd != aInEnd))
 245     return false;
 246
 247   // Check that curves a the same type
 248   GeomAdaptor_Curve aMyAdaptor(aMyCurve);
 249   GeomAdaptor_Curve aInAdaptor(aInCurve);
 250   if (aMyAdaptor.GetType() != aInAdaptor.GetType())
 251     return false;
 252
 253   // Check that end points are equal
 254   gp_Pnt aMyPnt1 = aMyAdaptor.Value(aMyStart);
 255   gp_Pnt aMyPnt2 = aMyAdaptor.Value(aMyEnd);
 256   gp_Pnt aInPnt1 = aInAdaptor.Value(aInStart);
 257   gp_Pnt aInPnt2 = aInAdaptor.Value(aInEnd);
 258
 259   if ((!aMyPnt1.IsEqual(aInPnt1, Precision::Confusion())) ||
 260     (!aMyPnt2.IsEqual(aInPnt2, Precision::Confusion())))
 261     return false;
 262
 263   return true;
 264 }
 265
 266 // LCOV_EXCL_START
 267 void GeomAPI_Edge::getRange(double& theFirst, double& theLast) const
 268 {
 269   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 270   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, theFirst, theLast);
 271 }
 272
 273 bool GeomAPI_Edge::isInPlane(std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane) const
 274 {
 275   double aFirst, aLast;
 276   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 277   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 278   if (aCurve.IsNull())
 279     return false;
 280
 281   double A, B, C, D;
 282   thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 283   gp_Pln aPlane(A, B, C, D);
 284
 285   bool inPlane = false;
 286   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line))) {
 287     // check start and end points on the plane
 288     gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 289     gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 290     inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 291               aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 292   } else {
 293     Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 294     if (!aCirc.IsNull()) {
 295       gp_Pnt aCenter = aCirc->Location();
 296       Standard_Real aDot = aPlane.Axis().Direction().Dot(aCirc->Axis().Direction());
 297       inPlane = aPlane.SquareDistance(aCenter) < Precision::SquareConfusion() &&
 298                 Abs(Abs(aDot) - 1.0) < Precision::Confusion();
 299     } else {
 300       // three points checking
 301       gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 302       gp_Pnt aMidPnt = aCurve->Value((aFirst + aLast) / 2.);
 303       gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 304       inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 305                 aPlane.SquareDistance(aMidPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 306                 aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 307     }
 308   }
 309   return inPlane;
 310 }
 311 // LCOV_EXCL_STOP
 312
 313 void GeomAPI_Edge::intersectWithPlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane,
 314                                       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>>& theResult) const
 315 {
 316   double aFirst, aLast;
 317   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 318   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 319   if (!aCurve.IsNull()) {
 320     double A, B, C, D;
 321     thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 322     gp_Pln aPln(A, B, C, D);
 323     Handle(Geom_Plane) aPlane = new Geom_Plane(aPln);
 324
 325     // intersect the plane with the curve
 326     GeomAPI_IntCS aIntersect;
 327     aIntersect.Perform(aCurve, aPlane);
 328     if (aIntersect.IsDone() && (aIntersect.NbPoints() > 0)) {
 329       gp_Pnt aPnt;
 330       for (int i = 1; i <= aIntersect.NbPoints(); i++) {
 331         // check the parameter of intersection in the edge range
 332         aIntersect.Parameters(i, A, B, C);
 333         if (aCurve->IsPeriodic())
 334           C = ElCLib::InPeriod(C, aFirst, aFirst + aCurve->Period());
 335         if (C < aFirst - Precision::PConfusion() || C > aLast + Precision::PConfusion())
 336           continue;
 337
 338         // obtain intersection point
 339         aPnt = aIntersect.Point(i);
 340         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPntPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 341         theResult.push_back(aPntPtr);
 342       }
 343     }
 344     else {
 345       // find minimal distance between the plane and the curve
 346       GeomAPI_ExtremaCurveSurface anExtrema(aCurve, aPlane);
 347       double aTolerance = BRep_Tool::Tolerance(TopoDS::Edge(aShape));
 348       if (anExtrema.NbExtrema() > 0 &&
 349           anExtrema.LowerDistance() < aTolerance) {
 350         // distance is lower than tolerance => tangent case
 351         gp_Pnt aPntC, aPntS;
 352         anExtrema.NearestPoints(aPntC, aPntS);
 353         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPntPtr(new GeomAPI_Pnt(aPntS.X(), aPntS.Y(), aPntS.Z()));
 354         theResult.push_back(aPntPtr);
 355       }
 356     }
 357   }
 358 }
 359
 360 double GeomAPI_Edge::length() const
 361 {
 362   const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
 363   BRepAdaptor_Curve aBRepAdaptor = BRepAdaptor_Curve(anEdge);
 364   Adaptor3d_Curve* anAdaptor3d = &aBRepAdaptor;
 365   return GCPnts_AbscissaPoint::Length(*anAdaptor3d);
 366 }
 367
 368 bool GeomAPI_Edge::isClosed() const
 369 {
 370   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 371   if (aShape.IsNull())
 372     return false;
 373   double aFirst, aLast;
 374   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 375   if (aCurve.IsNull() || !aCurve->IsPeriodic())
 376     return false;
 377   aLast += aLast > aFirst ? -aCurve->Period() : aCurve->Period();;
 378
 379   return fabs(aFirst - aLast) < 1.e-9;
 380 }
 381
 382 bool GeomAPI_Edge::isDegenerated() const
 383 {
 384   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 385   if (aShape.IsNull() || aShape.ShapeType() != TopAbs_EDGE)
 386     return false;
 387   return BRep_Tool::Degenerated(TopoDS::Edge(aShape));
 388 }
 389
 390 void GeomAPI_Edge::setFirstPointTolerance(const double theTolerance)
 391 {
 392   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 393   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 394   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 395   BRep_Builder().UpdateVertex(aVFirst, theTolerance);
 396 }
 397
 398 void GeomAPI_Edge::setLastPointTolerance(const double theTolerance)
 399 {
 400   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 401   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 402   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 403   BRep_Builder().UpdateVertex(aVLast, theTolerance);
 404 }
 405
 406 GeomPointPtr GeomAPI_Edge::middlePoint() const
 407 {
 408   GeomPointPtr aMiddlePoint;
 409
 410   const TopoDS_Edge& anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 411   if (anEdge.IsNull())
 412     return aMiddlePoint;
 413   double aFirst, aLast;
 414   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
 415   if (aCurve.IsNull())
 416     return aMiddlePoint;
 417
 418   static const int NB_POINTS = 3;
 419   GeomAdaptor_Curve aCurveAdaptor(aCurve, aFirst, aLast);
 420   GCPnts_UniformAbscissa anAlgo(aCurveAdaptor, NB_POINTS);
 421   if (anAlgo.IsDone()) {
 422     gp_Pnt aPnt = aCurveAdaptor.Value(anAlgo.Parameter(2));
 423     aMiddlePoint = GeomPointPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 424   }
 425   return aMiddlePoint;
 426 }