src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_Revolution.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-20xx CEA/DEN, EDF R&D
   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_MakeShapeList.h>
  11 #include <GeomAlgoAPI_Rotation.h>
  12 #include <GeomAlgoAPI_ShapeProps.h>
  13
  14 #include <BRep_Builder.hxx>
  15 #include <BRep_Tool.hxx>
  16 #include <BRepAlgoAPI_Cut.hxx>
  17 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  18 #include <BRepBuilderAPI_Transform.hxx>
  19 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  20 #include <BRepPrimAPI_MakeRevol.hxx>
  21 #include <BRepGProp.hxx>
  22 #include <Geom_Plane.hxx>
  23 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  24 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  25 #include <gp_Pln.hxx>
  26 #include <GProp_GProps.hxx>
  27 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  28 #include <TopoDS.hxx>
  29
  30 //=================================================================================================
  31 GeomAlgoAPI_Revolution::GeomAlgoAPI_Revolution(std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBasis,
  32                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1>   theAxis,
  33                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFromShape,
  34                                                double                         theFromAngle,
  35                                                std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theToShape,
  36                                                double                         theToAngle)
  37 : myAxis(theAxis),
  38   myFromShape(theFromShape),
  39   myFromAngle(theFromAngle),
  40   myToShape(theToShape),
  41   myToAngle(theToAngle),
  42   myDone(false),
  43   myShape(new GeomAPI_Shape()),
  44   myFirst(new GeomAPI_Shape()),myLast(new GeomAPI_Shape())
  45 {
  46   build(theBasis);
  47 }
  48
  49 //=================================================================================================
  50 TopoDS_Face GeomAlgoAPI_Revolution::makeFaceFromPlane(gp_Pln& thePlane, const gp_Pnt& thePoint)
  51 {
  52   gp_XYZ aVec = thePoint.XYZ() - thePlane.Location().XYZ();
  53   double aSign = aVec * thePlane.Axis().Direction().XYZ();
  54   if(aSign < 0) thePlane.SetAxis(thePlane.Axis().Reversed());
  55
  56   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace(thePlane);
  57   TopoDS_Face aResultFace = TopoDS::Face(aMakeFace.Shape());
  58
  59   return aResultFace;
  60 }
  61
  62 //=================================================================================================
  63 TopoDS_Solid GeomAlgoAPI_Revolution::makeSolidFromFace(const TopoDS_Face& theFace)
  64 {
  65   TopoDS_Shell aShell;
  66   TopoDS_Solid aSolid;
  67
  68   BRep_Builder aBoundingBuilder;
  69   aBoundingBuilder.MakeShell(aShell);
  70   aBoundingBuilder.Add(aShell, theFace);
  71   aBoundingBuilder.MakeSolid(aSolid);
  72   aBoundingBuilder.Add(aSolid, aShell);
  73
  74   return aSolid;
  75 }
  76
  77 //=================================================================================================
  78 TopoDS_Shape GeomAlgoAPI_Revolution::findClosest(const TopoDS_Shape& theShape, const gp_Pnt& thePoint)
  79 {
  80   TopoDS_Shape aResult = theShape;
  81
  82   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
  83     double aMinDistance = Precision::Infinite();
  84     double aCurDistance;
  85     GProp_GProps aGProps;
  86     gp_Pnt aCentr;
  87
  88     for (TopoDS_Iterator anItr(theShape); anItr.More(); anItr.Next()) {
  89       TopoDS_Shape aValue = anItr.Value();
  90       BRepGProp::VolumeProperties(aValue, aGProps);
  91       aCentr = aGProps.CentreOfMass();
  92       aCurDistance = aCentr.Distance(thePoint);
  93
  94       if(aCurDistance < aMinDistance) {
  95         aMinDistance = aCurDistance;
  96         aResult = aValue;
  97       }
  98     }
  99   }
 100
 101   return aResult;
 102 }
 103
 104 //=================================================================================================
 105 void GeomAlgoAPI_Revolution::build(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBasis)
 106 {
 107   if(!theBasis || !myAxis ||
 108     (((!myFromShape && !myToShape) || (myFromShape && myToShape && myFromShape->isEqual(myToShape)))
 109     && (myFromAngle == 0.0 && myToAngle == 0.0))) {
 110     return;
 111   }
 112
 113   TopoDS_Face aBasisFace = TopoDS::Face(theBasis->impl<TopoDS_Shape>());
 114   GeomLib_IsPlanarSurface isBasisPlanar(BRep_Tool::Surface(aBasisFace));
 115   if(!isBasisPlanar.IsPlanar()) {// non-planar shapes is not supported for revolution
 116     return;
 117   }
 118   gp_Pln aBasisPln = isBasisPlanar.Plan();
 119   gp_Ax1 anAxis = myAxis->impl<gp_Ax1>();
 120
 121   ListOfMakeShape aListOfMakeShape;
 122
 123   TopoDS_Shape aResult;
 124   if(!myFromShape && !myToShape) { // Case 1: When only angles was set.
