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_ExtremaCurveCurve.hxx>
  45 #include <GeomAPI_ExtremaCurveSurface.hxx>
  46 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  47 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  48 #include <gp_Ax1.hxx>
  49 #include <gp_Pln.hxx>
  50 #include <gp_Elips.hxx>
  51 #include <TopExp.hxx>
  52
  53 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  54
  55 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge()
  56 {
  57   TopoDS_Edge* anEdge = new TopoDS_Edge;
  58
  59   BRep_Builder aBuilder;
  60   aBuilder.MakeEdge(*anEdge);
  61
  62   setImpl(anEdge);
  63 }
  64
  65 GeomAPI_Edge::GeomAPI_Edge(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theShape)
  66 {
  67   if (!theShape->isNull() && theShape->isEdge()) {
  68     setImpl(new TopoDS_Shape(theShape->impl<TopoDS_Shape>()));
  69   }
  70 }
  71
  72 static Handle(Geom_Curve) baseCurve(const TopoDS_Edge& theEdge)
  73 {
  74   double aFirst, aLast;
  75   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(theEdge, aFirst, aLast);
  76   while (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))) {
  77     Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aCurve);
  78     aCurve = tc->BasisCurve();
  79   }
  80   return aCurve;
  81 }
  82
  83 bool GeomAPI_Edge::isSameGeometry(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape) const
  84 {
  85   if (!theShape->isEdge())
  86     return false;
  87   if (isSame(theShape))
  88     return true;
  89
  90   TopoDS_Edge anOwnEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
  91   TopoDS_Edge anOtherEdge = TopoDS::Edge(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
  92
  93   Handle(Geom_Curve) anOwnCurve = baseCurve(anOwnEdge);
  94   Handle(Geom_Curve) anOtherCurve = baseCurve(anOtherEdge);
  95   GeomAPI_ExtremaCurveCurve anExtrema(anOwnCurve, anOtherCurve);
  96
  97   bool isSame = anExtrema.Extrema().IsParallel() &&
  98                 anExtrema.TotalLowerDistance() < Precision::Confusion();
  99   return isSame;
 100 }
 101
 102 bool GeomAPI_Edge::isLine() const
 103 {
 104   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 105   double aFirst, aLast;
 106   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 107   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
 108     return false;
 109   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line)))
 110     return true;
 111   return false;
 112 }
 113
 114 /// extracts a circle curve from the arbitrary curve, returns null is it is different type
 115 static Handle(Geom_Circle) circ(const Handle(Geom_Curve) theCurve)
 116 {
 117   Handle(Geom_Circle) aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(theCurve);
 118   if (!aResult.IsNull())
 119     return aResult;
 120   // check this may be a trimmed curve that contains circle inside
 121   Handle(Geom_TrimmedCurve) aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(theCurve);
 122   while(!aTrimmed.IsNull()) {
 123     aResult = Handle(Geom_Circle)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 124     if (!aResult.IsNull())
 125       return aResult;
 126     aTrimmed = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aTrimmed->BasisCurve());
 127   }
 128   return aResult; // null, not circle
 129 }
 130
 131 bool GeomAPI_Edge::isCircle() const
 132 {
 133   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 134   double aFirst, aLast;
 135   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 136   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 137     // Check the difference of first and last parameters to be equal to the curve period
 138     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) < Precision::PConfusion())
 139       return true;
 140   }
 141   return false;
 142 }
 143
 144 bool GeomAPI_Edge::isArc() const
 145 {
 146   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 147   double aFirst, aLast;
 148   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 149   if (!circ(aCurve).IsNull()) {
