src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_ShapeTools.cpp

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  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_ShapeTools.h"
  22
  23 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  24
  25 #include <GeomAPI_Ax1.h>
  26 #include <GeomAPI_Edge.h>
  27 #include <GeomAPI_Dir.h>
  28 #include <GeomAPI_Face.h>
  29 #include <GeomAPI_Pln.h>
  30 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  31 #include <GeomAPI_Wire.h>
  32
  33 #include <Bnd_Box.hxx>
  34 #include <BOPTools.hxx>
  35 #include <BRep_Builder.hxx>
  36 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  37 #include <BRepAlgo.hxx>
  38 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  39 #include <BRepBndLib.hxx>
  40 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  42 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  43 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  44 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  45 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  46 #include <BRepGProp.hxx>
  47 #include <BRepTools.hxx>
  48 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  49 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  50 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  51 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  52 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  53 #include <BRep_Tool.hxx>
  54 #include <Geom_Line.hxx>
  55 #include <Geom_Plane.hxx>
  56 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  57 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  58 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  59 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  60 #include <gp_Pln.hxx>
  61 #include <GProp_GProps.hxx>
  62 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  63 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  64 #include <NCollection_Vector.hxx>
  65 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  66 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  67 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  68 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  69 #include <TopoDS_Face.hxx>
  70 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  71 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  72 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  73 #include <TopoDS.hxx>
  74 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  75 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  76
  77
  78 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  79 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  80 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  81
  82 //==================================================================================================
  83 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  84 {
  85   GProp_GProps aGProps;
  86   if(!theShape.get()) {
  87     return 0.0;
  88   }
  89   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  90   if(aShape.IsNull()) {
  91     return 0.0;
  92   }
  93   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  94   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  95   return aGProps.Mass();
  96 }
  97
  98 //==================================================================================================
  99 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::area (const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 100 {
 101   GProp_GProps aGProps;
 102   if(!theShape.get()) {
 103     return 0.0;
 104   }
 105   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 106   if(aShape.IsNull()) {
 107     return 0.0;
 108   }
 109   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 110
 111   BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps, anEps);
 112   return aGProps.Mass();
 113 }
 114
 115 //==================================================================================================
 116 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
 117   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 118 {
 119   GProp_GProps aGProps;
 120   if(!theShape) {
 121     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 122   }
 123   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 124   if(aShape.IsNull()) {
 125     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 126   }
 127   gp_Pnt aCentre;
 128   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 129     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 130   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 131     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 132     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 133   } else {
 134     const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 135     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps, anEps);
 136     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 137   }
 138   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 139 }
 140
 141 //==================================================================================================
 142 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 143   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 144   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 145   ListOfShape& theCombinedShapes,
 146   ListOfShape& theFreeShapes)
 147 {
 148   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 149
 150   if(!theCompound.get()) {
 151     return aResult;
 152   }
 153
 154   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 155     return aResult;
 156   }
 157
 158   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 159   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 160   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 161     aTS = TopAbs_FACE;
 162     aTA = TopAbs_SOLID;
 163   }
 164
 165   theCombinedShapes.clear();
 166   theFreeShapes.clear();
 167
 168   // Get free shapes.
 169   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 170   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 171     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 172     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 173       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 174       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 175       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 176     }
 177   }
 178
 179   // Map subshapes and shapes.
 180   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 181   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 182   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 183     return aResult;
 184   }
 185
 186   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 187   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 188   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 189   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 190       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 191     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 192     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 193     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 194       continue;
 195     }
 196     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 197       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 198       aFreeShapes.Add(aF);
 199       aListOfShape.Clear();
 200     } else {
 201       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 202       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 203       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 204       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 205       aTempList.Append(aF);
 206       aTempList.Append(aL);
 207       aTempMap.Add(aF);
 208       aTempMap.Add(aL);
 209       aFreeShapes.Remove(aF);
 210       aFreeShapes.Remove(aL);
 211       aListOfShape.Clear();
 212       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 213           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 214         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 215         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 216             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 217           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 218           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 219             continue;
 220           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 221             aTempListOfShape.Clear();
 222           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 223             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 224               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 225               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 226                 aTempList.Append(aTL);
 227                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 228               }
 229               aTempListOfShape.Clear();
 230             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 231               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 232               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 233                 aTempList.Append(aTF);
 234                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 235               }
 236               aTempListOfShape.Clear();
 237             }
 238           }
 239         }
 240       }
 241       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 242     }
 243   }
 244
 245   // Combine shapes with common subshapes.
 246   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 247       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 248     TopoDS_Shell aShell;
 249     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 250     TopoDS_Builder aBuilder;
 251     theType ==
 252       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 253     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 254     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 255       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 256       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 257         theType ==
 258           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 259         aShapesMap.Remove(aShape);
 260       }
 261     }
 262     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 263     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 264                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 265     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 266     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 267   }
 268
 269   // Adding free shapes.