 125     // Rotating base face with the negative value of "from angle".
 126     gp_Trsf aBaseTrsf;
 127     aBaseTrsf.SetRotation(anAxis, -myFromAngle / 180.0 * M_PI);
 128     BRepBuilderAPI_Transform* aBaseTransform = new BRepBuilderAPI_Transform(aBasisFace,
 129                                                                             aBaseTrsf,
 130                                                                             true);
 131     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aBaseTransform)));
 132     TopoDS_Shape aRotatedBaseShape = aBaseTransform->Shape();
 133
 134     // Making revolution to the angle equal to the sum of "from angle" and "to angle".
 135     double anAngle = myFromAngle + myToAngle;
 136     BRepPrimAPI_MakeRevol* aRevolBuilder = new BRepPrimAPI_MakeRevol(aRotatedBaseShape,
 137                                                                      anAxis,
 138                                                                      anAngle / 180 * M_PI,
 139                                                                      Standard_True);
 140     aRevolBuilder->Build();
 141     if(!aRevolBuilder->IsDone()) {
 142       return;
 143     }
 144     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aRevolBuilder)));
 145     aResult = aRevolBuilder->Shape();
 146     myFirst->setImpl(new TopoDS_Shape(aRevolBuilder->FirstShape()));
 147     myLast->setImpl(new TopoDS_Shape(aRevolBuilder->LastShape()));
 148   } else if(myFromShape && myToShape) { // Case 2: When both bounding planes were set.
 149     // Getting bounding faces.
 150     TopoDS_Face aFromFace = TopoDS::Face(myFromShape->impl<TopoDS_Shape>());
 151     TopoDS_Face aToFace   = TopoDS::Face(myToShape->impl<TopoDS_Shape>());
 152
 153     // Getting planes from bounding face.
 154     GeomLib_IsPlanarSurface isFromPlanar(BRep_Tool::Surface(aFromFace));
 155     GeomLib_IsPlanarSurface isToPlanar(BRep_Tool::Surface(aToFace));
 156     if(!isFromPlanar.IsPlanar() || !isToPlanar.IsPlanar()) {// non-planar shapes is not supported for revolution bounding
 157       return;
 158     }
 159     gp_Pln aFromPln = isFromPlanar.Plan();
 160     gp_Pln aToPln   = isToPlanar.Plan();
 161
 162     // Orienting bounding planes properly so that the center of mass of the base face stays
 163     // on the result shape after cut.
 164     gp_Pnt aBasisCentr = GeomAlgoAPI_ShapeProps::centreOfMass(theBasis)->impl<gp_Pnt>();
 165     aFromFace = makeFaceFromPlane(aFromPln, aBasisCentr);
 166     aToFace   = makeFaceFromPlane(aToPln, aBasisCentr);
 167
 168     // Making solids from bounding planes and putting them in compound.
