src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_Placement.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-20xx CEA/DEN, EDF R&D
   2
   3 // File:        GeomAlgoAPI_Placement.cpp
   4 // Created:     2 Dec 2014
   5 // Author:      Artem ZHIDKOV
   6
   7 #include <GeomAlgoAPI_Placement.h>
   8 #include <GeomAlgoAPI_DFLoader.h>
   9
  10 #include <GeomAPI_Edge.h>
  11 #include <GeomAPI_Lin.h>
  12 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  13 #include <GeomAPI_Pln.h>
  14 #include <GeomAPI_Vertex.h>
  15 #include <GeomAPI_XYZ.h>
  16
  17 #include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>
  18 #include <gp_Trsf.hxx>
  19 #include <gp_Quaternion.hxx>
  20 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  21 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  22 #include <BRepClass3d_SolidClassifier.hxx>
  23 #include <GProp_GProps.hxx>
  24 #include <BRepGProp.hxx>
  25 #include <Precision.hxx>
  26
  27 #define DEB_PLACEMENT 1
  28 GeomAlgoAPI_Placement::GeomAlgoAPI_Placement(
  29   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceSolid,
  30   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestSolid,
  31   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceShape,
  32   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestShape,
  33   bool theIsReverse,
  34   bool theIsCentering,
  35   bool theSimpleTransform)
  36   : myDone(false),
  37   myShape(new GeomAPI_Shape())
  38 {
  39   build(theSourceSolid, theDestSolid, theSourceShape, theDestShape,
  40     theIsReverse, theIsCentering, theSimpleTransform);
  41 }
  42
  43 void GeomAlgoAPI_Placement::build(
  44   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceSolid,
  45   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestSolid,
  46   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceShape,
  47   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestShape,
  48   bool theIsReverse,
  49   bool theIsCentering,
  50   bool theSimpleTransform)
  51 {
  52   // Filling the parameters of the objects
  53   static const int aNbObjects = 2;
  54   gp_Pnt aSrcDstPoints[aNbObjects]; // points on the selected objects (0 - source, 1 - destination)
  55   gp_Vec aSrcDstNormals[aNbObjects]; // normal vectors, if planar faces are selected
  56   gp_Vec aSrcDstDirections[aNbObjects]; // directions of linear edges
  57   bool hasNormal[aNbObjects];
  58   bool hasDirection[aNbObjects];
  59   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShapes[aNbObjects] = {theSourceShape, theDestShape};
  60
  61   for (int i = 0; i < aNbObjects; i++) {
  62     if (aShapes[i]->isFace()) {
  63       std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aFace(new GeomAPI_Face(aShapes[i]));
  64       std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPlane = aFace->getPlane();
  65       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aPlane->direction();
  66       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLoc = aPlane->location();
  67       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
  68       aSrcDstNormals[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  69     } else if (aShapes[i]->isEdge()) {
  70       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShapes[i]));
  71       std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> aLine = anEdge->line();
  72       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aLine->direction();
  73       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPnt = anEdge->firstPoint();
  74       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPnt = anEdge->lastPoint();
  75       std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLoc = aFirstPnt->xyz()->added(aLastPnt->xyz())->multiplied(0.5);
  76       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
  77       aSrcDstDirections[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  78     } else if (aShapes[i]->isVertex()) {
  79       std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex(aShapes[i]));
  80       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aVertex->point();
  81       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
  82     } else // something goes wrong
  83       return;
  84     hasNormal[i] = aSrcDstNormals[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  85     hasDirection[i] = aSrcDstDirections[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  86   }
  87
  88   // Initial shapes
  89   const TopoDS_Shape& aSourceShape = theSourceSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  90   const TopoDS_Shape& aDestShape = theDestSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  91   // Check the material of the solids to be on the correct side
  92   BRepClass3d_SolidClassifier aClassifier;
  93   static const double aTransStep = 10. * Precision::Confusion();
  94   if (hasNormal[0]) {
  95     aClassifier.Load(aSourceShape);
  96     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[0];
  97     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[0] * aTransStep);
  98     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
  99     if ((aClassifier.State() == TopAbs_OUT && !theIsReverse) ||
 100       (aClassifier.State() == TopAbs_IN && theIsReverse))
 101       aSrcDstNormals[0].Reverse();
 102   }
 103   if (hasNormal[1]) {
 104     aClassifier.Load(aDestShape);
 105     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[1];
 106     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[1] * aTransStep);
 107     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 108     if (aClassifier.State() == TopAbs_IN)
 109       aSrcDstNormals[1].Reverse();
 110   }
 111
 112   // Calculate directions, which comply the normal, for vertices and edges
 113   if (!hasNormal[0] || !hasNormal[1]) {
 114     if (hasNormal[0] || hasNormal[1]) { // plane with line or vertex
 115       if (hasDirection[0] || hasDirection[1]) { // plane - line
 116         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 117         gp_Vec aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(aSrcDstDirections[anInd]);
 118         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and direction are collinear
 119           aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(
 120             gp_Vec(aSrcDstPoints[1 - anInd], aSrcDstPoints[anInd]));
 121           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and points direction are collinear