 270   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 271     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 272     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 273       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 274       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 275       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 276     }
 277   }
 278
 279   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 280     aResult = theCombinedShapes.front();
 281   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 282     aResult = theFreeShapes.front();
 283   } else {
 284     TopoDS_Compound aResultComp;
 285     TopoDS_Builder aBuilder;
 286     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 287     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 288         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 289       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 290     }
 291     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 292         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 293       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 294     }
 295     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 296   }
 297
 298   return aResult;
 299 }
 300
 301 //==================================================================================================
 302 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 303                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 304 {
 305   if(theShape.IsNull()) {
 306     return;
 307   }
 308
 309   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 310     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 311       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 312     }
 313   } else {
 314     theList.Append(theShape);
 315   }
 316 }
 317
 318 //==================================================================================================
 319 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 320 {
 321   TopoDS_Compound aCompound;
 322
 323   BRep_Builder aBuilder;
 324   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 325
 326   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 327     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 328   }
 329
 330   return aCompound;
 331 }
 332
 333 //==================================================================================================
 334 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 335   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 336 {
 337   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 338
 339   if(!theCompound.get()) {
 340     return aResult;
 341   }
 342
 343   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 344   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 345   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 346
 347   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 348   TopTools_ListOfShape aMapOrder;
 349   BOPCol_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 350   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 351       aShapesIt.More();
 352       aShapesIt.Next()) {
 353     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 354     for(TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 355         aShapeExp.More();
 356         aShapeExp.Next()) {
 357       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 358       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 359         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 360         aList.Append(aShape);
 361         aMapOrder.Append(aVertex);
 362         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 363       } else {
 364         if(!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 365           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 366         }
 367       }
 368     }
 369   }
 370
 371   // Iterate over the map and group shapes.
 372   NCollection_Vector<TopTools_ListOfShape> aGroups;
 373   while (!aMapOrder.IsEmpty()) {
 374     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 375     const TopoDS_Shape& aKey = aMapOrder.First();
 376     TopTools_ListOfShape aGroupedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 377     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 378     aMapOrder.Remove(aKey);
 379     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 380     for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 381         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 382       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 383       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 384       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aMapOrder);
 385           aKeysIt.More();
 386           aKeysIt.Next()) {
 387         const TopTools_ListOfShape& aGroupInMap = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 388         if(!aGroupInMap.Contains(aGroupedShape)) {
 389           // Group in map does not containt shape from our group, so go to the next group in map.
 390           continue;
 391         }
 392         // Iterate over shape in group in map, and add new shapes into our group.
 393         for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupInMapIt(aGroupInMap);
 394             aGroupInMapIt.More();
 395             aGroupInMapIt.Next()) {
 396           const TopoDS_Shape& aShape = aGroupInMapIt.Value();
 397           if (!aGroupedShapes.Contains(aShape)) {
 398             aGroupedShapes.Append(aShape);
 399           }
 400         }
 401         // Save key to unbind from this map.
 402         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 403       }
 404       // Unbind groups from map that we added to our group.
 405       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 406           aKeysIt.More();
 407           aKeysIt.Next()) {
 408         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 409         aMapOrder.Remove(aKeysIt.Value());
 410       }
 411     }
 412     // Sort shapes.
 413     TopTools_ListOfShape aSortedGroup;
 414     for(int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 415       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aGroupedShapes);
 416       while (anIt.More()) {
 417         if(anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 418           aSortedGroup.Append(anIt.Value());
 419           aGroupedShapes.Remove(anIt);
 420         } else {
 421           anIt.Next();
 422         }
 423       }
 424     }
 425     aGroups.Append(aSortedGroup);
 426   }
 427
 428   TopoDS_Compound aCompound;
 429   BRep_Builder aBuilder;
 430   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 431   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 432   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 433       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 434     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 435     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 436     if(aGroup.Size() == 1) {
 437       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 438     } else {
 439       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 440       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 441                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 442                                                          aCompSolids,
 443                                                          aFreeSolids);
 444     }
 445     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 446   }
 447
 448   if(!aCompound.IsNull()) {
 449     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 450   }
 451
 452   return aResult;
 453 }
 454
 455 //==================================================================================================
 456 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 457   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 458 {
 459   // Bounding box of all objects.
 460   Bnd_Box aBndBox;
 461
 462   // Getting box.
