src/GeomAPI/GeomAPI_Solid.cpp

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   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  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_Solid.h"
  21
  22 #include "GeomAPI_Box.h"
  23 #include "GeomAPI_Cone.h"
  24 #include "GeomAPI_Cylinder.h"
  25 #include "GeomAPI_Dir.h"
  26 #include "GeomAPI_Face.h"
  27 #include "GeomAPI_Pln.h"
  28 #include "GeomAPI_Pnt.h"
  29 #include "GeomAPI_Shell.h"
  30 #include "GeomAPI_Sphere.h"
  31 #include "GeomAPI_Torus.h"
  32 #include "GeomAPI_XYZ.h"
  33
  34 #include <BRep_Builder.hxx>
  35 #include <BRepGProp.hxx>
  36 #include <GProp_GProps.hxx>
  37 #include <Precision.hxx>
  38 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  39 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  40
  41 //==================================================================================================
  42 GeomAPI_Solid::GeomAPI_Solid() : GeomAPI_Shape()
  43 {
  44 }
  45
  46 //==================================================================================================
  47 GeomAPI_Solid::GeomAPI_Solid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theShape)
  48 {
  49   if (!theShape->isNull() && theShape->isSolid()) {
  50     setImpl(new TopoDS_Shape(theShape->impl<TopoDS_Shape>()));
  51   }
  52 }
  53
  54 //==================================================================================================
  55 std::shared_ptr<GeomAPI_Sphere> GeomAPI_Solid::getSphere() const
  56 {
  57   GeomSpherePtr aSphere;
  58   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
  59   if (aShells.size() == 1)
  60     aSphere = aShells.front()->shell()->getSphere();
  61   return aSphere;
  62 }
  63
  64 //==================================================================================================
  65 std::shared_ptr<GeomAPI_Cylinder> GeomAPI_Solid::getCylinder() const
  66 {
  67   bool isCylinder = false;
  68
  69   GeomPointPtr aLocation;
  70   GeomDirPtr anAxis;
  71   double aRadius = 0.0;
  72   double aHeight = 0.0;
  73
  74   GeomPlanePtr aCaps[2];
  75
  76   for (TopExp_Explorer anExp(impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_FACE); anExp.More(); anExp.Next()) {
  77     GeomFacePtr aFace(new GeomAPI_Face);
  78     aFace->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
  79
  80     GeomCylinderPtr aCurCyl = aFace->getCylinder();
  81     if (aCurCyl) {
  82       if (isCylinder) { // at least one cylindrical face is found
  83         // compare radii
  84         if (Abs(aRadius - aCurCyl->radius()) >= Precision::Confusion() ||
  85           // check directions are collinear
  86           !anAxis->isParallel(aCurCyl->axis()) ||
  87           // check current center is on the main axis
  88           anAxis->xyz()->cross(aLocation->xyz()->decreased(aCurCyl->location()->xyz())
  89           )->squareModulus() >= Precision::SquareConfusion()) {
  90           isCylinder = false;
  91           break;
  92         }
  93       }
  94       else { // first cylinder is found
  95         aLocation = aCurCyl->location();
  96         if (anAxis) {
  97           // the plane is found => compare directions
  98           if (!anAxis->isParallel(aCurCyl->axis()))
  99             break;
 100         }
 101         else
 102           anAxis = aCurCyl->axis();
 103         aRadius = aCurCyl->radius();
 104         aHeight = aCurCyl->height();
 105         isCylinder = true;
 106       }
 107     }
 108     else {
 109       // check the face is planar
 110       bool isPlaneApplicable = false;
 111       GeomPlanePtr aCurPln = aFace->getPlane();
 112       if (aCurPln) {
 113         // verify the plane is already exists
 114         int aLastPlanIndex = 0;