 169     TopoDS_Shape aFromSolid = makeSolidFromFace(aFromFace);
 170     TopoDS_Shape aToSolid   = makeSolidFromFace(aToFace);
 171
 172     // Rotating bounding planes to the specified angle.
 173     gp_Trsf aFromTrsf;
 174     gp_Trsf aToTrsf;
 175     double aFromRotAngle = ((aFromPln.Axis().Direction() * aBasisPln.Axis().Direction()) > 0) ? -myFromAngle : myFromAngle;
 176     double aToRotAngle = ((aToPln.Axis().Direction() * aBasisPln.Axis().Direction()) > 0) ? -myToAngle : myToAngle;
 177     aFromTrsf.SetRotation(anAxis,aFromRotAngle / 180.0 * M_PI);
 178     aToTrsf.SetRotation(anAxis, aToRotAngle / 180.0 * M_PI);
 179     BRepBuilderAPI_Transform aFromTransform(aFromSolid, aFromTrsf, true);
 180     BRepBuilderAPI_Transform aToTransform(aToSolid, aToTrsf, true);
 181     aFromSolid = aFromTransform.Shape();
 182     TopoDS_Shape aRotatedFromFace = aFromTransform.Modified(aFromFace).First();
 183     TopoDS_Shape aRotatedToFace = aToTransform.Modified(aToFace).First();
 184     aToSolid   = aToTransform.Shape();
 185
 186     // Making revolution to the 360 angle.
 187     BRepPrimAPI_MakeRevol* aRevolBuilder = new BRepPrimAPI_MakeRevol(aBasisFace, anAxis, 2 * M_PI, Standard_True);
 188     aRevolBuilder->Build();
 189     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aRevolBuilder)));
 190     TopoDS_Shape aRevolShape = aRevolBuilder->Shape();
 191
 192     // Cutting revolution with from plane.
 193     BRepAlgoAPI_Cut* aFromCutBuilder = new BRepAlgoAPI_Cut(aRevolShape, aFromSolid);
 194     aFromCutBuilder->Build();
 195     if(!aFromCutBuilder->IsDone()) {
 196       return;
 197     }
 198     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aFromCutBuilder)));
 199     aResult = aFromCutBuilder->Shape();
 200     if(aFromCutBuilder->Modified(aRotatedFromFace).Extent() > 0) {
 201       myFirst->setImpl(new TopoDS_Shape(aFromCutBuilder->Modified(aRotatedFromFace).First()));
 202     }
 203
 204     // Cutting revolution with to plane.
 205     BRepAlgoAPI_Cut* aToCutBuilder = new BRepAlgoAPI_Cut(aResult, aToSolid);
 206     aToCutBuilder->Build();
 207     if(!aToCutBuilder->IsDone()) {
 208       return;
 209     }
 210     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aToCutBuilder)));
 211     aResult = aToCutBuilder->Shape();
 212     if(aToCutBuilder->Modified(aRotatedToFace).Extent() > 0) {
 213       myLast->setImpl(new TopoDS_Shape(aToCutBuilder->Modified(aRotatedToFace).First()));
 214     }
 215     if(aToCutBuilder->Modified(myFirst->impl<TopoDS_Shape>()).Extent() > 0) {
 216       myFirst->setImpl(new TopoDS_Shape(aToCutBuilder->Modified(myFirst->impl<TopoDS_Shape>()).First()));
 217     }
 218
 219     // If after cut we got more than one solids then take closest to the center of mass of the base face.
 220     aResult = findClosest(aResult, aBasisCentr);
 221
 222   } else { //Case 3: When only one bounding plane was set.
 223     // Getting bounding face.
 224     TopoDS_Face aBoundingFace;
 225     bool isFromFaceSet = false;
 226     if(myFromShape) {
 227       aBoundingFace = TopoDS::Face(myFromShape->impl<TopoDS_Shape>());
 228       isFromFaceSet = true;
 229     } else if(myToShape) {
 230       aBoundingFace = TopoDS::Face(myToShape->impl<TopoDS_Shape>());
 231     }
 232
 233     // Getting plane from bounding face.
