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