 463   for (ListOfShape::const_iterator
 464     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 465     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 466     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 467   }
 468
 469   if(theEnlarge != 0.0) {
 470     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 471     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 472   }
 473
 474   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 475   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 476   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 477   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 478   int aNum = 0;
 479   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 480     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 481       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 482         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 483         aResultPoints.push_back(aPnt);
 484       }
 485     }
 486   }
 487
 488   return aResultPoints;
 489 }
 490
 491 //==================================================================================================
 492 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 493   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 494 {
 495   if (!theFace.get())
 496     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 497
 498   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 499   if (aPlaneFace.IsNull())
 500     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 501
 502   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 503   if (aPlane.IsNull())
 504     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 505
 506   // make an infinity face on the plane
 507   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 508
 509   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 510   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 511   return aResult;
 512 }
 513
 514 //==================================================================================================
 515 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 516   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 517   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 518 {
 519   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 520
 521   if(!thePlane.get()) {
 522     return aResultFace;
 523   }
 524
 525   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 526   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 527     return aResultFace;
 528   }
 529
 530   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 531   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 532   if(aSurf.IsNull()) {
 533     return aResultFace;
 534   }
 535
 536   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 537   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 538     return aResultFace;
 539   }
 540
 541   if(thePoints.size() != 8) {
 542     return aResultFace;
 543   }
 544
 545   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 546   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 547   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 548   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 549   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 550   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 551        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 552     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 553     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 554     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 555     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 556     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 557     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 558     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 559     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 560     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 561     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 562   }
 563   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 564   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 565
 566   return aResultFace;
 567 }
 568
 569 //==================================================================================================
 570 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 571                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 572                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 573 {
 574   if(!theShape.get()) {
 575     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 576     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 577     theV1 = aVertex;
 578     theV2 = aVertex;
 579     return;
 580   }
 581
 582   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 583   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 584   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 585
 586   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 587   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 588   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 589   theV1 = aGeomV1;
 590   theV2 = aGeomV2;
 591 }
 592
 593 //==================================================================================================
 594 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 595                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 596                                                 const ListOfShape& theWires,
 597                                                 ListOfShape& theFaces)
 598 {
 599   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 600                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 601   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 602
 603   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 604   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 605   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 606       anIt != theWires.cend();
 607       ++anIt) {
 608     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 609     aFRestrictor.Add(aWire);
 610   }
 611
 612   aFRestrictor.Perform();
 613
 614   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 615     return;
 616   }
 617
 618   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 619     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 620     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 621     theFaces.push_back(aShape);
 622   }
 623 }
 624
 625 //==================================================================================================
 626 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 627 {
 628   TopoDS_Compound aCompound;
 629   BRep_Builder aBuilder;
 630   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 631
 632   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 633     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 634   }
 635   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 636
 637   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 638     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 639   }
 640
 641   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 642   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 643   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 644
 645   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 646   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 647
 648   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 649
 650   return aPln;
 651 }
 652
 653 //==================================================================================================
 654 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 655   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 656   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 657 {
 658   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 659     return false;
 660   }
 661
 662   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 663   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 664
 665   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 666     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 667     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 668     aDist.Perform();
 669     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 670       return false;
 671     }
 672   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 673     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 674       // Check that edge is on face surface.
 675       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 676       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 677       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 678       aCheck.Perform();
 679       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 680         return false;
 681       }
 682
 683       // Check intersections.
 684       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 685       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 686       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 687       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 688       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 689         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 690         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 691         aDist.Perform();
 692         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 693           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 694           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 695             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 696             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 697                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 698               return false;
 699             }
 700           }
 701         }
 702       }
 703
 704       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 705       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 706       gp_Pnt aPointToCheck =
 707         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 708                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 709       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 710       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 711       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 712       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 713       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 714         return false;
 715       }
 716
 717     } else {
 718       return false;
 719     }
 720   } else {