 234     GeomLib_IsPlanarSurface isBoundingPlanar(BRep_Tool::Surface(aBoundingFace));
 235     if(!isBoundingPlanar.IsPlanar()) { // non-planar shapes is not supported for revolution bounding
 236       return;
 237     }
 238     gp_Pln aBoundingPln = isBoundingPlanar.Plan();
 239
 240     // Orienting bounding plane properly so that the center of mass of the base face stays
 241     // on the result shape after cut.
 242     gp_Pnt aBasisCentr = GeomAlgoAPI_ShapeProps::centreOfMass(theBasis)->impl<gp_Pnt>();
 243     aBoundingFace = makeFaceFromPlane(aBoundingPln, aBasisCentr);
 244
 245     // Making solid from bounding plane.
 246     TopoDS_Shape aBoundingSolid = makeSolidFromFace(aBoundingFace);
 247
 248     // Rotating bounding plane to the specified angle.
 249     double aBoundingRotAngle = isFromFaceSet ? myFromAngle : myToAngle;
 250     if(aBoundingPln.Axis().IsParallel(aBasisPln.Axis(), Precision::Confusion())) {
 251       if(isFromFaceSet) aBoundingRotAngle = -aBoundingRotAngle;
 252     } else {
 253       double aSign = (aBoundingPln.Axis().Direction() ^ aBasisPln.Axis().Direction()) *
 254                      anAxis.Direction();
 255       if((aSign <= 0 && !isFromFaceSet) || (aSign > 0 && isFromFaceSet)) {
 256         aBoundingRotAngle = -aBoundingRotAngle;
 257       }
 258     }
 259     gp_Trsf aBoundingTrsf;
 260     aBoundingTrsf.SetRotation(anAxis, aBoundingRotAngle / 180.0 * M_PI);
 261     BRepBuilderAPI_Transform aBoundingTransform(aBoundingSolid, aBoundingTrsf, true);
 262     aBoundingSolid = aBoundingTransform.Shape();
 263
 264     // Making revolution to the 360 angle.
 265     BRepPrimAPI_MakeRevol* aRevolBuilder = new BRepPrimAPI_MakeRevol(aBasisFace, anAxis, 2 * M_PI, Standard_True);
 266     aRevolBuilder->Build();
 267     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aRevolBuilder)));
 268     TopoDS_Shape aRevolShape = aRevolBuilder->Shape();
 269
 270     // Cutting revolution with bounding plane.
 271     BRepAlgoAPI_Cut* aBoundingCutBuilder = new BRepAlgoAPI_Cut(aRevolShape, aBoundingSolid);
 272     aBoundingCutBuilder->Build();
 273     if(!aBoundingCutBuilder->IsDone()) {
 274       return;
 275     }
 276     aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aBoundingCutBuilder)));
 277     aResult = aBoundingCutBuilder->Shape();
 278     TopExp_Explorer anExp1(aResult, TopAbs_SOLID);
 279     if(aBoundingCutBuilder->Modified(aBoundingFace).Extent() > 0) {
 280       myLast->setImpl(new TopoDS_Shape(aBoundingCutBuilder->Modified(aBoundingFace).First()));
 281     }
 282
 283     // Try to cut with base face. If it can not be done then keep result of cut with bounding plane.
 284     if(isFromFaceSet) {
 285       aBasisFace.Orientation(TopAbs_REVERSED);
 286     }
 287
 288     // Making solid from basis face.
 289     TopoDS_Shape aBasisSolid = makeSolidFromFace(aBasisFace);
 290
 291     // Rotating basis face to the specified angle.
 292     gp_Trsf aBasisTrsf;
 293     double aBasisRotAngle = isFromFaceSet ? myToAngle : -myFromAngle;
 294     aBasisTrsf.SetRotation(anAxis, aBasisRotAngle / 180.0 * M_PI);
 295     BRepBuilderAPI_Transform aBasisTransform(aBasisSolid, aBasisTrsf, true);
 296     aBasisSolid = aBasisTransform.Shape();
 297
 298     // Cutting revolution with basis face.