 150     // Check the difference of first and last parameters is not equal the curve period
 151     if (Abs(aLast - aFirst - aCurve->Period()) >= Precision::PConfusion())
 152       return true;
 153   }
 154   return false;
 155 }
 156
 157 bool GeomAPI_Edge::isEllipse() const
 158 {
 159   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 160   double aFirst, aLast;
 161   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 162   if (aCurve.IsNull()) // degenerative edge
 163     return false;
 164   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Ellipse)))
 165     return true;
 166   return false;
 167 }
 168
 169 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::firstPoint()
 170 {
 171   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 172   double aFirst, aLast;
 173   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 174   gp_Pnt aPoint;
 175   aCurve->D0(aFirst, aPoint);
 176   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 177 }
 178
 179 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> GeomAPI_Edge::lastPoint()
 180 {
 181   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 182   double aFirst, aLast;
 183   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 184   gp_Pnt aPoint;
 185   aCurve->D0(aLast, aPoint);
 186   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aPoint.X(), aPoint.Y(), aPoint.Z()));
 187 }
 188
 189 std::shared_ptr<GeomAPI_Circ> GeomAPI_Edge::circle() const
 190 {
 191   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 192   double aFirst, aLast;
 193   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 194   Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 195   if (!aCirc.IsNull()) {
 196     gp_Pnt aLoc = aCirc->Location();
 197     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aCenter(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 198     gp_Dir anAxis = aCirc->Axis().Direction();
 199     std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(anAxis.X(), anAxis.Y(), anAxis.Z()));
 200     return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(new GeomAPI_Circ(aCenter, aDir, aCirc->Radius()));
 201   }
 202   return std::shared_ptr<GeomAPI_Circ>(); // not circle
 203 }
 204
 205 std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> GeomAPI_Edge::ellipse() const
 206 {
 207   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 208   double aFirst, aLast;
 209   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 210   if (!aCurve.IsNull()) {
 211     Handle(Geom_Ellipse) aElips = Handle(Geom_Ellipse)::DownCast(aCurve);
 212     if (!aElips.IsNull()) {
 213       gp_Elips aGpElips = aElips->Elips();
 214       std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse> aEllipse(new GeomAPI_Ellipse());
 215       aEllipse->setImpl(new gp_Elips(aGpElips));
 216       return aEllipse;
 217     }
 218   }
 219   return std::shared_ptr<GeomAPI_Ellipse>(); // not ellipse
 220 }
 221
 222 std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> GeomAPI_Edge::line() const
 223 {
 224   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 225   double aFirst, aLast;
 226   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 227   if (aCurve) {
 228     Handle(Geom_Line) aLine = Handle(Geom_Line)::DownCast(aCurve);
 229     if (aLine) {
 230       gp_Pnt aStartPnt = aLine->Value(aFirst);
 231       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aStart(
 232           new GeomAPI_Pnt(aStartPnt.X(), aStartPnt.Y(), aStartPnt.Z()));
 233       gp_Pnt aEndPnt = aLine->Value(aLast);
 234       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aEnd(
 235           new GeomAPI_Pnt(aEndPnt.X(), aEndPnt.Y(), aEndPnt.Z()));
 236       return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(new GeomAPI_Lin(aStart, aEnd));
 237     }
 238   }
 239   return std::shared_ptr<GeomAPI_Lin>(); // not circle
 240 }
 241
 242
 243 bool GeomAPI_Edge::isEqual(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theEdge) const
 244 {
 245   if (!theEdge.get() || ! theEdge->isEdge())
 246     return false;
