src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_Placement.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-2017  CEA/DEN, EDF R&D
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   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
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  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 "GeomAlgoAPI_Placement.h"
  22
  23 #include <GeomAlgoAPI_DFLoader.h>
  24 #include <GeomAlgoAPI_ShapeTools.h>
  25
  26 #include <GeomAPI_Dir.h>
  27 #include <GeomAPI_Edge.h>
  28 #include <GeomAPI_Face.h>
  29 #include <GeomAPI_Lin.h>
  30 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  31 #include <GeomAPI_Pln.h>
  32 #include <GeomAPI_ShapeIterator.h>
  33 #include <GeomAPI_Vertex.h>
  34 #include <GeomAPI_XYZ.h>
  35
  36 #include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>
  37 #include <BRepClass3d_SolidClassifier.hxx>
  38 #include <BRepGProp.hxx>
  39 #include <gp_Trsf.hxx>
  40 #include <gp_Quaternion.hxx>
  41 #include <GProp_GProps.hxx>
  42 #include <Precision.hxx>
  43
  44 GeomAlgoAPI_Placement::GeomAlgoAPI_Placement(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                                              const bool theIsReverse,
  49                                              const bool theIsCentering,
  50                                              const bool theSimpleTransform)
  51 {
  52   build(theSourceSolid, theDestSolid, theSourceShape, theDestShape,
  53     theIsReverse, theIsCentering, theSimpleTransform);
  54 }
  55
  56 void GeomAlgoAPI_Placement::build(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceSolid,
  57                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestSolid,
  58                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceShape,
  59                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestShape,
  60                                   const bool theIsReverse,
  61                                   const bool theIsCentering,
  62                                   const bool theSimpleTransform)
  63 {
  64   // Filling the parameters of the objects
  65   static const int aNbObjects = 2;
  66   gp_Pnt aSrcDstPoints[aNbObjects]; // points on the selected objects (0 - source, 1 - destination)
  67   gp_Vec aSrcDstNormals[aNbObjects]; // normal vectors, if planar faces are selected
  68   gp_Vec aSrcDstDirections[aNbObjects]; // directions of linear edges
  69   bool hasNormal[aNbObjects];
  70   bool hasDirection[aNbObjects];
  71   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShapes[aNbObjects] = {theSourceShape, theDestShape};
  72
  73   GProp_GProps aProps;
  74   static const double aPropEps = 1.e-4;
  75   GeomShapePtr aShape;
  76   bool isCompound = false;
  77   for (int i = 0; i < aNbObjects; i++) {
  78     aShape = aShapes[i];
  79     isCompound = false;
  80     if (aShapes[i]->isCompound()) {
  81       isCompound = true;
  82       GeomAPI_ShapeIterator anIt(aShapes[i]);
  83       aShape = anIt.current();
  84
  85       GeomPointPtr aPnt = GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(aShapes[i]);
  86       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
  87     }
  88
  89     if (aShape->isFace()) {
  90       std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aFace(new GeomAPI_Face(aShape));
  91       std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPlane = aFace->getPlane();
  92       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aPlane->direction();
  93       aSrcDstNormals[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  94
  95       if (!isCompound) {
  96         BRepGProp::SurfaceProperties(aFace->impl<TopoDS_Face>(), aProps, aPropEps);
  97         gp_Pnt aLoc = aProps.CentreOfMass();
  98         aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z());
  99       }
 100     }
 101     else if (aShape->isEdge()) {
 102       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 103       std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> aLine = anEdge->line();
 104       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aLine->direction();
 105       aSrcDstDirections[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
 106
 107       if (!isCompound) {
 108         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPnt = anEdge->firstPoint();
 109         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPnt = anEdge->lastPoint();
 110         std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLoc = aFirstPnt->xyz()->added(aLastPnt->xyz())
 111                                                             ->multiplied(0.5);
 112         aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
 113       }
 114     }
 115     else if (aShape->isVertex()) {
 116       std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex(aShape));
 117       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aVertex->point();
 118       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 119     } else // something goes wrong
 120       return;
 121     hasNormal[i] = aSrcDstNormals[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
 122     hasDirection[i] = aSrcDstDirections[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
 123   }
 124
 125   // Initial shapes
 126   const TopoDS_Shape& aSourceShape = theSourceSolid->impl<TopoDS_Shape>();
 127   const TopoDS_Shape& aDestShape = theDestSolid->impl<TopoDS_Shape>();
 128   // Check the material of the solids to be on the correct side
 129   BRepClass3d_SolidClassifier aClassifier;
 130   static const double aTransStep = 10. * Precision::Confusion();
 131   if (hasNormal[0]) {
 132     aClassifier.Load(aSourceShape);
 133     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[0];
 134     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[0] * aTransStep);
 135     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 136     if ((aClassifier.State() == TopAbs_OUT && !theIsReverse) ||
 137       (aClassifier.State() == TopAbs_IN && theIsReverse))
 138       aSrcDstNormals[0].Reverse();
