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 email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include "GeomAlgoAPI_ShapeTools.h"
  21
  22 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  23
  24 #include <GeomAPI_Ax1.h>
  25 #include <GeomAPI_Edge.h>
  26 #include <GeomAPI_Dir.h>
  27 #include <GeomAPI_Face.h>
  28 #include <GeomAPI_Pln.h>
  29 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  30 #include <GeomAPI_Wire.h>
  31
  32 #include <Approx_CurvilinearParameter.hxx>
  33
  34 #include <Bnd_Box.hxx>
  35
  36 #include <BRep_Tool.hxx>
  37 #include <BRep_Builder.hxx>
  38 #include <BRepAlgo.hxx>
  39 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  40 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  41 #include <BRepBndLib.hxx>
  42 #include <BRepBuilderAPI_Copy.hxx>
  43 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  44 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  45 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  46 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  47 #include <BRepBuilderAPI_MakeWire.hxx>
  48 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  49 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  50 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  51 #include <BRepGProp.hxx>
  52 #include <BRepTools.hxx>
  53 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  54 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  55 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  56 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  57 #include <BRepLProp.hxx>
  58
  59 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  60
  61 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  62 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  63
  64 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  65 #include <Geom_CylindricalSurface.hxx>
  66 #include <Geom_Line.hxx>
  67 #include <Geom_Plane.hxx>
  68 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  69
  70 #include <GeomAdaptor_HCurve.hxx>
  71
  72 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  73 #include <GeomAPI_ShapeIterator.h>
  74
  75 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  76 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  77 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  78
  79 #include <gp_Pln.hxx>
  80 #include <GProp_GProps.hxx>
  81
  82 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  83 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  84
  85 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  86 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  87
  88 #include <TopoDS.hxx>
  89 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  90 #include <TopoDS_Face.hxx>
  91 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  92 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  93 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  94 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  95
  96 #include <TopExp.hxx>
  97 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  98
  99 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
 100
 101 #include <NCollection_Vector.hxx>
 102
 103 #include <LocalAnalysis_SurfaceContinuity.hxx>
 104 #include<array>
 105
 106 //==================================================================================================
 107 static GProp_GProps props(const TopoDS_Shape& theShape)
 108 {
 109   GProp_GProps aGProps;
 110
 111   if (theShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || theShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE)
 112   {
 113     BRepGProp::LinearProperties(theShape, aGProps);
 114   }
 115   else if (theShape.ShapeType() == TopAbs_FACE || theShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL)
 116   {
 117     const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 118     BRepGProp::SurfaceProperties(theShape, aGProps, anEps);
 119   }
 120   else if (theShape.ShapeType() == TopAbs_SOLID || theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPSOLID)
 121   {
 122     BRepGProp::VolumeProperties(theShape, aGProps);
 123   }
 124   else if (theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND)
 125   {
 126     for (TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next())
 127     {
 128       aGProps.Add(props(anIt.Value()));
 129     }
 130   }
 131
 132   return aGProps;
 133 }
 134
 135 //==================================================================================================
 136 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::length(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 137 {
 138   GProp_GProps aGProps;
 139   if (!theShape.get()) {
 140     return 0.0;
 141   }
 142   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 143   if (aShape.IsNull()) {
 144     return 0.0;
 145   }
 146
 147   BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps, Standard_True);
 148   return  aGProps.Mass();
 149 }
 150
 151 //==================================================================================================
 152 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 153 {
 154   if (!theShape.get()) {
 155     return 0.0;
 156   }
 157   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 158   if (aShape.IsNull()) {
 159     return 0.0;
 160   }
 161   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 162   double aVolume = 0.0;
 163   for (TopExp_Explorer anExp(aShape, TopAbs_SOLID); anExp.More(); anExp.Next()) {
 164     GProp_GProps aGProps;
 165     BRepGProp::VolumeProperties(anExp.Current(), aGProps, anEps);
 166     aVolume += aGProps.Mass();
 167   }
 168   return aVolume;
 169 }
 170
 171 //==================================================================================================
 172 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::area (const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 173 {
 174   GProp_GProps aGProps;
 175   if (!theShape.get()) {
 176     return 0.0;
 177   }
 178   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 179   if (aShape.IsNull()) {
 180     return 0.0;
 181   }
 182   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 183
 184   BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps, anEps);
 185   return aGProps.Mass();
 186 }
 187
 188 //==================================================================================================
 189 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isContinuousFaces(const GeomShapePtr& theFace1,
 190                                                const GeomShapePtr& theFace2,
 191                                                const GeomPointPtr& thePoint,
 192                                                const double & theAngle,
 193                                                std::string& theError)
 194 {
 195
 196   #ifdef _DEBUG
 197   std::cout << "isContinuousFaces " << std::endl;
 198   #endif
 199
 200   if (!thePoint.get()) {
 201       theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 202       return false;
 203   }
 204   const gp_Pnt& aPoint = thePoint->impl<gp_Pnt>();
 205
 206   // Getting base shape.
