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
   9 #include <GeomAlgoAPI_DFLoader.h>
  10
  11 #include <GeomAPI_Dir.h>
  12 #include <GeomAPI_Edge.h>
  13 #include <GeomAPI_Face.h>
  14 #include <GeomAPI_Lin.h>
  15 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  16 #include <GeomAPI_Pln.h>
  17 #include <GeomAPI_Vertex.h>
  18 #include <GeomAPI_XYZ.h>
  19
  20 #include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>
  21 #include <BRepClass3d_SolidClassifier.hxx>
  22 #include <BRepGProp.hxx>
  23 #include <gp_Trsf.hxx>
  24 #include <gp_Quaternion.hxx>
  25 #include <GProp_GProps.hxx>
  26 #include <Precision.hxx>
  27
  28 GeomAlgoAPI_Placement::GeomAlgoAPI_Placement(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceSolid,
  29                                              const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestSolid,
  30                                              const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSourceShape,
  31                                              const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theDestShape,
  32                                              const bool theIsReverse,
  33                                              const bool theIsCentering,
  34                                              const bool theSimpleTransform)
  35 {
  36   build(theSourceSolid, theDestSolid, theSourceShape, theDestShape,
  37     theIsReverse, theIsCentering, theSimpleTransform);
  38 }
  39
  40 void GeomAlgoAPI_Placement::build(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceSolid,
  41                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestSolid,
  42                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theSourceShape,
  43                                   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theDestShape,
  44                                   const bool theIsReverse,
  45                                   const bool theIsCentering,
  46                                   const bool theSimpleTransform)
  47 {
  48   // Filling the parameters of the objects
  49   static const int aNbObjects = 2;
  50   gp_Pnt aSrcDstPoints[aNbObjects]; // points on the selected objects (0 - source, 1 - destination)
  51   gp_Vec aSrcDstNormals[aNbObjects]; // normal vectors, if planar faces are selected
  52   gp_Vec aSrcDstDirections[aNbObjects]; // directions of linear edges
  53   bool hasNormal[aNbObjects];
  54   bool hasDirection[aNbObjects];
  55   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShapes[aNbObjects] = {theSourceShape, theDestShape};
  56
  57   GProp_GProps aProps;
  58   static const double aPropEps = 1.e-4;
  59   for (int i = 0; i < aNbObjects; i++) {
  60     if (aShapes[i]->isFace()) {
  61       std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aFace(new GeomAPI_Face(aShapes[i]));
  62       std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPlane = aFace->getPlane();
  63       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aPlane->direction();
  64       aSrcDstNormals[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  65
  66       BRepGProp::SurfaceProperties(aFace->impl<TopoDS_Face>(), aProps, aPropEps);
  67       gp_Pnt aLoc = aProps.CentreOfMass();
  68       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z());
  69     }
  70     else if (aShapes[i]->isEdge()) {
  71       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShapes[i]));
  72       std::shared_ptr<GeomAPI_Lin> aLine = anEdge->line();
  73       std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir = aLine->direction();
  74       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPnt = anEdge->firstPoint();
  75       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPnt = anEdge->lastPoint();
  76       std::shared_ptr<GeomAPI_XYZ> aLoc = aFirstPnt->xyz()->added(aLastPnt->xyz())->multiplied(0.5);
  77       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aLoc->x(), aLoc->y(), aLoc->z());
  78       aSrcDstDirections[i].SetCoord(aDir->x(), aDir->y(), aDir->z());
  79     }
  80     else if (aShapes[i]->isVertex()) {
  81       std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex(aShapes[i]));
  82       std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aVertex->point();
  83       aSrcDstPoints[i].SetCoord(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
  84     } else // something goes wrong
  85       return;
  86     hasNormal[i] = aSrcDstNormals[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  87     hasDirection[i] = aSrcDstDirections[i].SquareMagnitude() >= Precision::SquareConfusion();
  88   }
  89
  90   // Initial shapes
  91   const TopoDS_Shape& aSourceShape = theSourceSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  92   const TopoDS_Shape& aDestShape = theDestSolid->impl<TopoDS_Shape>();
  93   // Check the material of the solids to be on the correct side
  94   BRepClass3d_SolidClassifier aClassifier;
  95   static const double aTransStep = 10. * Precision::Confusion();
  96   if (hasNormal[0]) {
  97     aClassifier.Load(aSourceShape);
  98     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[0];
  99     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[0] * aTransStep);
 100     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 101     if ((aClassifier.State() == TopAbs_OUT && !theIsReverse) ||
 102       (aClassifier.State() == TopAbs_IN && theIsReverse))
 103       aSrcDstNormals[0].Reverse();
 104   }
 105   if (hasNormal[1]) {
 106     aClassifier.Load(aDestShape);
 107     gp_Pnt aPoint = aSrcDstPoints[1];
 108     aPoint.Translate(aSrcDstNormals[1] * aTransStep);
 109     aClassifier.Perform(aPoint, Precision::Confusion());
 110     if (aClassifier.State() == TopAbs_IN)
 111       aSrcDstNormals[1].Reverse();