 247   const TopoDS_Shape& aMyShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 248   const TopoDS_Shape& aInShape = theEdge->impl<TopoDS_Shape>();
 249
 250   if (aMyShape.IsNull() || aInShape.IsNull())
 251     return false;
 252
 253   if (aMyShape.ShapeType() != aInShape.ShapeType())
 254     return false;
 255
 256   double aMyStart, aMyEnd;
 257   Handle(Geom_Curve) aMyCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aMyShape), aMyStart, aMyEnd);
 258   double aInStart, aInEnd;
 259   Handle(Geom_Curve) aInCurve = BRep_Tool::Curve(TopoDS::Edge(aInShape), aInStart, aInEnd);
 260
 261   // Check that end point parameters are the same
 262   if ((aMyStart != aInStart) || (aMyEnd != aInEnd))
 263     return false;
 264
 265   // Check that curves a the same type
 266   GeomAdaptor_Curve aMyAdaptor(aMyCurve);
 267   GeomAdaptor_Curve aInAdaptor(aInCurve);
 268   if (aMyAdaptor.GetType() != aInAdaptor.GetType())
 269     return false;
 270
 271   // Check that end points are equal
 272   gp_Pnt aMyPnt1 = aMyAdaptor.Value(aMyStart);
 273   gp_Pnt aMyPnt2 = aMyAdaptor.Value(aMyEnd);
 274   gp_Pnt aInPnt1 = aInAdaptor.Value(aInStart);
 275   gp_Pnt aInPnt2 = aInAdaptor.Value(aInEnd);
 276
 277   if ((!aMyPnt1.IsEqual(aInPnt1, Precision::Confusion())) ||
 278     (!aMyPnt2.IsEqual(aInPnt2, Precision::Confusion())))
 279     return false;
 280
 281   return true;
 282 }
 283
 284 // LCOV_EXCL_START
 285 void GeomAPI_Edge::getRange(double& theFirst, double& theLast) const
 286 {
 287   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 288   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, theFirst, theLast);
 289 }
 290
 291 bool GeomAPI_Edge::isInPlane(std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane) const
 292 {
 293   double aFirst, aLast;
 294   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 295   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 296   if (aCurve.IsNull())
 297     return false;
 298
 299   double A, B, C, D;
 300   thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 301   gp_Pln aPlane(A, B, C, D);
 302
 303   bool inPlane = false;
 304   if (aCurve->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_Line))) {
 305     // check start and end points on the plane
 306     gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 307     gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 308     inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 309               aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 310   } else {
 311     Handle(Geom_Circle) aCirc = circ(aCurve);
 312     if (!aCirc.IsNull()) {
 313       gp_Pnt aCenter = aCirc->Location();
 314       Standard_Real aDot = aPlane.Axis().Direction().Dot(aCirc->Axis().Direction());
 315       inPlane = aPlane.SquareDistance(aCenter) < Precision::SquareConfusion() &&
 316                 Abs(Abs(aDot) - 1.0) < Precision::Confusion();
 317     } else {
 318       // three points checking
 319       gp_Pnt aFirstPnt = aCurve->Value(aFirst);
 320       gp_Pnt aMidPnt = aCurve->Value((aFirst + aLast) / 2.);
 321       gp_Pnt aLastPnt = aCurve->Value(aLast);
 322       inPlane = aPlane.SquareDistance(aFirstPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 323                 aPlane.SquareDistance(aMidPnt) < Precision::SquareConfusion() &&
 324                 aPlane.SquareDistance(aLastPnt) < Precision::SquareConfusion();
 325     }
 326   }
 327   return inPlane;
 328 }
 329 // LCOV_EXCL_STOP
 330
 331 void GeomAPI_Edge::intersectWithPlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> thePlane,
 332                                       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>>& theResult) const
 333 {
 334   double aFirst, aLast;
 335   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 336   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 337   if (!aCurve.IsNull()) {
 338     double A, B, C, D;
 339     thePlane->coefficients(A, B, C, D);
 340     gp_Pln aPln(A, B, C, D);
 341     Handle(Geom_Plane) aPlane = new Geom_Plane(aPln);
 342
 343     // intersect the plane with the curve