 207   if (!theFace1.get()) {
 208     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 209     return false;
 210   }
 211
 212   TopoDS_Shape aShape1 = theFace1->impl<TopoDS_Shape>();
 213
 214   if (aShape1.IsNull()) {
 215     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 216     return false;
 217   }
 218
 219   // Getting base shape.
 220   if (!theFace2.get()) {
 221     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 222     return false;
 223   }
 224
 225   TopoDS_Shape aShape2 = theFace2->impl<TopoDS_Shape>();
 226
 227   if (aShape2.IsNull()) {
 228     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 229     return false;
 230   }
 231
 232   TopoDS_Face aFace1 = TopoDS::Face(aShape1);
 233   if (aFace1.IsNull()) {
 234     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 235     return false;
 236   }
 237
 238   Handle(Geom_Surface) aSurf1 = BRep_Tool::Surface(aFace1);
 239   if (aSurf1.IsNull()) {
 240     theError = "isContinuousFaces : An invalid surface";
 241     return false;
 242   }
 243
 244   ShapeAnalysis_Surface aSAS1(aSurf1);
 245   gp_Pnt2d aPointOnFace1 = aSAS1.ValueOfUV(aPoint, Precision::Confusion());
 246
 247   TopoDS_Face aFace2 = TopoDS::Face(aShape2);
 248   if (aFace2.IsNull()) {
 249     theError = "isContinuousFaces : An invalid argument";
 250     return false;
 251   }
 252
 253   Handle(Geom_Surface) aSurf2 = BRep_Tool::Surface(aFace2);
 254   if (aSurf2.IsNull()) {
 255     theError = "isContinuousFaces : An invalid surface";
 256     return false;
 257   }
 258
 259   ShapeAnalysis_Surface aSAS2(aSurf2);
 260   gp_Pnt2d aPointOnFace2= aSAS2.ValueOfUV(aPoint, Precision::Confusion());
 261
 262   bool aRes = false;
 263   try {
 264     OCC_CATCH_SIGNALS;
 265     LocalAnalysis_SurfaceContinuity aLocAnal(aSurf1,
 266                                              aPointOnFace1.X(),
 267                                              aPointOnFace1.Y(),
 268                                              aSurf2,
 269                                              aPointOnFace2.X(),
 270                                              aPointOnFace2.Y(),
 271                                              GeomAbs_Shape::GeomAbs_G1, // Order
 272                                              0.001, // EpsNul
 273                                              0.001, // EpsC0
 274                                              0.001, // EpsC1
 275                                              0.001, // EpsC2
 276                                              theAngle * M_PI / 180.0); //EpsG1
 277     aRes = aLocAnal.IsG1();
 278   }
 279   catch (Standard_Failure const& anException) {
 280     theError = "LocalAnalysis_SurfaceContinuity error :";
 281     theError += anException.GetMessageString();
 282   }
 283
 284   return aRes;
 285 }
 286
 287 //==================================================================================================
 288 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
 289   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 290 {
 291   GProp_GProps aGProps;
 292   if (!theShape) {
 293     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 294   }
 295   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 296   if (aShape.IsNull()) {
 297     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 298   }
 299   gp_Pnt aCentre;
 300   if (aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 301     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 302   } else {
 303     aGProps = props(aShape);
 304     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 305   }
 306
 307   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 308 }
 309
 310 //==================================================================================================
 311 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::radius(const std::shared_ptr<GeomAPI_Face>& theCylinder)
 312 {
 313   double aRadius = -1.0;
 314   if (theCylinder->isCylindrical()) {