 139   }
 140   if (hasNormal[1]) {
 141     aClassifier.Load(aDestShape);
 142     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[1];
 143     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[1] * aTransStep);
 144     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 145     if (aClassifier.State() == TopAbs_IN)
 146       aSrcDstNormals[1].Reverse();
 147   }
 148
 149   // Calculate directions, which comply the normal, for vertices and edges
 150   if (!hasNormal[0] || !hasNormal[1]) {
 151     if (hasNormal[0] || hasNormal[1]) { // plane with line or vertex
 152       if (hasDirection[0] || hasDirection[1]) { // plane - line
 153         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 154         gp_Vec aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(aSrcDstDirections[anInd]);
 155         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) {
 156           // normal and direction are collinear
 157           aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(
 158             gp_Vec(aSrcDstPoints[1 - anInd], aSrcDstPoints[anInd]));
 159           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) {
 160             // normal and points direction are collinear
 161             if (Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 162               Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 163               aVec = gp::DX();
 164             else
 165               aVec = gp::DY();
 166           }
 167         }
 168         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 169       } else { // plane - point
 170         int anInd = hasNormal[0] ? 1 : 0;
 171         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstNormals[1 - anInd];
 172       }
 173     } else {
 174       if (hasDirection[0] && hasDirection[1]) { // line - line
 175         gp_Vec aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(aSrcDstDirections[1]);
 176         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are parallel
 177           aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]));
 178           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are equal
 179             if (Abs(aSrcDstDirections[0].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 180                 Abs(aSrcDstDirections[0].Z()) >= Precision::Confusion())
 181               aVec = gp::DX();
 182             else
 183               aVec = gp::DY();
 184           }
 185         }
 186         aSrcDstNormals[0] = aSrcDstDirections[0].Crossed(aVec);
 187         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 188         aSrcDstNormals[1] = aSrcDstDirections[1].Crossed(aVec);
 189         aSrcDstNormals[1].Normalize();
 190         if (aSrcDstDirections[0].Dot(aSrcDstDirections[1]) < -Precision::Confusion())
 191           aSrcDstNormals[1].Reverse();
 192       } else if (!hasDirection[0] && !hasDirection[1]) { // point - point
 193         aSrcDstNormals[0] = gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]);
 194         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 195         aSrcDstNormals[1] = -aSrcDstNormals[0];
 196       } else { // line - point
 197         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 198         gp_Vec aVec(aSrcDstPoints[anInd], aSrcDstPoints[1 - anInd]);
 199         aVec.Cross(aSrcDstDirections[anInd]);
 200         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // point is on line
 201           if (Abs(aSrcDstDirections[anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 202               Abs(aSrcDstDirections[anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 203             aVec = gp::DX();
 204           else
 205             aVec = gp::DY();
 206         }
 207         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 208         aSrcDstNormals[1 - anInd] = aSrcDstNormals[anInd];
 209       }
 210     }
 211   }
 212
 213   // Reverse the normal if it was not done before
 214   if (!hasNormal[0] && theIsReverse)
 215     aSrcDstNormals[0].Reverse();
 216
 217   // Calculate transformation
 218   gp_Trsf aTrsf;
 219   gp_Vec aSrcDir = aSrcDstNormals[0];
 220   gp_Vec aDstDir = aSrcDstNormals[1];
 221   // Calculate rotation
 222   gp_Quaternion aRot(aSrcDir, aDstDir);
 223   aTrsf.SetRotation(aRot);
 224   // Calculate translation
 225   gp_Vec aSrcLoc(aSrcDstPoints[0].XYZ());
 226   gp_Vec aDstLoc(aSrcDstPoints[1].XYZ());
 227   if (!theIsCentering)
 228     aDstLoc = aSrcLoc + gp_Vec(aDstDir) * (aDstLoc-aSrcLoc).Dot(aDstDir);
 229   aSrcLoc.Transform(aTrsf);
 230   gp_Vec aTrans = aDstLoc - aSrcLoc;
 231   aTrsf.SetTransformation(aRot, aTrans);
 232
 233   if (theSimpleTransform) { // just add transformation
 234     TopLoc_Location aDelta(aTrsf);
 235     // store the accumulated information about the result and this delta
 236     myTrsf.reset(new GeomAPI_Trsf(new gp_Trsf(aTrsf)));
 237     TopoDS_Shape aResult = aSourceShape.Moved(aDelta);
 238     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape());
 239     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 240     this->setShape(aShape);
 241     this->setDone(true); // it is allways true for simple transformation generation
 242   } else { // internal rebuild of the shape
 243     // Transform the shape with copying it
 244     BRepBuilderAPI_Transform* aBuilder = new BRepBuilderAPI_Transform(aSourceShape, aTrsf, true);
 245     if(!aBuilder) {
 246       return;
 247     }
 248     this->setImpl(aBuilder);
 249     this->setBuilderType(OCCT_BRepBuilderAPI_MakeShape);
 250     if(aBuilder->IsDone() != Standard_True) {
 251       return;
 252     }
 253     TopoDS_Shape aResult = aBuilder->Shape();
 254
 255     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape());
 256     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 257     this->setShape(aShape);
 258     this->setDone(true);
 259   }
 260 }
 261
 262 //=================================================================================================
 263 std::shared_ptr<GeomAPI_Trsf> GeomAlgoAPI_Placement::transformation() const
 264 {
 265   return myTrsf;
 266 }