src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_Revolution.cpp

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   2
   3 // File:        GeomAlgoAPI_Revolution.cpp
   4 // Created:     12 May 2015
   5 // Author:      Dmitry Bobylev
   6
   7 #include <GeomAlgoAPI_Revolution.h>
   8
   9 #include <GeomAlgoAPI_DFLoader.h>
  10 #include <GeomAlgoAPI_Rotation.h>
  11 #include <GeomAlgoAPI_ShapeProps.h>
  12
  13 #include <BRep_Builder.hxx>
  14 #include <BRep_Tool.hxx>
  15 #include <BRepAlgoAPI_Cut.hxx>
  16 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  17 #include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>
  18 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  19 #include <BRepPrimAPI_MakeRevol.hxx>
  20 #include <BRepGProp.hxx>
  21 #include <Geom_Plane.hxx>
  22 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  23 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  24 #include <gp_Pln.hxx>
  25 #include <GProp_GProps.hxx>
  26 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  27 #include <TopoDS.hxx>
  28
  29 //=================================================================================================
  30 GeomAlgoAPI_Revolution::GeomAlgoAPI_Revolution(std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBasis,
  31                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1>   theAxis,
  32                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFromShape,
  33                                                double                         theFromAngle,
  34                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theToShape,
  35                                                double                         theToAngle)
  36 : myAxis(theAxis),
  37   myFromShape(theFromShape),
  38   myFromAngle(theFromAngle),
  39   myToShape(theToShape),
  40   myToAngle(theToAngle),
  41   myDone(false),
  42   myShape(new GeomAPI_Shape()),
  43   myFirst(new GeomAPI_Shape()),myLast(new GeomAPI_Shape())
  44 {
  45   build(theBasis);
  46 }
  47
  48 //=================================================================================================
  49 TopoDS_Face GeomAlgoAPI_Revolution::makeFaceFromPlane(gp_Pln& thePlane, const gp_Pnt& thePoint)
  50 {
  51   gp_XYZ aVec = thePoint.XYZ() - thePlane.Location().XYZ();
  52   double aSign = aVec * thePlane.Axis().Direction().XYZ();
  53   if(aSign < 0) thePlane.SetAxis(thePlane.Axis().Reversed());
  54
  55   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace(thePlane);
  56   TopoDS_Face aResultFace = TopoDS::Face(aMakeFace.Shape());
  57
  58   return aResultFace;
  59 }
  60
  61 //=================================================================================================
  62 TopoDS_Solid GeomAlgoAPI_Revolution::makeSolidFromFace(const TopoDS_Face& theFace)
  63 {
  64   TopoDS_Shell aShell;
  65   TopoDS_Solid aSolid;
  66
  67   BRep_Builder aBoundingBuilder;
  68   aBoundingBuilder.MakeShell(aShell);
  69   aBoundingBuilder.Add(aShell, theFace);
  70   aBoundingBuilder.MakeSolid(aSolid);
  71   aBoundingBuilder.Add(aSolid, aShell);
  72
  73   return aSolid;
  74 }
  75
  76 //=================================================================================================
  77 TopoDS_Shape GeomAlgoAPI_Revolution::findClosest(const TopoDS_Shape& theShape, const gp_Pnt& thePoint)
  78 {
  79   TopoDS_Shape aResult = theShape;
  80
  81   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
  82     double aMinDistance = Precision::Infinite();
  83     double aCurDistance;
  84     GProp_GProps aGProps;
  85     gp_Pnt aCentr;
  86
  87     for (TopoDS_Iterator anItr(theShape); anItr.More(); anItr.Next()) {
  88       TopoDS_Shape aValue = anItr.Value();
  89       BRepGProp::VolumeProperties(aValue, aGProps);
  90       aCentr = aGProps.CentreOfMass();
  91       aCurDistance = aCentr.Distance(thePoint);
  92
  93       if(aCurDistance < aMinDistance) {
  94         aMinDistance = aCurDistance;
  95         aResult = aValue;
  96       }
  97     }
  98   }
  99
 100   return aResult;
 101 }
 102
 103 //=================================================================================================
 104 void GeomAlgoAPI_Revolution::build(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBasis)
 105 {
 106   if(!theBasis || !myAxis ||
 107     (((!myFromShape && !myToShape) || (myFromShape && myToShape && myFromShape->isEqual(myToShape)))
 108     && (myFromAngle == 0.0 && myToAngle == 0.0))) {
 109     return;
 110   }
 111
 112   TopoDS_Face aBasisFace = TopoDS::Face(theBasis->impl<TopoDS_Shape>());
 113   GeomLib_IsPlanarSurface isBasisPlanar(BRep_Tool::Surface(aBasisFace));
 114   if(!isBasisPlanar.IsPlanar()) {// non-planar shapes is not supported for revolution
 115     return;
 116   }
 117   gp_Pln aBasisPln = isBasisPlanar.Plan();
 118   gp_Ax1 anAxis = myAxis->impl<gp_Ax1>();
 119
 120   TopoDS_Shape aResult;
 121   if(!myFromShape && !myToShape) { // Case 1: When only angles was set.