 299     BRepAlgoAPI_Cut* aBasisCutBuilder = new BRepAlgoAPI_Cut(aResult, aBasisSolid);
 300     aBasisCutBuilder->Build();
 301     if(aBasisCutBuilder->IsDone()) {
 302       TopoDS_Shape aCutResult = aBasisCutBuilder->Shape();
 303       TopExp_Explorer anExp(aCutResult, TopAbs_SOLID);
 304       if(anExp.More()) {
 305         aListOfMakeShape.push_back(std::shared_ptr<GeomAlgoAPI_MakeShape>(new GeomAlgoAPI_MakeShape(aBasisCutBuilder)));
 306         aResult = aCutResult;
 307         if(aBasisCutBuilder->Modified(aBasisFace).Extent() > 0) {
 308           myFirst->setImpl(new TopoDS_Shape(aBasisCutBuilder->Modified(aBasisFace).First()));
 309         }
 310       }
 311     }
 312
 313     // If after cut we got more than one solids then take closest to the center of mass of the base face.
 314     aResult = findClosest(aResult, aBasisCentr);
 315   }
 316
 317   TopExp_Explorer anExp(aResult, TopAbs_SOLID);
 318   if(!anExp.More()) {
 319     return;
 320   }
 321
 322   // fill data map to keep correct orientation of sub-shapes
 323   for (TopExp_Explorer Exp(aResult,TopAbs_FACE); Exp.More(); Exp.Next()) {
 324     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aCurrentShape(new GeomAPI_Shape());
 325     aCurrentShape->setImpl(new TopoDS_Shape(Exp.Current()));
 326     myMap.bind(aCurrentShape, aCurrentShape);
 327   }
 328   myShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aResult));
 329   myMkShape = new GeomAlgoAPI_MakeShapeList(aListOfMakeShape);
 330   myDone = true;
 331   return;
 332 }
 333
 334 //=================================================================================================
 335 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::isDone() const
 336 {
 337   return myDone;
 338 }
 339
 340 //=================================================================================================
 341 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::isValid() const
 342 {
 343   BRepCheck_Analyzer aChecker(myShape->impl<TopoDS_Shape>());
 344   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 345 }
 346
 347 //=================================================================================================
 348 const bool GeomAlgoAPI_Revolution::hasVolume() const
 349 {
 350   bool hasVolume(false);
 351   if(isValid()) {
 352     const TopoDS_Shape& aRShape = myShape->impl<TopoDS_Shape>();
 353     GProp_GProps aGProp;
 354     BRepGProp::VolumeProperties(aRShape, aGProp);
 355     if(aGProp.Mass() > Precision::Confusion())
 356       hasVolume = true;
 357   }
 358   return hasVolume;
 359 }
 360
 361 //=================================================================================================
 362 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::shape () const
 363 {
 364   return myShape;
 365 }
 366
 367 //=================================================================================================
 368 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::firstShape()
 369 {
 370   return myFirst;
 371 }
 372
 373 //=================================================================================================
 374 const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& GeomAlgoAPI_Revolution::lastShape()
 375 {
 376   return myLast;
 377 }
 378
 379 //=================================================================================================
 380 void GeomAlgoAPI_Revolution::mapOfShapes (GeomAPI_DataMapOfShapeShape& theMap) const
 381 {
 382   theMap = myMap;
 383 }
 384
 385 //=================================================================================================
 386 GeomAlgoAPI_MakeShape* GeomAlgoAPI_Revolution::makeShape() const
 387 {
 388   return myMkShape;
 389 }
 390
 391 //=================================================================================================
 392 GeomAlgoAPI_Revolution::~GeomAlgoAPI_Revolution()
 393 {
 394   if (myImpl) {
 395     myMap.clear();
 396   }
 397 }