 721     return false;
 722   }
 723
 724   return true;
 725 }
 726
 727 //==================================================================================================
 728 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 729 {
 730   if(!theShape.get()) {
 731     return false;
 732   }
 733
 734   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 735   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 736 }
 737
 738 //==================================================================================================
 739 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 740   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 741 {
 742   GeomShapePtr anOuterWire;
 743
 744   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 745     return anOuterWire;
 746   }
 747
 748   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 749   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 750
 751   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 752   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 753
 754   return anOuterWire;
 755 }
 756
 757 //==================================================================================================
 758 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 759                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 760 {
 761   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 762     return false;
 763   }
 764
 765   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 766   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 767
 768   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 769   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 770 }
 771
 772 //==================================================================================================
 773 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > GeomAlgoAPI_ShapeTools::intersect(
 774   const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge, const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace,
 775   const bool thePointsOutsideFace)
 776 {
 777   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > aResult;
 778   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 779     return aResult;
 780   }
 781
 782   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 783   double aFirstOnCurve, aLastOnCurve;
 784   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirstOnCurve, aLastOnCurve);
 785
 786   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 787   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 788
 789   GeomAPI_IntCS anIntAlgo(aCurve, aSurf);
 790   if (!anIntAlgo.IsDone())
 791     return aResult;
 792   // searching for points-intersection
 793   for(int anIntNum = 1; anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints() + anIntAlgo.NbSegments(); anIntNum++) {
 794     gp_Pnt anInt;
 795     if (anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints()) {
 796       anInt = anIntAlgo.Point(anIntNum);
 797     } else { // take the middle point on the segment of the intersection
 798       Handle(Geom_Curve) anIntCurve = anIntAlgo.Segment(anIntNum - anIntAlgo.NbPoints());
 799       anIntCurve->D0((anIntCurve->FirstParameter() + anIntCurve->LastParameter()) / 2., anInt);
 800     }
 801     aResult.push_back(std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(
 802       new GeomAPI_Vertex(anInt.X(), anInt.Y(), anInt.Z())));
 803   }
 804   return aResult;
 805 }
 806
 807 //==================================================================================================
 808 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 809                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 810                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 811 {
 812   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 813   if (thePointsInfo.empty())
 814     return;
 815
 816     // General Fuse to split edge by vertices
 817   BOPAlgo_Builder aBOP;
 818   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 819   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 820   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 821   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 822   {
 823     Standard_Real aFirst, aLast;
 824     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 825
 826     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 827     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 828     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 829
 830     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 831     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 832     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 833   }
 834   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 835
 836   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 837   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 838     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 839     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 840     aBOP.AddArgument(aV);
 841   }
 842
 843   aBOP.Perform();
 844 #ifdef USE_OCCT_720
 845   if (aBOP.HasErrors())
 846     return;
 847 #else
 848   if (aBOP.ErrorStatus())
 849     return;
 850 #endif
 851
 852   // Collect splits
 853   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 854   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 855   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 856     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 857     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 858     theShapes.insert(anEdge);
 859   }
 860 }
 861
 862 //==================================================================================================
 863 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 864                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 865                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 866 {
 867   // General Fuse to split edge by vertices
 868   BOPAlgo_Builder aBOP;
 869   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 870   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 871   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 872   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 873   {
 874     Standard_Real aFirst, aLast;
 875     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 876
 877     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 878     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 879
 880     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 881     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 882     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 883   }
 884   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 885
 886   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 887   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 888     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 889     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 890     aBOP.AddArgument(aV);
 891   }
 892
 893   aBOP.Perform();
 894 #ifdef USE_OCCT_720
 895   if (aBOP.HasErrors())
 896     return;
 897 #else
 898   if (aBOP.ErrorStatus())
 899     return;
 900 #endif
 901
 902   // Collect splits
 903   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 904   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 905   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 906     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 907     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 908     theShapes.insert(anEdge);
 909   }
 910 }
 911
 912 //==================================================================================================
 913 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 914                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 915                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 916 {
 917   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 918
 919   if (thePoints.size() == 2) {
 920     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 921     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 922     aPntIt++;
 923     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 924
 925     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 926                                                               aLast = theShapes.end();
 927     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 928       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 929       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 930       if (anEdge.get()) {
 931         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 932         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 933         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 934             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 935             aResultShape = aShape;
 936       }
 937     }
 938   }
 939
 940   return aResultShape;
 941 }
 942
 943 //==================================================================================================
 944 std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> GeomAlgoAPI_ShapeTools::buildDirFromAxisAndShape(
 945                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape,
 946                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1> theAxis)
 947 {
 948   gp_Pnt aCentreOfMassPoint =
 949     GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(theBaseShape)->impl<gp_Pnt>();
 950   Handle(Geom_Line) aLine = new Geom_Line(theAxis->impl<gp_Ax1>());
 951   GeomAPI_ProjectPointOnCurve aPrjTool(aCentreOfMassPoint, aLine);
 952   gp_Pnt aPoint = aPrjTool.NearestPoint();
 953
 954   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(aCentreOfMassPoint.X()-aPoint.X(),
 955                                                     aCentreOfMassPoint.Y()-aPoint.Y(),
 956                                                     aCentreOfMassPoint.Z()-aPoint.Z()));
 957   return aDir;
 958 }
 959
 960 //==================================================================================================
 961 std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> GeomAlgoAPI_ShapeTools::wireToEdge(
 962       const std::shared_ptr<GeomAPI_Wire>& theWire)
 963 {
 964   GeomEdgePtr anEdge;
 965   if (theWire) {
 966     const TopoDS_Wire& aWire = theWire->impl<TopoDS_Wire>();
 967     TopoDS_Edge aNewEdge = BRepAlgo::ConcatenateWireC0(aWire);
 968     anEdge = GeomEdgePtr(new GeomAPI_Edge);
 969     anEdge->setImpl(new TopoDS_Edge(aNewEdge));
 970   }
 971   return anEdge;
 972 }