 122     // Rotating base face with the negative value of "from angle".
 123     GeomAlgoAPI_Rotation aRotation(theBasis, myAxis, -myFromAngle);
 124     TopoDS_Shape aRotatedBaseShape = aRotation.shape()->impl<TopoDS_Shape>();
 125
 126     // Making revolution to the angle equal to the sum of "from angle" and "to angle".
 127     double anAngle = myFromAngle + myToAngle;
 128     BRepPrimAPI_MakeRevol aRevolBuilder(aRotatedBaseShape,
 129                                         anAxis,
 130                                         anAngle / 180 * M_PI,
 131                                         Standard_True);
 132     aRevolBuilder.Build();
 133     if(!aRevolBuilder.IsDone()) {
 134       return;
 135     }
 136
 137     aResult = aRevolBuilder.Shape();
 138   } else if(myFromShape && myToShape) { // Case 2: When both bounding planes were set.
 139     // Getting bounding faces.
 140     TopoDS_Face aFromFace = TopoDS::Face(myFromShape->impl<TopoDS_Shape>());
 141     TopoDS_Face aToFace   = TopoDS::Face(myToShape->impl<TopoDS_Shape>());
 142
 143     // Getting planes from bounding face.
 144     GeomLib_IsPlanarSurface isFromPlanar(BRep_Tool::Surface(aFromFace));
 145     GeomLib_IsPlanarSurface isToPlanar(BRep_Tool::Surface(aToFace));
 146     if(!isFromPlanar.IsPlanar() || !isToPlanar.IsPlanar()) {// non-planar shapes is not supported for revolution bounding
 147       return;
 148     }
 149     gp_Pln aFromPln = isFromPlanar.Plan();
 150     gp_Pln aToPln   = isToPlanar.Plan();
 151
 152     // Orienting bounding planes properly so that the center of mass of the base face stays
 153     // on the result shape after cut.
 154     gp_Pnt aBasisCentr = GeomAlgoAPI_ShapeProps::centreOfMass(theBasis)->impl<gp_Pnt>();
 155     aFromFace = makeFaceFromPlane(aFromPln, aBasisCentr);
 156     aToFace   = makeFaceFromPlane(aToPln, aBasisCentr);
 157
 158     // Making solids from bounding planes and putting them in compound.
 159     TopoDS_Shape aFromSolid = makeSolidFromFace(aFromFace);
 160     TopoDS_Shape aToSolid   = makeSolidFromFace(aToFace);
 161
 162     // Rotating bounding planes to the specified angle.
 163     gp_Trsf aFromTrsf;
 164     gp_Trsf aToTrsf;
 165     double aFromRotAngle = ((aFromPln.Axis().Direction() * aBasisPln.Axis().Direction()) > 0) ? -myFromAngle : myFromAngle;
 166     double aToRotAngle = ((aToPln.Axis().Direction() * aBasisPln.Axis().Direction()) > 0) ? -myToAngle : myToAngle;
 167     aFromTrsf.SetRotation(anAxis,aFromRotAngle / 180.0 * M_PI);
 168     aToTrsf.SetRotation(anAxis, aToRotAngle / 180.0 * M_PI);
 169     BRepBuilderAPI_Transform aFromTransform(aFromSolid, aFromTrsf, true);
 170     BRepBuilderAPI_Transform aToTransform(aToSolid, aToTrsf, true);
 171     aFromSolid = aFromTransform.Shape();
 172     aToSolid   = aToTransform.Shape();
 173
 174     // Making revolution to the 360 angle.