 315     const TopoDS_Shape& aShape = theCylinder->impl<TopoDS_Shape>();
 316     Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(TopoDS::Face(aShape));
 317     Handle(Geom_CylindricalSurface) aCyl = Handle(Geom_CylindricalSurface)::DownCast(aSurf);
 318     if (!aCyl.IsNull())
 319       aRadius = aCyl->Radius();
 320   }
 321   return aRadius;
 322 }
 323
 324 //==================================================================================================
 325 namespace {
 326
 327 auto getExtemaDistShape = [](const GeomShapePtr& theShape1,
 328     const GeomShapePtr& theShape2) -> BRepExtrema_DistShapeShape
 329 {
 330   const TopoDS_Shape& aShape1 = theShape1->impl<TopoDS_Shape>();
 331   const TopoDS_Shape& aShape2 = theShape2->impl<TopoDS_Shape>();
 332
 333   BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aShape1, aShape2);
 334   aDist.Perform();
 335   return aDist;
 336 };
 337 }
 338
 339 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::minimalDistance(const GeomShapePtr& theShape1,
 340                                                const GeomShapePtr& theShape2)
 341 {
 342   BRepExtrema_DistShapeShape aDist = getExtemaDistShape(theShape1, theShape2);
 343   return aDist.IsDone() ? aDist.Value() : Precision::Infinite();
 344 }
 345
 346 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::minimalDistance(const GeomShapePtr& theShape1,
 347                                                const GeomShapePtr& theShape2,
 348                                                std::array<double, 3> & fromShape1To2)
 349 {
 350   BRepExtrema_DistShapeShape aDist = getExtemaDistShape(theShape1, theShape2);
 351   const auto & pt1 = aDist.PointOnShape1(1);
 352   const auto & pt2 = aDist.PointOnShape2(1) ;
 353   fromShape1To2[0] = pt2.X() - pt1.X();
 354   fromShape1To2[1] = pt2.Y() - pt1.Y();
 355   fromShape1To2[2] = pt2.Z() - pt1.Z();
 356   return aDist.IsDone() ? aDist.Value() : Precision::Infinite();
 357 }
 358
 359 //==================================================================================================
 360 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 361   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 362   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 363   ListOfShape& theResuts)
 364 {
 365
 366   ListOfShape aResCombinedShapes;
 367   ListOfShape aResFreeShapes;
 368
 369   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 370
 371   if (!theCompound.get()) {
 372     return aResult;
 373   }
 374
 375   if (theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 376     return aResult;
 377   }
 378
 379   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 380   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 381   if (theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 382     aTS = TopAbs_FACE;
 383     aTA = TopAbs_SOLID;
 384   }
 385
 386   // map from the resulting shapes to minimal index of the used shape from theCompound list
 387   std::map<GeomShapePtr, int> anInputOrder;
 388   // map from ancestors-shapes to the index of shapes in theCompound
 389   NCollection_DataMap<TopoDS_Shape, int> anAncestorsOrder;
 390
 391   // Get free shapes.
 392   int anOrder = 0;
 393   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 394   for (TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next(), anOrder++) {
 395     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 396     if (aShape.ShapeType() > aTA) {
 397       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 398       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 399       aResFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 400       anInputOrder[aGeomShape] = anOrder;
 401     } else {
 402       for (TopExp_Explorer anExp(aShape, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 403         anAncestorsOrder.Bind(anExp.Current(), anOrder);
 404       }
 405     }
 406   }
 407
 408   // Map sub-shapes and shapes.
