src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_ShapeTools.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-20xx CEA/DEN, EDF R&D
   2
   3 // File:        GeomAlgoAPI_ShapeTools.h
   4 // Created:     3 August 2015
   5 // Author:      Dmitry Bobylev
   6
   7 #include "GeomAlgoAPI_ShapeTools.h"
   8
   9 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  10
  11 #include <GeomAPI_Edge.h>
  12 #include <GeomAPI_Dir.h>
  13 #include <GeomAPI_Face.h>
  14 #include <GeomAPI_Pln.h>
  15 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  16
  17 #include <Bnd_Box.hxx>
  18 #include <BOPTools.hxx>
  19 #include <BRep_Builder.hxx>
  20 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  21 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  22 #include <BRepBndLib.hxx>
  23 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  24 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  25 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  26 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  27 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  28 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  29 #include <BRepGProp.hxx>
  30 #include <BRepTools.hxx>
  31 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  32 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  33 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  34 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  35 #include <BRep_Tool.hxx>
  36 #include <Geom_Plane.hxx>
  37 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  38 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  39 #include <gp_Pln.hxx>
  40 #include <GProp_GProps.hxx>
  41 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  42 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  43 #include <NCollection_Vector.hxx>
  44 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  45 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  46 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  47 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  48 #include <TopoDS_Face.hxx>
  49 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  50 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  51 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  52 #include <TopoDS.hxx>
  53 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  54 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  55
  56 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  57 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  58 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  59
  60 //==================================================================================================
  61 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  62 {
  63   GProp_GProps aGProps;
  64   if(!theShape.get()) {
  65     return 0.0;
  66   }
  67   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  68   if(aShape.IsNull()) {
  69     return 0.0;
  70   }
  71   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  72   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  73   return aGProps.Mass();
  74 }
  75
  76 //==================================================================================================
  77 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
  78   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  79 {
  80   GProp_GProps aGProps;
  81   if(!theShape) {
  82     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
  83   }
  84   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  85   if(aShape.IsNull()) {
  86     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
  87   }
  88   gp_Pnt aCentre;
  89   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
  90     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
  91   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
  92     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
  93     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
  94   } else {
  95     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
  96     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
  97   }
  98   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
  99 }
 100
 101 //==================================================================================================
 102 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 103   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 104   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 105   ListOfShape& theCombinedShapes,
 106   ListOfShape& theFreeShapes)
 107 {
 108   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 109
 110   if(!theCompound.get()) {
 111     return aResult;
 112   }
 113
 114   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 115     return aResult;
 116   }
 117
 118   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 119   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 120   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 121     aTS = TopAbs_FACE;
 122     aTA = TopAbs_SOLID;
 123   }
 124
 125   theCombinedShapes.clear();
 126   theFreeShapes.clear();
 127
 128   // Get free shapes.
 129   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 130   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 131     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 132     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 133       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 134       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 135       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 136     }
 137   }
 138
 139   // Map subshapes and shapes.
 140   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 141   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 142   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 143     return aResult;
 144   }
 145
 146   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 147   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 148   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 149   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 150       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 151     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 152     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 153     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 154       continue;
 155     }
 156     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 157       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 158       aFreeShapes.Add(aF);
 159       aListOfShape.Clear();
 160     } else {
 161       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 162       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 163       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 164       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 165       aTempList.Append(aF);
 166       aTempList.Append(aL);
 167       aTempMap.Add(aF);
 168       aTempMap.Add(aL);
 169       aFreeShapes.Remove(aF);
 170       aFreeShapes.Remove(aL);
 171       aListOfShape.Clear();
 172       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 173           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 174         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 175         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 176             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 177           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 178           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 179             continue;
 180           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 181             aTempListOfShape.Clear();
 182           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 183             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 184               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 185               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 186                 aTempList.Append(aTL);
 187                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 188               }
 189               aTempListOfShape.Clear();
 190             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 191               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 192               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 193                 aTempList.Append(aTF);
 194                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 195               }
 196               aTempListOfShape.Clear();
 197             }
 198           }
 199         }
 200       }
 201       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 202     }
 203   }
 204
 205   // Combine shapes with common subshapes.
 206   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 207       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 208     TopoDS_Shell aShell;
 209     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 210     TopoDS_Builder aBuilder;
 211     theType ==
 212       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 213     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 214     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 215       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 216       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 217         theType ==
 218           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 219         aShapesMap.Remove(aShape);
 220       }
 221     }
 222     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 223     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 224                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 225     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 226     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 227   }
 228
 229   // Adding free shapes.