 175     BRepPrimAPI_MakeRevol aRevolBuilder(aBasisFace, anAxis, 2 * M_PI, Standard_True);
 176     aRevolBuilder.Build();
 177     TopoDS_Shape aRevolShape = aRevolBuilder.Shape();
 178
 179     // Cutting revolution with from plane.
 180     BRepAlgoAPI_Cut aFromCutBuilder(aRevolShape, aFromSolid);
 181     aFromCutBuilder.Build();
 182     if(!aFromCutBuilder.IsDone()) {
 183       return;
 184     }
 185     aResult = aFromCutBuilder.Shape();
 186
 187     // Cutting revolution with to plane.
 188     BRepAlgoAPI_Cut aToCutBuilder(aResult, aToSolid);
 189     aToCutBuilder.Build();
 190     if(!aToCutBuilder.IsDone()) {
 191       return;
 192     }
 193     aResult = aToCutBuilder.Shape();
 194
 195     // If after cut we got more than one solids then take closest to the center of mass of the base face.
 196     aResult = findClosest(aResult, aBasisCentr);
 197
 198   } else { //Case 3: When only one bounding plane was set.
 199     // Getting bounding face.
 200     TopoDS_Face aBoundingFace;
 201     bool isFromFaceSet = false;
 202     if(myFromShape) {
 203       aBoundingFace = TopoDS::Face(myFromShape->impl<TopoDS_Shape>());
 204       isFromFaceSet = true;
 205     } else if(myToShape) {
 206       aBoundingFace = TopoDS::Face(myToShape->impl<TopoDS_Shape>());
 207     }
 208
 209     // Getting plane from bounding face.
 210     GeomLib_IsPlanarSurface isBoundingPlanar(BRep_Tool::Surface(aBoundingFace));
 211     if(!isBoundingPlanar.IsPlanar()) { // non-planar shapes is not supported for revolution bounding
 212       return;
 213     }
 214     gp_Pln aBoundingPln = isBoundingPlanar.Plan();
 215
 216     // Orienting bounding plane properly so that the center of mass of the base face stays
 217     // on the result shape after cut.
 218     gp_Pnt aBasisCentr = GeomAlgoAPI_ShapeProps::centreOfMass(theBasis)->impl<gp_Pnt>();
 219     aBoundingFace = makeFaceFromPlane(aBoundingPln, aBasisCentr);
 220
 221     // Making solid from bounding plane.
 222     TopoDS_Shape aBoundingSolid = makeSolidFromFace(aBoundingFace);
 223
 224     // Rotating bounding plane to the specified angle.
 225     double aBoundingRotAngle = isFromFaceSet ? myFromAngle : myToAngle;
 226     if(aBoundingPln.Axis().IsParallel(aBasisPln.Axis(), Precision::Confusion())) {
 227       if(isFromFaceSet) aBoundingRotAngle = -aBoundingRotAngle;
 228     } else {
 229       double aSign = (aBoundingPln.Axis().Direction() ^ aBasisPln.Axis().Direction()) *
 230                      anAxis.Direction();
 231       if((aSign <= 0 && !isFromFaceSet) || (aSign > 0 && isFromFaceSet)) {
 232         aBoundingRotAngle = -aBoundingRotAngle;
 233       }
 234     }
 235     gp_Trsf aBoundingTrsf;
 236     aBoundingTrsf.SetRotation(anAxis, aBoundingRotAngle / 180.0 * M_PI);
 237     BRepBuilderAPI_Transform aBoundingTransform(aBoundingSolid, aBoundingTrsf, true);
 238     aBoundingSolid = aBoundingTransform.Shape();
 239
 240     // Making revolution to the 360 angle.
 241     BRepPrimAPI_MakeRevol aRevolBuilder(aBasisFace, anAxis, 2 * M_PI, Standard_True);
 242     aRevolBuilder.Build();
 243     TopoDS_Shape aRevolShape = aRevolBuilder.Shape();
 244
 245     // Cutting revolution with bounding plane.
 246     BRepAlgoAPI_Cut aFromCutBuilder(aRevolShape, aBoundingSolid);
 247     aFromCutBuilder.Build();
 248     if(!aFromCutBuilder.IsDone()) {
 249       return;
 250     }
 251
 252     // Try to cut with base face. If it can not be done then keep result of cut with bounding plane.
