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[modules/shaper.git] / src / GeomAPI / GeomAPI_Solid.cpp
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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
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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
18 // email : webmaster.salome@opencascade.com<mailto:webmaster.salome@opencascade.com>
19 //
20
21 #include "GeomAPI_Solid.h"
22
23 #include "GeomAPI_Box.h"
24 #include "GeomAPI_Cone.h"
25 #include "GeomAPI_Cylinder.h"
26 #include "GeomAPI_Dir.h"
27 #include "GeomAPI_Face.h"
28 #include "GeomAPI_Pln.h"
29 #include "GeomAPI_Pnt.h"
30 #include "GeomAPI_Shell.h"
31 #include "GeomAPI_Sphere.h"
32 #include "GeomAPI_Torus.h"
33 #include "GeomAPI_XYZ.h"
34
35 #include <BRep_Builder.hxx>
36 #include <BRepGProp.hxx>
37 #include <GProp_GProps.hxx>
38 #include <Precision.hxx>
39 #include <TopExp_Explorer.hxx>
40 #include <TopoDS_Wire.hxx>
41
42 //==================================================================================================
43 GeomAPI_Solid::GeomAPI_Solid() : GeomAPI_Shape()
44 {
45 }
46
47 //==================================================================================================
48 GeomAPI_Solid::GeomAPI_Solid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theShape)
49 {
50   if (!theShape->isNull() && theShape->isSolid()) {
51     setImpl(new TopoDS_Shape(theShape->impl<TopoDS_Shape>()));
52   }
53 }
54
55 //==================================================================================================
56 std::shared_ptr<GeomAPI_Sphere> GeomAPI_Solid::getSphere() const
57 {
58   GeomSpherePtr aSphere;
59   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
60   if (aShells.size() == 1)
61     aSphere = aShells.front()->shell()->getSphere();
62   return aSphere;
63 }
64
65 //==================================================================================================
66 std::shared_ptr<GeomAPI_Cylinder> GeomAPI_Solid::getCylinder() const
67 {
68   bool isCylinder = false;
69
70   GeomPointPtr aLocation;
71   GeomDirPtr anAxis;
72   double aRadius;
73   double aHeight;
74
75   GeomPlanePtr aCaps[2];
76
77   for (TopExp_Explorer anExp(impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_FACE); anExp.More(); anExp.Next()) {
78     GeomFacePtr aFace(new GeomAPI_Face);
79     aFace->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
80
81     GeomCylinderPtr aCurCyl = aFace->getCylinder();
82     if (aCurCyl) {
83       if (isCylinder) { // at least one cylindrical face is found
84         // compare radii
85         if (Abs(aRadius - aCurCyl->radius()) >= Precision::Confusion() ||
86           // check directions are collinear
87           !anAxis->isParallel(aCurCyl->axis()) ||
88           // check current center is on the main axis
89           anAxis->xyz()->cross(aLocation->xyz()->decreased(aCurCyl->location()->xyz())
90           )->squareModulus() >= Precision::SquareConfusion()) {
91           isCylinder = false;
92           break;
93         }
94       }
95       else { // first cylinder is found
96         aLocation = aCurCyl->location();
97         if (anAxis) {
98           // the plane is found => compare directions
99           if (!anAxis->isParallel(aCurCyl->axis()))
100             break;
101         }
102         else
103           anAxis = aCurCyl->axis();
104         aRadius = aCurCyl->radius();
105         aHeight = aCurCyl->height();
106         isCylinder = true;
107       }
108     }
109     else {
110       // check the face is planar
111       bool isPlaneApplicable = false;
112       GeomPlanePtr aCurPln = aFace->getPlane();
113       if (aCurPln) {
114         // verify the plane is already exists
115         int aLastPlanIndex = 0;
116         while (aLastPlanIndex < 2) {
117           if (!aCaps[aLastPlanIndex]) {
118             // add new plane
119             aCaps[aLastPlanIndex] = aCurPln;
120             break;
121           }
122           if (aCaps[aLastPlanIndex]->isCoincident(aCurPln))
123             break;
124           ++aLastPlanIndex;
125         }
126
127         isPlaneApplicable = aLastPlanIndex < 2;
128       }
129
130       if (isPlaneApplicable) {
131         if (!anAxis) // no cylinder is found, store the normal as further cylinder's axis
132           anAxis = aCurPln->direction();
133       }
134       else {
135         isCylinder = false;
136         break;
137       }
138     }
139   }
140
141   isCylinder = isCylinder && aCaps[0] && aCaps[1] &&
142                aCaps[0]->direction()->isParallel(anAxis) &&
143                aCaps[1]->direction()->isParallel(anAxis);
144
145   GeomCylinderPtr aCylinder;
146   if (isCylinder) {
147     // intersect planes with cylinder's axis
148     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anAxisXYZ = anAxis->xyz();
149     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLocationXYZ = aLocation->xyz();
150     double aParam0 = anAxisXYZ->dot( aCaps[0]->location()->xyz()->decreased(aLocationXYZ) );
151     double aParam1 = anAxisXYZ->dot( aCaps[1]->location()->xyz()->decreased(aLocationXYZ) );
152     if (aParam0 > aParam1 + Precision::Confusion()) {
153       double tmp = aParam0;
154       aParam0 = aParam1;
155       aParam1 = tmp;
156     }
157
158     // update location of cylinder to be coincident with one of planes
159     aLocation->setX(aLocation->x() + aParam0 * anAxis->x());
160     aLocation->setY(aLocation->y() + aParam0 * anAxis->y());
161     aLocation->setZ(aLocation->z() + aParam0 * anAxis->z());
162
163     aHeight = aParam1 - aParam0;