 230   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 231     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 232     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 233       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 234       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 235       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 236     }
 237   }
 238
 239   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 240     aResult = theCombinedShapes.front();
 241   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 242     aResult = theFreeShapes.front();
 243   } else {
 244     TopoDS_Compound aResultComp;
 245     TopoDS_Builder aBuilder;
 246     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 247     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 248         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 249       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 250     }
 251     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 252         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 253       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 254     }
 255     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 256   }
 257
 258   return aResult;
 259 }
 260
 261 //==================================================================================================
 262 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 263                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 264 {
 265   if(theShape.IsNull()) {
 266     return;
 267   }
 268
 269   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 270     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 271       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 272     }
 273   } else {
 274     theList.Append(theShape);
 275   }
 276 }
 277
 278 //==================================================================================================
 279 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 280 {
 281   TopoDS_Compound aCompound;
 282
 283   BRep_Builder aBuilder;
 284   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 285
 286   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 287     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 288   }
 289
 290   return aCompound;
 291 }
 292
 293 //==================================================================================================
 294 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 295   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 296 {
 297   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 298
 299   if(!theCompound.get()) {
 300     return aResult;
 301   }
 302
 303   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 304   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 305   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 306
 307   NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>> aGroups;
 308   while(!anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 309     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroupedShapes;
 310     aGroupedShapes.Append(anUngroupedShapes.First());
 311     anUngroupedShapes.RemoveFirst();
 312     for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 313         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 314       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 315       for(TopExp_Explorer aGroupShapeExp(aGroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 316           aGroupShapeExp.More();
 317           aGroupShapeExp.Next()) {
 318         // Find all shapes which have same vertex.
 319         aStillUngroupedShapes.Clear();
 320         const TopoDS_Shape& aVertex1 = aGroupShapeExp.Current();
 321         for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anUngroupedIt(anUngroupedShapes);
 322             anUngroupedIt.More();
 323             anUngroupedIt.Next()) {
 324           const TopoDS_Shape& anUngroupedShape = anUngroupedIt.Value();
 325           bool isAdded = false;
 326           for(TopExp_Explorer anUgroupedShapeExp(anUngroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 327               anUgroupedShapeExp.More();
 328               anUgroupedShapeExp.Next()) {
 329             const TopoDS_Shape& aVertex2 = anUgroupedShapeExp.Current();
 330             if(aVertex1.IsSame(aVertex2)) {
 331               aGroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 332               isAdded = true;
 333               break;
 334             }
 335           }
 336           if(!isAdded) {
 337             aStillUngroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 338           }
 339         }
 340         anUngroupedShapes = aStillUngroupedShapes;
 341         if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 342           break;
 343         }
 344       }
 345       if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 346         break;
 347       }
 348     }
 349     aGroups.Append(aGroupedShapes);
 350   }
 351
 352   TopoDS_Compound aCompound;
 353   BRep_Builder aBuilder;
 354   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 355   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 356   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 357       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 358     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 359     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 360     if(aGroup.Size() == 1) {
 361       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 362     } else {
 363       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 364       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 365                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 366                                                          aCompSolids,
 367                                                          aFreeSolids);
 368     }
 369     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 370   }
 371
 372   if(!aCompound.IsNull()) {
 373     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 374   }
 375
 376   return aResult;
 377 }
 378
 379 //==================================================================================================
 380 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 381   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 382 {
 383   // Bounding box of all objects.
 384   Bnd_Box aBndBox;
 385
 386   // Getting box.
 387   for (ListOfShape::const_iterator
 388     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 389     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 390     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 391   }
 392
 393   if(theEnlarge != 0.0) {
 394     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 395     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 396   }
 397
 398   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 399   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 400   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 401   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 402   int aNum = 0;
 403   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 404     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 405       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 406         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 407         aResultPoints.push_back(aPnt);
 408       }
 409     }
 410   }
 411
 412   return aResultPoints;
 413 }
 414
 415 //==================================================================================================
 416 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 417   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 418 {
 419   if (!theFace.get())
 420     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 421
 422   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 423   if (aPlaneFace.IsNull())
 424     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 425
 426   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 427   if (aPlane.IsNull())
 428     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 429
 430   // make an infinity face on the plane
 431   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 432
 433   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 434   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 435   return aResult;
 436 }
 437
 438 //==================================================================================================
 439 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 440   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 441   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 442 {
 443   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 444
 445   if(!thePlane.get()) {
 446     return aResultFace;
 447   }
 448
 449   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 450   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 451     return aResultFace;
 452   }
 453
 454   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 455   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 456   if(aSurf.IsNull()) {
 457     return aResultFace;
 458   }
 459
 460   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 461   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 462     return aResultFace;
 463   }
 464
 465   if(thePoints.size() != 8) {
 466     return aResultFace;
 467   }
 468
 469   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 470   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 471   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 472   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 473   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 474   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 475        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 476     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 477     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 478     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 479     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 480     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 481     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 482     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 483     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 484     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 485     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 486   }
 487   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 488   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 489
 490   return aResultFace;
 491 }
 492
 493 //==================================================================================================
 494 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 495                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 496                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 497 {
 498   if(!theShape.get()) {
 499     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 500     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 501     theV1 = aVertex;
 502     theV2 = aVertex;
 503     return;
 504   }
 505
 506   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 507   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 508   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 509
 510   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 511   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 512   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 513   theV1 = aGeomV1;
 514   theV2 = aGeomV2;
 515 }
 516
 517 //==================================================================================================
 518 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 519                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 520                                                 const ListOfShape& theWires,