 253     aResult = aFromCutBuilder.Shape();
 254     if(isFromFaceSet) {
 255       aBasisFace.Orientation(TopAbs_REVERSED);
 256     }
 257
 258     // Making solid from basis face.
 259     TopoDS_Shape aBasisSolid = makeSolidFromFace(aBasisFace);
 260
 261     // Rotating basis face to the specified angle.
 262     gp_Trsf aBasisTrsf;
 263     double aBasisRotAngle = isFromFaceSet ? myToAngle : -myFromAngle;
 264     aBasisTrsf.SetRotation(anAxis, aBasisRotAngle / 180.0 * M_PI);
 265     BRepBuilderAPI_Transform aBasisTransform(aBasisSolid, aBasisTrsf, true);
 266     aBasisSolid = aBasisTransform.Shape();
 267
 268     // Cutting revolution with basis face.
 269     BRepAlgoAPI_Cut aBasisCutBuilder(aResult, aBasisSolid);
 270     aBasisCutBuilder.Build();
 271     if(aBasisCutBuilder.IsDone()) {
 272       TopoDS_Shape aCutResult = aBasisCutBuilder.Shape();
 273       TopExp_Explorer anExp(aCutResult, TopAbs_SOLID);
 274       if(anExp.More()) {
 275         aResult = aCutResult;
 276       }
 277     }
 278
 279     // If after cut we got more than one solids then take closest to the center of mass of the base face.
 280     aResult = findClosest(aResult, aBasisCentr);
 281   }
 282
 283   TopExp_Explorer anExp(aResult, TopAbs_SOLID);
 284   if(!anExp.More()) {
 285     return;
 286   }
 287
 288   // fill data map to keep correct orientation of sub-shapes
 289   //for (TopExp_Explorer Exp(aResult,TopAbs_FACE); Exp.More(); Exp.Next()) {
 290   //  std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aCurrentShape(new GeomAPI_Shape());
 291   //  aCurrentShape->setImpl(new TopoDS_Shape(Exp.Current()));
 292   //  myMap.bind(aCurrentShape, aCurrentShape);
 293   //}
 294   myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 295   //myFirst->setImpl(new TopoDS_Shape(aBuilder->Modified(aFromShape).First()));
 296   //myLast->setImpl(new TopoDS_Shape(aBuilder->Modified(aToShape).First()));
 297   //myMkShape = new GeomAlgoAPI_MakeShape (aBuilder);
 298   myDone = true;
 299   return;
 300 }
 301
 302 //=================================================================================================
 303 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::isDone() const
 304 {
 305   return myDone;
 306 }
 307
 308 //=================================================================================================
 309 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::isValid() const
 310 {
 311   BRepCheck_Analyzer aChecker(myShape->impl<TopoDS_Shape>());
 312   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 313 }
 314
 315 //=================================================================================================
 316 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::hasVolume() const
 317 {
 318   bool hasVolume(false);
 319   if(isValid()) {
 320     const TopoDS_Shape& aRShape = myShape->impl<TopoDS_Shape>();
 321     GProp_GProps aGProp;
 322     BRepGProp::VolumeProperties(aRShape, aGProp);
 323     if(aGProp.Mass() > Precision::Confusion())
 324       hasVolume = true;
 325   }
 326   return hasVolume;
 327 }
 328
 329 //=================================================================================================
 330 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::shape () const
 331 {
 332   return myShape;
 333 }
 334
 335 //=================================================================================================
 336 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::firstShape()
 337 {
 338   return myFirst;
 339 }
 340
 341 //=================================================================================================
 342 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::lastShape()
 343 {
 344   return myLast;
 345 }
 346
 347 //=================================================================================================
 348 void GeomAlgoAPI_Revolution::mapOfShapes (GeomAPI_DataMapOfShapeShape& theMap) const
 349 {
 350   theMap = myMap;
 351 }
 352
 353 //=================================================================================================
 354 GeomAlgoAPI_MakeShape* GeomAlgoAPI_Revolution::makeShape() const
 355 {
 356   return myMkShape;
 357 }
 358
 359 //=================================================================================================
 360 GeomAlgoAPI_Revolution::~GeomAlgoAPI_Revolution()
 361 {
 362   if (myImpl) {
 363     myMap.clear();
 364   }
 365 }