164
165     aCylinder = GeomCylinderPtr(new GeomAPI_Cylinder(aLocation, anAxis, aRadius, aHeight));
166   }
167   return aCylinder;
168 }
169
170 //==================================================================================================
171 std::shared_ptr<GeomAPI_Cone> GeomAPI_Solid::getCone() const
172 {
173   bool isCone = false;
174
175   GeomPointPtr anApex;
176   GeomDirPtr anAxis;
177   double aSemiAngle;
178   double aHeight;
179
180   GeomPlanePtr aCaps[2];
181
182   for (TopExp_Explorer anExp(impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_FACE); anExp.More(); anExp.Next()) {
183     GeomFacePtr aFace(new GeomAPI_Face);
184     aFace->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
185
186     GeomConePtr aCurCone = aFace->getCone();
187     if (aCurCone) {
188       if (isCone) { // at least one conical face is found
189         // check equal apexes
190         if (anApex->distance(aCurCone->apex()) >= Precision::Confusion() ||
191         // check semi-angle
192             Abs(aSemiAngle - aCurCone->semiAngle() >= Precision::Confusion()) ||
193         // check axes are collinear
194             !anAxis->isParallel(aCurCone->axis())) {
195           isCone = false;
196           break;
197         }
198       }
199       else { // first cone is found
200         anApex = aCurCone->apex();
201         if (anAxis) {
202           // the plane is found => compare directions
203           if (!anAxis->isParallel(aCurCone->axis()))
204             break;
205         }
206         else
207           anAxis = aCurCone->axis();
208         aSemiAngle = aCurCone->semiAngle();
209         aHeight = aCurCone->height();
210         isCone = true;
211       }
212     }
213     else {
214       // check the face is planar
215       bool isPlaneApplicable = false;
216       GeomPlanePtr aCurPln = aFace->getPlane();
217       if (aCurPln) {
218         // verify the plane is already exists
219         int aLastPlanIndex = 0;
220         while (aLastPlanIndex < 2) {
221           if (!aCaps[aLastPlanIndex]) {
222             // add new plane
223             aCaps[aLastPlanIndex] = aCurPln;
224             break;
225           }
226           if (aCaps[aLastPlanIndex]->isCoincident(aCurPln))
227             break;
228           ++aLastPlanIndex;
229         }
230
231         isPlaneApplicable = aLastPlanIndex < 2;
232       }
233
234       if (isPlaneApplicable) {
235         if (!anAxis) // no cone is found, store the normal as further cone's axis
236           anAxis = aCurPln->direction();
237       }
238       else {
239         isCone = false;
240         break;
241       }
242     }
243   }
244
245   isCone = isCone && aCaps[0] && aCaps[0]->direction()->isParallel(anAxis);
246   if (isCone && aCaps[1]) // cone map have only one cap, if it is bounded by the apex
247     isCone = aCaps[1]->direction()->isParallel(anAxis);
248
249   GeomConePtr aCone;
250   if (isCone) {
251     // intersect planes with cone's axis
252     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anAxisXYZ = anAxis->xyz();
253     std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> anApexXYZ = anApex->xyz();
254     double aParam0 = anAxisXYZ->dot(aCaps[0]->location()->xyz()->decreased(anApexXYZ));
255     double aParam1 =
256         aCaps[1] ? anAxisXYZ->dot(aCaps[1]->location()->xyz()->decreased(anApexXYZ)) : 0.0;
257     if (aParam0 <= 0.0 && aParam1 <= 0.0) {
258       // reverse axis to make smaller cap be the first
259       anAxis->reverse();
260       aParam0 = -aParam0;
261       aParam1 = -aParam1;
262     }
263     if (aParam0 > aParam1 + Precision::Confusion()) {
264       double tmp = aParam0;
265       aParam0 = aParam1;
266       aParam1 = tmp;
267     }
268
269     // calculate location of cone to be coincident with one of planes
270     GeomPointPtr aLocation(new GeomAPI_Pnt(
271         anApex->x() + aParam0 * anAxis->x(),
272         anApex->y() + aParam0 * anAxis->y(),
273         anApex->z() + aParam0 * anAxis->z()));
274
275     // calculate radii of caps
276     aParam0 *= Tan(aSemiAngle);
277     aParam1 *= Tan(aSemiAngle);
278
279     aCone = GeomConePtr(new GeomAPI_Cone(aLocation, anAxis, aSemiAngle, aParam0, aParam1));
280   }
281   return aCone;
282 }
283
284 //==================================================================================================
285 std::shared_ptr<GeomAPI_Torus> GeomAPI_Solid::getTorus() const
286 {
287   GeomTorusPtr aTorus;
288   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
289   if (aShells.size() == 1)
290     aTorus = aShells.front()->shell()->getTorus();
291   return aTorus;
292 }
293
294 //==================================================================================================
295 std::shared_ptr<GeomAPI_Box> GeomAPI_Solid::getParallelepiped() const
296 {
297   GeomBoxPtr aBox;
298   ListOfShape aShells = subShapes(SHELL);
299   if (aShells.size() == 1)
300     aBox = aShells.front()->shell()->getParallelepiped();
301   return aBox;
302 }
303
304 //==================================================================================================
305 GeomPointPtr GeomAPI_Solid::middlePoint() const
306 {
307   GeomPointPtr anInnerPoint;
308
309   const TopoDS_Solid& aSolid = impl<TopoDS_Solid>();
310   if (aSolid.IsNull())
311     return anInnerPoint;
312
313   GProp_GProps aProps;
314   BRepGProp::SurfaceProperties(aSolid, aProps, 1.e-4);
315
316   gp_Pnt aPnt = aProps.CentreOfMass();
317   anInnerPoint = GeomPointPtr(new GeomAPI_Pnt(aPnt.X(), aPnt.Y(), aPnt.Z()));
318   return anInnerPoint;
319 }