 122             if (Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 123               Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 124               aVec = gp::DX();
 125             else
 126               aVec = gp::DY();
 127           }
 128         }
 129         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 130       } else { // plane - point
 131         int anInd = hasNormal[0] ? 1 : 0;
 132         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstNormals[1 - anInd];
 133       }
 134     } else {
 135       if (hasDirection[0] && hasDirection[1]) { // line - line
 136         gp_Vec aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(aSrcDstDirections[1]);
 137         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are parallel
 138           aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]));
 139           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are equal
 140             if (Abs(aSrcDstDirections[0].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 141               Abs(aSrcDstDirections[0].Z()) >= Precision::Confusion())
 142               aVec = gp::DX();
 143             else
 144               aVec = gp::DY();
 145           }
 146         }
 147         aSrcDstNormals[0] = aSrcDstDirections[0].Crossed(aVec);
 148         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 149         aSrcDstNormals[1] = aSrcDstDirections[1].Crossed(aVec);
 150         aSrcDstNormals[1].Normalize();
 151         if (aSrcDstDirections[0].Dot(aSrcDstDirections[1]) < -Precision::Confusion())
 152           aSrcDstNormals[1].Reverse();
 153       } else if (!hasDirection[0] && !hasDirection[1]) { // point - point
 154         aSrcDstNormals[0] = gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]);
 155         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 156         aSrcDstNormals[1] = -aSrcDstNormals[0];
 157       } else { // line - point
 158         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 159         gp_Vec aVec(aSrcDstPoints[anInd], aSrcDstPoints[1 - anInd]);
 160         aVec.Cross(aSrcDstDirections[anInd]);
 161         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // point is on line
 162           if (Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 163             Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 164             aVec = gp::DX();
 165           else
 166             aVec = gp::DY();
 167         }
 168         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 169         aSrcDstNormals[1 - anInd] = aSrcDstNormals[anInd];
 170       }
 171     }
 172   }
 173
 174   // Reverse the normal if it was not done before
 175   if (!hasNormal[0] && theIsReverse)
 176     aSrcDstNormals[0].Reverse();
 177
 178   // Calculate transformation
 179   gp_Trsf aTrsf;
 180   gp_Vec aSrcDir = aSrcDstNormals[0];
 181   gp_Vec aDstDir = aSrcDstNormals[1];
 182   // Calculate rotation
 183   gp_Quaternion aRot(aSrcDir, aDstDir);
 184   aTrsf.SetRotation(aRot);
 185   // Calculate translation
 186   gp_Vec aSrcLoc(aSrcDstPoints[0].XYZ());
 187   gp_Vec aDstLoc(aSrcDstPoints[1].XYZ());
 188   if (!theIsCentering)
 189     aDstLoc = aSrcLoc + gp_Vec(aDstDir) * (aDstLoc-aSrcLoc).Dot(aDstDir);
 190   aSrcLoc.Transform(aTrsf);
 191   gp_Vec aTrans = aDstLoc - aSrcLoc;
 192   aTrsf.SetTransformation(aRot, aTrans);
 193
 194   if (theSimpleTransform) { // just add transformation
 195     TopLoc_Location aDelta(aTrsf);
 196     TopoDS_Shape aResult = aSourceShape.Moved(aDelta);
 197     myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 198   } else { // internal rebuild of the shape
 199     // Transform the shape with copying it
 200     BRepBuilderAPI_Transform* aBuilder = new BRepBuilderAPI_Transform(aSourceShape, aTrsf, true);
 201     if(aBuilder) {
 202       setImpl(aBuilder);
 203       myDone = aBuilder->IsDone() == Standard_True;
 204       if (myDone) {
 205         TopoDS_Shape aResult = aBuilder->Shape();
 206         // fill data map to keep correct orientation of sub-shapes
 207         for (TopExp_Explorer Exp(aResult,TopAbs_FACE); Exp.More(); Exp.Next()) {
 208           std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aCurrentShape(new GeomAPI_Shape());
 209           aCurrentShape->setImpl(new TopoDS_Shape(Exp.Current()));
 210           myMap.bind(aCurrentShape, aCurrentShape);
 211         }
 212   #ifdef DEB_PLACEMENT
 213         int aNum = myMap.size();
 214         cout << "MAP of Oriented shapes =" << aNum <<endl;
 215
 216   #endif
 217
 218         myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 219         myMkShape = new GeomAlgoAPI_MakeShape (aBuilder);
 220       }
 221     }
 222   }
 223 }
 224
 225 //============================================================================
 226 const bool GeomAlgoAPI_Placement::isValid() const
 227 {
 228   if (myShape.get()) { // only for not-simple transform
 229     BRepCheck_Analyzer aChecker(myShape->impl<TopoDS_Shape>());
 230     return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 231   }
 232   return true;
 233 }
 234
 235 //============================================================================
 236 const bool GeomAlgoAPI_Placement::hasVolume() const
 237 {
 238   bool hasVolume(false);
 239   if(isValid()) {
 240     const TopoDS_Shape& aRShape = myShape->impl<TopoDS_Shape>();
 241     GProp_GProps aGProp;
 242     BRepGProp::VolumeProperties(aRShape, aGProp);
 243     if(aGProp.Mass() > Precision::Confusion())
 244       hasVolume = true;
 245   }
 246   return hasVolume;
 247 }
 248
 249 //============================================================================
 250 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Placement::shape () const
 251 {
 252   return myShape;
 253 }
 254
 255 //============================================================================
 256 void GeomAlgoAPI_Placement::mapOfShapes (GeomAPI_DataMapOfShapeShape& theMap) const
 257 {
 258   theMap = myMap;
 259 }
 260
 261 //============================================================================
 262 GeomAlgoAPI_MakeShape * GeomAlgoAPI_Placement::makeShape() const
 263 {
 264   return myMkShape;
 265 }
 266
 267 //============================================================================
 268 GeomAlgoAPI_Placement::~GeomAlgoAPI_Placement()
 269 {
 270   if (!empty())
 271     myMap.clear();
 272 }