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 GeomAlgoAPI_Placement::GeomAlgoAPI_Placement(
  28   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceSolid,
  29   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestSolid,
  30   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceShape,
  31   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestShape,
  32   bool theIsReverse,
  33   bool theIsCentering,
  34   bool theSimpleTransform)
  35   : myDone(false),
  36   myShape(new GeomAPI_Shape())
  37 {
  38   build(theSourceSolid, theDestSolid, theSourceShape, theDestShape,
  39     theIsReverse, theIsCentering, theSimpleTransform);
  40 }
  41
  42 void GeomAlgoAPI_Placement::build(
  43   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceSolid,
  44   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestSolid,
  45   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceShape,
  46   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestShape,
  47   bool theIsReverse,
  48   bool theIsCentering,
  49   bool theSimpleTransform)
  50 {
  51   // Filling the parameters of the objects
  52   static const int aNbObjects = 2;
  53   gp_Pnt aSrcDstPoints[aNbObjects]; // points on the selected objects (0 - source, 1 - destination)
  54   gp_Vec aSrcDstNormals[aNbObjects]; // normal vectors, if planar faces are selected
  55   gp_Vec aSrcDstDirections[aNbObjects]; // directions of linear edges
  56   bool hasNormal[aNbObjects];
  57   bool hasDirection[aNbObjects];
  58   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShapes[aNbObjects] = {theSourceShape, theDestShape};
  59
  60   for (int i = 0; i < aNbObjects; i++) {
  61     if (aShapes[i]->isFace()) {
  62       std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aFace(new GeomAPI_Face(aShapes[i]));
  63       std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPlane = aFace->getPlane();
  64       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aPlane->direction();
  65       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLoc = aPlane->location();
  66       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
  67       aSrcDstNormals[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  68     } else if (aShapes[i]->isEdge()) {
  69       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShapes[i]));
  70       std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> aLine = anEdge->line();
  71       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aLine->direction();
  72       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPnt = anEdge->firstPoint();
  73       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPnt = anEdge->lastPoint();
  74       std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLoc = aFirstPnt->xyz()->added(aLastPnt->xyz())->multiplied(0.5);
  75       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
  76       aSrcDstDirections[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  77     } else if (aShapes[i]->isVertex()) {
  78       std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex(aShapes[i]));
  79       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aVertex->point();
  80       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
  81     } else // something goes wrong
  82       return;
  83     hasNormal[i] = aSrcDstNormals[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  84     hasDirection[i] = aSrcDstDirections[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  85   }
  86
  87   // Initial shapes
  88   const TopoDS_Shape& aSourceShape = theSourceSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  89   const TopoDS_Shape& aDestShape = theDestSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  90   // Check the material of the solids to be on the correct side
  91   BRepClass3d_SolidClassifier aClassifier;
  92   static const double aTransStep = 10. * Precision::Confusion();
  93   if (hasNormal[0]) {
  94     aClassifier.Load(aSourceShape);
  95     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[0];
  96     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[0] * aTransStep);
  97     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
  98     if ((aClassifier.State() == TopAbs_OUT && !theIsReverse) ||
  99       (aClassifier.State() == TopAbs_IN && theIsReverse))
 100       aSrcDstNormals[0].Reverse();
 101   }
 102   if (hasNormal[1]) {
 103     aClassifier.Load(aDestShape);
 104     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[1];
 105     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[1] * aTransStep);
 106     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 107     if (aClassifier.State() == TopAbs_IN)
 108       aSrcDstNormals[1].Reverse();
 109   }
 110
 111   // Calculate directions, which comply the normal, for vertices and edges
 112   if (!hasNormal[0] || !hasNormal[1]) {
 113     if (hasNormal[0] || hasNormal[1]) { // plane with line or vertex
 114       if (hasDirection[0] || hasDirection[1]) { // plane - line
 115         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 116         gp_Vec aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(aSrcDstDirections[anInd]);
 117         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and direction are collinear
 118           aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(
 119             gp_Vec(aSrcDstPoints[1 - anInd], aSrcDstPoints[anInd]));
 120           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and points direction are collinear
 121             if (Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 122               Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 123               aVec = gp::DX();
 124             else
 125               aVec = gp::DY();
 126           }
 127         }