 112   }
 113
 114   // Calculate directions, which comply the normal, for vertices and edges
 115   if (!hasNormal[0] || !hasNormal[1]) {
 116     if (hasNormal[0] || hasNormal[1]) { // plane with line or vertex
 117       if (hasDirection[0] || hasDirection[1]) { // plane - line
 118         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 119         gp_Vec aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(aSrcDstDirections[anInd]);
 120         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and direction are collinear
 121           aVec = aSrcDstNormals[1 - anInd].Crossed(
 122             gp_Vec(aSrcDstPoints[1 - anInd], aSrcDstPoints[anInd]));
 123           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // normal and points direction are collinear
 124             if (Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 125               Abs(aSrcDstNormals[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 126               aVec = gp::DX();
 127             else
 128               aVec = gp::DY();
 129           }
 130         }
 131         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 132       } else { // plane - point
 133         int anInd = hasNormal[0] ? 1 : 0;
 134         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstNormals[1 - anInd];
 135       }
 136     } else {
 137       if (hasDirection[0] && hasDirection[1]) { // line - line
 138         gp_Vec aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(aSrcDstDirections[1]);
 139         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are parallel
 140           aVec = aSrcDstDirections[0].Crossed(gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]));
 141           if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // lines are equal
 142             if (Abs(aSrcDstDirections[0].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 143               Abs(aSrcDstDirections[0].Z()) >= Precision::Confusion())
 144               aVec = gp::DX();
 145             else
 146               aVec = gp::DY();
 147           }
 148         }
 149         aSrcDstNormals[0] = aSrcDstDirections[0].Crossed(aVec);
 150         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 151         aSrcDstNormals[1] = aSrcDstDirections[1].Crossed(aVec);
 152         aSrcDstNormals[1].Normalize();
 153         if (aSrcDstDirections[0].Dot(aSrcDstDirections[1]) < -Precision::Confusion())
 154           aSrcDstNormals[1].Reverse();
 155       } else if (!hasDirection[0] && !hasDirection[1]) { // point - point
 156         aSrcDstNormals[0] = gp_Vec(aSrcDstPoints[0], aSrcDstPoints[1]);
 157         aSrcDstNormals[0].Normalize();
 158         aSrcDstNormals[1] = -aSrcDstNormals[0];
 159       } else { // line - point
 160         int anInd = hasDirection[0] ? 0 : 1;
 161         gp_Vec aVec(aSrcDstPoints[anInd], aSrcDstPoints[1 - anInd]);
 162         aVec.Cross(aSrcDstDirections[anInd]);
 163         if (aVec.SquareMagnitude() < Precision::SquareConfusion()) { // point is on line
 164           if (Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Y()) >= Precision::Confusion() ||
 165             Abs(aSrcDstDirections[1 - anInd].Z()) >= Precision::Confusion())
 166             aVec = gp::DX();
 167           else
 168             aVec = gp::DY();
 169         }
 170         aSrcDstNormals[anInd] = aSrcDstDirections[anInd].Crossed(aVec).Normalized();
 171         aSrcDstNormals[1 - anInd] = aSrcDstNormals[anInd];
 172       }
 173     }
 174   }
 175
 176   // Reverse the normal if it was not done before
 177   if (!hasNormal[0] && theIsReverse)
 178     aSrcDstNormals[0].Reverse();
 179
 180   // Calculate transformation
 181   gp_Trsf aTrsf;
 182   gp_Vec aSrcDir = aSrcDstNormals[0];
 183   gp_Vec aDstDir = aSrcDstNormals[1];
 184   // Calculate rotation
 185   gp_Quaternion aRot(aSrcDir, aDstDir);
 186   aTrsf.SetRotation(aRot);
 187   // Calculate translation
 188   gp_Vec aSrcLoc(aSrcDstPoints[0].XYZ());
 189   gp_Vec aDstLoc(aSrcDstPoints[1].XYZ());
 190   if (!theIsCentering)
 191     aDstLoc = aSrcLoc + gp_Vec(aDstDir) * (aDstLoc-aSrcLoc).Dot(aDstDir);
 192   aSrcLoc.Transform(aTrsf);
 193   gp_Vec aTrans = aDstLoc - aSrcLoc;
 194   aTrsf.SetTransformation(aRot, aTrans);
 195
 196   if (theSimpleTransform) { // just add transformation
 197     TopLoc_Location aDelta(aTrsf);
 198     // store the accumulated information about the result and this delta
 199     //myTrsf = std::shared_ptr<GeomAPI_Trsf>(new GeomAPI_Trsf(new gp_Trsf(aTrsf * aSourceShape.Location().Transformation())));
 200     myTrsf.reset(new GeomAPI_Trsf(new gp_Trsf(aTrsf)));
 201     TopoDS_Shape aResult = aSourceShape.Moved(aDelta);
 202     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape());
 203     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 204     this->setShape(aShape);
 205     this->setDone(true); // it is allways true for simple transformation generation
 206   } else { // internal rebuild of the shape
 207     // Transform the shape with copying it
 208     BRepBuilderAPI_Transform* aBuilder = new BRepBuilderAPI_Transform(aSourceShape, aTrsf, true);
 209     if(!aBuilder) {
 210       return;
 211     }
 212     this->setImpl(aBuilder);
 213     this->setBuilderType(OCCT_BRepBuilderAPI_MakeShape);
 214     if(aBuilder->IsDone() != Standard_True) {
 215       return;
 216     }
 217     TopoDS_Shape aResult = aBuilder->Shape();
 218
 219     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape());
 220     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 221     this->setShape(aShape);
 222     this->setDone(true);
 223   }
 224 }
 225
 226 //=================================================================================================
 227 std::shared_ptr<GeomAPI_Trsf> GeomAlgoAPI_Placement::transformation() const
 228 {
 229   return myTrsf;
 230 }