 115         while (aLastPlanIndex < 2) {
 116           if (!aCaps[aLastPlanIndex]) {
 117             // add new plane
 118             aCaps[aLastPlanIndex] = aCurPln;
 119             break;
 120           }
 121           if (aCaps[aLastPlanIndex]->isCoincident(aCurPln))
 122             break;
 123           ++aLastPlanIndex;
 124         }
 125
 126         isPlaneApplicable = aLastPlanIndex < 2;
 127       }
 128
 129       if (isPlaneApplicable) {
 130         if (!anAxis) // no cylinder is found, store the normal as further cylinder's axis
 131           anAxis = aCurPln->direction();
 132       }
 133       else {
 134         isCylinder = false;
 135         break;
 136       }
 137     }
 138   }
 139
 140   isCylinder = isCylinder && aCaps[0] && aCaps[1] &&
 141                aCaps[0]->direction()->isParallel(anAxis) &&
 142                aCaps[1]->direction()->isParallel(anAxis);
 143
 144   GeomCylinderPtr aCylinder;
 145   if (isCylinder) {
 146     // intersect planes with cylinder's axis
 147     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anAxisXYZ = anAxis->xyz();
 148     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLocationXYZ = aLocation->xyz();
 149     double aParam0 = anAxisXYZ->dot( aCaps[0]->location()->xyz()->decreased(aLocationXYZ) );
 150     double aParam1 = anAxisXYZ->dot( aCaps[1]->location()->xyz()->decreased(aLocationXYZ) );
 151     if (aParam0 > aParam1 + Precision::Confusion()) {
 152       double tmp = aParam0;
 153       aParam0 = aParam1;
 154       aParam1 = tmp;
 155     }
 156
 157     // update location of cylinder to be coincident with one of planes
 158     aLocation->setX(aLocation->x() + aParam0 * anAxis->x());
 159     aLocation->setY(aLocation->y() + aParam0 * anAxis->y());
 160     aLocation->setZ(aLocation->z() + aParam0 * anAxis->z());
 161
 162     aHeight = aParam1 - aParam0;
 163
 164     aCylinder = GeomCylinderPtr(new GeomAPI_Cylinder(aLocation, anAxis, aRadius, aHeight));
 165   }
 166   return aCylinder;
 167 }
 168
 169 //==================================================================================================
 170 std::shared_ptr<GeomAPI_Cone> GeomAPI_Solid::getCone() const
 171 {
 172   bool isCone = false;
 173
 174   GeomPointPtr anApex;
 175   GeomDirPtr anAxis;
 176   double aSemiAngle = 0.0;
 177
 178   GeomPlanePtr aCaps[2];
 179
 180   for (TopExp_Explorer anExp(impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_FACE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 181     GeomFacePtr aFace(new GeomAPI_Face);
 182     aFace->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 183
 184     GeomConePtr aCurCone = aFace->getCone();
 185     if (aCurCone) {
 186       if (isCone) { // at least one conical face is found
 187         // check equal apexes
 188         if (anApex->distance(aCurCone->apex()) >= Precision::Confusion() ||
 189         // check semi-angle
 190             Abs(aSemiAngle - aCurCone->semiAngle() >= Precision::Confusion()) ||
 191         // check axes are collinear
 192             !anAxis->isParallel(aCurCone->axis())) {
 193           isCone = false;
 194           break;
 195         }
 196       }
 197       else { // first cone is found
 198         anApex = aCurCone->apex();
 199         if (anAxis) {
 200           // the plane is found => compare directions
 201           if (!anAxis->isParallel(aCurCone->axis()))
 202             break;
 203         }
 204         else
 205           anAxis = aCurCone->axis();
 206         aSemiAngle = aCurCone->semiAngle();
 207         isCone = true;
 208       }
 209     }
 210     else {
 211       // check the face is planar
 212       bool isPlaneApplicable = false;
 213       GeomPlanePtr aCurPln = aFace->getPlane();
 214       if (aCurPln) {