 128         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 129       } else { // plane - point
 130         int anInd = hasNormal[0] ? 1 : 0;
 131         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstNormals[1 - anInd];
 132       }
 133     } else {
 134       if (hasDirection[0] && hasDirection[1]) { // line - line
 135         gp_Vec aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(aSrcDstDirections[1]);
 136         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are parallel
 137           aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]));
 138           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are equal
 139             if (Abs(aSrcDstDirections[0].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 140               Abs(aSrcDstDirections[0].Z()) >= Precision::Confusion())
 141               aVec = gp::DX();
 142             else
 143               aVec = gp::DY();
 144           }
 145         }
 146         aSrcDstNormals[0] = aSrcDstDirections[0].Crossed(aVec);
 147         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 148         aSrcDstNormals[1] = aSrcDstDirections[1].Crossed(aVec);
 149         aSrcDstNormals[1].Normalize();
 150         if (aSrcDstDirections[0].Dot(aSrcDstDirections[1]) < -Precision::Confusion())
 151           aSrcDstNormals[1].Reverse();
 152       } else if (!hasDirection[0] && !hasDirection[1]) { // point - point
 153         aSrcDstNormals[0] = gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]);
 154         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 155         aSrcDstNormals[1] = -aSrcDstNormals[0];
 156       } else { // line - point
 157         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 158         gp_Vec aVec(aSrcDstPoints[anInd], aSrcDstPoints[1 - anInd]);
 159         aVec.Cross(aSrcDstDirections[anInd]);
 160         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // point is on line
 161           if (Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 162             Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 163             aVec = gp::DX();
 164           else
 165             aVec = gp::DY();
 166         }
 167         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 168         aSrcDstNormals[1 - anInd] = aSrcDstNormals[anInd];
 169       }
 170     }
 171   }
 172
 173   // Reverse the normal if it was not done before
 174   if (!hasNormal[0] && theIsReverse)
 175     aSrcDstNormals[0].Reverse();
 176
 177   // Calculate transformation
 178   gp_Trsf aTrsf;
 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   if (theSimpleTransform) { // just add transformation
 194     TopLoc_Location aDelta(aTrsf);
 195     TopoDS_Shape aResult = aSourceShape.Moved(aDelta);
 196     myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 197     // store the accumulated information about the result and this delta
 198     myTrsf = std::make_shared<GeomAPI_Trsf>(
 199       new gp_Trsf(aTrsf * aSourceShape.Location().Transformation()));
 200     myDone = true; // it is allways true for simple transformation generation
 201   } else { // internal rebuild of the shape
 202     // Transform the shape with copying it
 203     BRepBuilderAPI_Transform* aBuilder = new BRepBuilderAPI_Transform(aSourceShape, aTrsf, true);
 204     if(aBuilder) {
 205       setImpl(aBuilder);
 206       myDone = aBuilder->IsDone() == Standard_True;
 207       if (myDone) {
 208         TopoDS_Shape aResult = aBuilder->Shape();
 209         // fill data map to keep correct orientation of sub-shapes
 210         for (TopExp_Explorer Exp(aResult,TopAbs_FACE); Exp.More(); Exp.Next()) {
 211           std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aCurrentShape(new GeomAPI_Shape());
 212           aCurrentShape->setImpl(new TopoDS_Shape(Exp.Current()));
 213           myMap.bind(aCurrentShape, aCurrentShape);
 214         }
 215         myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 216         myMkShape = new GeomAlgoAPI_MakeShape (aBuilder);
 217       }
 218     }
 219   }
 220 }
 221
 222 //============================================================================
 223 const bool GeomAlgoAPI_Placement::isValid() const
 224 {
 225   if (myShape.get()) { // only for not-simple transform
 226     BRepCheck_Analyzer aChecker(myShape->impl<TopoDS_Shape>());
 227     return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 228   }
 229   return true;
 230 }
 231
 232 //============================================================================
 233 const bool GeomAlgoAPI_Placement::hasVolume() const
 234 {
 235   bool hasVolume(false);
 236   if(isValid()) {
 237     const TopoDS_Shape& aRShape = myShape->impl<TopoDS_Shape>();
 238     GProp_GProps aGProp;
 239     BRepGProp::VolumeProperties(aRShape, aGProp);
 240     if(aGProp.Mass() > Precision::Confusion())
 241       hasVolume = true;
 242   }
 243   return hasVolume;
 244 }
 245
 246 //============================================================================
 247 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Placement::shape () const
 248 {
 249   return myShape;
 250 }
 251
 252 //============================================================================
 253 void GeomAlgoAPI_Placement::mapOfShapes (GeomAPI_DataMapOfShapeShape& theMap) const
 254 {
 255   theMap = myMap;
 256 }
 257
 258 //============================================================================
 259 GeomAlgoAPI_MakeShape * GeomAlgoAPI_Placement::makeShape() const
 260 {
 261   return myMkShape;
 262 }
 263
 264 std::shared_ptr<GeomAPI_Trsf> GeomAlgoAPI_Placement::transformation() const
 265 {
 266   return myTrsf;
 267 }
 268
 269 //============================================================================
 270 GeomAlgoAPI_Placement::~GeomAlgoAPI_Placement()
 271 {
 272   if (!empty())
 273     myMap.clear();
 274 }