 521                                                 ListOfShape& theFaces)
 522 {
 523   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 524                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 525   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 526
 527   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 528   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 529   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 530       anIt != theWires.cend();
 531       ++anIt) {
 532     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 533     aFRestrictor.Add(aWire);
 534   }
 535
 536   aFRestrictor.Perform();
 537
 538   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 539     return;
 540   }
 541
 542   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 543     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 544     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 545     theFaces.push_back(aShape);
 546   }
 547 }
 548
 549 //==================================================================================================
 550 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 551 {
 552   TopoDS_Compound aCompound;
 553   BRep_Builder aBuilder;
 554   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 555
 556   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 557     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 558   }
 559   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 560
 561   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 562     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 563   }
 564
 565   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 566   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 567   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 568
 569   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 570   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 571
 572   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 573
 574   return aPln;
 575 }
 576
 577 //==================================================================================================
 578 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 579   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 580   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 581 {
 582   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 583     return false;
 584   }
 585
 586   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 587   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 588
 589   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 590     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 591     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 592     aDist.Perform();
 593     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 594       return false;
 595     }
 596   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 597     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 598       // Check that edge is on face surface.
 599       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 600       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 601       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 602       aCheck.Perform();
 603       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 604         return false;
 605       }
 606
 607       // Check intersections.
 608       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 609       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 610       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 611       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 612       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 613         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 614         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 615         aDist.Perform();
 616         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 617           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 618           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 619             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 620             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 621                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 622               return false;
 623             }
 624           }
 625         }
 626       }
 627
 628       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 629       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 630       gp_Pnt aPointToCheck =
 631         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 632                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 633       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 634       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 635       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 636       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 637       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 638         return false;
 639       }
 640
 641     } else {
 642       return false;
 643     }
 644   } else {
 645     return false;
 646   }
 647
 648   return true;
 649 }
 650
 651 //==================================================================================================
 652 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 653 {
 654   if(!theShape.get()) {
 655     return false;
 656   }
 657
 658   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 659   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 660 }
 661
 662 //==================================================================================================
 663 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 664   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 665 {
 666   GeomShapePtr anOuterWire;
 667
 668   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 669     return anOuterWire;
 670   }
 671
 672   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 673   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 674
 675   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 676   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 677
 678   return anOuterWire;
 679 }
 680
 681 //==================================================================================================
 682 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 683                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 684 {
 685   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 686     return false;
 687   }
 688
 689   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 690   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 691
 692   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 693   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 694 }
 695
 696 //==================================================================================================
 697 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 698                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 699                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 700 {
 701   // General Fuse to split edge by vertices
 702   BOPAlgo_Builder aBOP;
 703   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 704   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 705   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 706   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 707   {
 708     Standard_Real aFirst, aLast;
 709     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 710
 711     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 712     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 713     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 714
 715     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 716     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 717     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 718   }
 719   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 720
 721   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 722   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 723     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 724     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 725     aBOP.AddArgument(aV);
 726   }
 727
 728   aBOP.Perform();
 729   if (aBOP.ErrorStatus())
 730     return;
 731
 732   // Collect splits
 733   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 734   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 735   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 736     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 737     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 738     theShapes.insert(anEdge);
 739   }
 740 }
 741
 742 //==================================================================================================
 743 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 744                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 745                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 746 {
 747   // General Fuse to split edge by vertices
 748   BOPAlgo_Builder aBOP;
 749   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 750   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 751   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 752   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 753   {
 754     Standard_Real aFirst, aLast;
 755     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 756
 757     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 758     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 759
 760     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 761     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 762     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 763   }
 764   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 765
 766   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 767   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 768     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 769     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 770     aBOP.AddArgument(aV);
 771   }
 772
 773   aBOP.Perform();
 774   if (aBOP.ErrorStatus())
 775     return;
 776
 777   // Collect splits
 778   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 779   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 780   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 781     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 782     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 783     theShapes.insert(anEdge);
 784   }
 785 }
 786
 787 //==================================================================================================
 788 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 789                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 790                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 791 {
 792   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 793
 794   if (thePoints.size() == 2) {
 795     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 796     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 797     aPntIt++;
 798     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 799
 800     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 801                                                               aLast = theShapes.end();
 802     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 803       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 804       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 805       if (anEdge.get()) {
 806         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 807         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 808         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 809             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 810             aResultShape = aShape;
 811       }
 812     }
 813   }
 814
 815   return aResultShape;
 816 }