 215         // verify the plane is already exists
 216         int aLastPlanIndex = 0;
 217         while (aLastPlanIndex < 2) {
 218           if (!aCaps[aLastPlanIndex]) {
 219             // add new plane
 220             aCaps[aLastPlanIndex] = aCurPln;
 221             break;
 222           }
 223           if (aCaps[aLastPlanIndex]->isCoincident(aCurPln))
 224             break;
 225           ++aLastPlanIndex;
 226         }
 227
 228         isPlaneApplicable = aLastPlanIndex < 2;
 229       }
 230
 231       if (isPlaneApplicable) {
 232         if (!anAxis) // no cone is found, store the normal as further cone's axis
 233           anAxis = aCurPln->direction();
 234       }
 235       else {
 236         isCone = false;
 237         break;
 238       }
 239     }
 240   }
 241
 242   isCone = isCone && aCaps[0] && aCaps[0]->direction()->isParallel(anAxis);
 243   if (isCone && aCaps[1]) // cone map have only one cap, if it is bounded by the apex
 244     isCone = aCaps[1]->direction()->isParallel(anAxis);
 245
 246   GeomConePtr aCone;
 247   if (isCone) {
 248     // intersect planes with cone's axis
 249     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anAxisXYZ = anAxis->xyz();
 250     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anApexXYZ = anApex->xyz();
 251     double aParam0 = anAxisXYZ->dot(aCaps[0]->location()->xyz()->decreased(anApexXYZ));
 252     double aParam1 =
 253         aCaps[1] ? anAxisXYZ->dot(aCaps[1]->location()->xyz()->decreased(anApexXYZ)) : 0.0;
 254     if (aParam0 <= 0.0 && aParam1 <= 0.0) {
 255       // reverse axis to make smaller cap be the first
 256       anAxis->reverse();
 257       aParam0 = -aParam0;
 258       aParam1 = -aParam1;
 259     }
 260     if (aParam0 > aParam1 + Precision::Confusion()) {
 261       double tmp = aParam0;
 262       aParam0 = aParam1;
 263       aParam1 = tmp;
 264     }
 265
 266     // calculate location of cone to be coincident with one of planes
 267     GeomPointPtr aLocation(new GeomAPI_Pnt(
 268         anApex->x() + aParam0 * anAxis->x(),
 269         anApex->y() + aParam0 * anAxis->y(),
 270         anApex->z() + aParam0 * anAxis->z()));
 271
 272     // calculate radii of caps
 273     aParam0 *= Tan(aSemiAngle);
 274     aParam1 *= Tan(aSemiAngle);
 275
 276     aCone = GeomConePtr(new GeomAPI_Cone(aLocation, anAxis, aSemiAngle, aParam0, aParam1));
 277   }
 278   return aCone;
 279 }
 280
 281 //==================================================================================================
 282 std::shared_ptr<GeomAPI_Torus> GeomAPI_Solid::getTorus() const
 283 {
 284   GeomTorusPtr aTorus;
 285   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
 286   if (aShells.size() == 1)
 287     aTorus = aShells.front()->shell()->getTorus();
 288   return aTorus;
 289 }
 290
 291 //==================================================================================================
 292 std::shared_ptr<GeomAPI_Box> GeomAPI_Solid::getParallelepiped() const
 293 {
 294   GeomBoxPtr aBox;
 295   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
 296   if (aShells.size() == 1)
 297     aBox = aShells.front()->shell()->getParallelepiped();
 298   return aBox;
 299 }
 300
 301 //==================================================================================================
 302 GeomPointPtr GeomAPI_Solid::middlePoint() const
 303 {
 304   GeomPointPtr anInnerPoint;
 305
 306   const TopoDS_Solid& aSolid = impl<TopoDS_Solid>();
 307   if (aSolid.IsNull())
 308     return anInnerPoint;
 309
 310   GProp_GProps aProps;
 311   BRepGProp::VolumeProperties(aSolid, aProps, 1.e-4);
 312
 313   gp_Pnt aPnt = aProps.CentreOfMass();
 314   anInnerPoint = GeomPointPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
 315   return anInnerPoint;
 316 }