 344     GeomAPI_IntCS aIntersect;
 345     aIntersect.Perform(aCurve, aPlane);
 346     if (aIntersect.IsDone() && (aIntersect.NbPoints() > 0)) {
 347       gp_Pnt aPnt;
 348       for (int i = 1; i <= aIntersect.NbPoints(); i++) {
 349         // check the parameter of intersection in the edge range
 350         aIntersect.Parameters(i, A, B, C);
 351         if (aCurve->IsPeriodic())
 352           C = ElCLib::InPeriod(C, aFirst, aFirst + aCurve->Period());
 353         if (C < aFirst - Precision::PConfusion() || C > aLast + Precision::PConfusion())
 354           continue;
 355
 356         // obtain intersection point
 357         aPnt = aIntersect.Point(i);
 358         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPntPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 359         theResult.push_back(aPntPtr);
 360       }
 361     }
 362     else {
 363       // find minimal distance between the plane and the curve
 364       GeomAPI_ExtremaCurveSurface anExtrema(aCurve, aPlane);
 365       double aTolerance = BRep_Tool::Tolerance(TopoDS::Edge(aShape));
 366       if (anExtrema.NbExtrema() > 0 &&
 367           anExtrema.LowerDistance() < aTolerance) {
 368         // distance is lower than tolerance => tangent case
 369         gp_Pnt aPntC, aPntS;
 370         anExtrema.NearestPoints(aPntC, aPntS);
 371         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPntPtr(new GeomAPI_Pnt(aPntS.X(), aPntS.Y(), aPntS.Z()));
 372         theResult.push_back(aPntPtr);
 373       }
 374     }
 375   }
 376 }
 377
 378 double GeomAPI_Edge::length() const
 379 {
 380   const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge(impl<TopoDS_Shape>());
 381   BRepAdaptor_Curve aBRepAdaptor = BRepAdaptor_Curve(anEdge);
 382   Adaptor3d_Curve* anAdaptor3d = &aBRepAdaptor;
 383   return GCPnts_AbscissaPoint::Length(*anAdaptor3d);
 384 }
 385
 386 bool GeomAPI_Edge::isClosed() const
 387 {
 388   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 389   if (aShape.IsNull())
 390     return false;
 391   double aFirst, aLast;
 392   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve((const TopoDS_Edge&)aShape, aFirst, aLast);
 393   if (aCurve.IsNull() || !aCurve->IsPeriodic())
 394     return false;
 395   aLast += aLast > aFirst ? -aCurve->Period() : aCurve->Period();;
 396
 397   return fabs(aFirst - aLast) < 1.e-9;
 398 }
 399
 400 bool GeomAPI_Edge::isDegenerated() const
 401 {
 402   const TopoDS_Shape& aShape = const_cast<GeomAPI_Edge*>(this)->impl<TopoDS_Shape>();
 403   if (aShape.IsNull() || aShape.ShapeType() != TopAbs_EDGE)
 404     return false;
 405   return BRep_Tool::Degenerated(TopoDS::Edge(aShape));
 406 }
 407
 408 void GeomAPI_Edge::setFirstPointTolerance(const double theTolerance)
 409 {
 410   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 411   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 412   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 413   BRep_Builder().UpdateVertex(aVFirst, theTolerance);
 414 }
 415
 416 void GeomAPI_Edge::setLastPointTolerance(const double theTolerance)
 417 {
 418   TopoDS_Edge anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 419   TopoDS_Vertex aVFirst, aVLast;
 420   TopExp::Vertices(anEdge, aVFirst, aVLast);
 421   BRep_Builder().UpdateVertex(aVLast, theTolerance);
 422 }
 423
 424 GeomPointPtr GeomAPI_Edge::middlePoint() const
 425 {
 426   GeomPointPtr aMiddlePoint;
 427
 428   const TopoDS_Edge& anEdge = impl<TopoDS_Edge>();
 429   if (anEdge.IsNull())
 430     return aMiddlePoint;
 431   double aFirst, aLast;
 432   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
 433   if (aCurve.IsNull())
 434     return aMiddlePoint;
 435
 436   static const int NB_POINTS = 3;
 437   GeomAdaptor_Curve aCurveAdaptor(aCurve, aFirst, aLast);
 438   GCPnts_UniformAbscissa anAlgo(aCurveAdaptor, NB_POINTS);
 439   if (anAlgo.IsDone()) {
 440     gp_Pnt aPnt = aCurveAdaptor.Value(anAlgo.Parameter(2));
 441     aMiddlePoint = GeomPointPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 442   }
 443   return aMiddlePoint;
 444 }