 409   TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 410   TopExp::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 411   if (aMapSA.IsEmpty()) {
 412     return aResult;
 413   }
 414   theResuts.clear();
 415
 416   // Get all shapes with common sub-shapes and free shapes.
 417   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 418   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 419   for (TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 420       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 421     TopTools_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 422     if (aListOfShape.IsEmpty()) {
 423       continue;
 424     }
 425     else if (aListOfShape.Size() == 1) {
 426       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 427       aFreeShapes.Add(aF);
 428       aListOfShape.Clear();
 429     } else {
 430       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 431       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 432       for (TopTools_ListOfShape::Iterator aListIt(aListOfShape); aListIt.More(); aListIt.Next()) {
 433         aTempList.Append(aListIt.Value());
 434         aTempMap.Add(aListIt.Value());
 435         aFreeShapes.Remove(aListIt.Value());
 436       }
 437       aListOfShape.Clear();
 438       for (NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 439           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 440         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 441         for (TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 442             anIter2(aMapSA); anIter2.More(); anIter2.Next()) {
 443           TopTools_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter2.ChangeValue();
 444           if (aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 445             continue;
 446           } else if (aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 447             aTempListOfShape.Clear();
 448           } else if (aTempListOfShape.Size() > 1) {
 449             TopTools_ListOfShape::Iterator anIt1(aTempListOfShape);
 450             for (; anIt1.More(); anIt1.Next()) {
 451               if (anIt1.Value() == aTempShape) {
 452                 TopTools_ListOfShape::Iterator anIt2(aTempListOfShape);
 453                 for (; anIt2.More(); anIt2.Next())
 454                 {
 455                   if (anIt2.Value() != anIt1.Value()) {
 456                     if (aTempMap.Add(anIt2.Value())) {
 457                       aTempList.Append(anIt2.Value());
 458                       aFreeShapes.Remove(anIt2.Value());
 459                     }
 460                   }
 461                 }
 462                 aTempListOfShape.Clear();
 463                 break;
 464               }
 465             }
 466           }
 467         }
 468       }
 469       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 470     }
 471   }
 472
 473   // Combine shapes with common sub-shapes.
 474   for (NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 475       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 476     TopoDS_Shell aShell;
 477     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 478     TopoDS_Builder aBuilder;
 479     anOrder = -1;
 480     theType ==
 481       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 482     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 483     for (TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 484       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 485       if (aShapesMap.Contains(aShape)) {
 486         theType ==
 487           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 488         aShapesMap.Remove(aShape);
 489         int aThisOrder = anAncestorsOrder.Find(aShape);
 490         if (anOrder == -1 || aThisOrder < anOrder)
 491           anOrder = aThisOrder; // take the minimum order position
 492       }
 493     }
 494     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 495     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 496                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 497     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 498     aResCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 499     anInputOrder[aGeomShape] = anOrder;
 500   }
 501
 502   // Adding free shapes.
 503   for (TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 504     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 505     if (aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 506       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 507       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 508       aResFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 509       anInputOrder[aGeomShape] = anAncestorsOrder.Find(aShape);
 510     }
 511   }
 512
 513   if (aResCombinedShapes.size() == 1 && aResFreeShapes.size() == 0) {
 514     aResult = aResCombinedShapes.front();
 515     theResuts.push_back(aResult);
 516   } else if (aResCombinedShapes.size() == 0 && aResFreeShapes.size() == 1) {
 517     aResult = aResFreeShapes.front();
 518     theResuts.push_back(aResult);
 519   } else {
 520     TopoDS_Compound aResultComp;
 521     TopoDS_Builder aBuilder;
 522     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 523     // put to result compound and result list in accordance to the order numbers
 524     std::map<GeomShapePtr, int>::iterator anInputIter = anInputOrder.begin();
 525     std::map<int, GeomShapePtr> aNums;
 526     for (; anInputIter != anInputOrder.end(); anInputIter++)
 527       aNums[anInputIter->second] = anInputIter->first;
 528     std::map<int, GeomShapePtr>::iterator aNumsIter = aNums.begin();
 529     for (; aNumsIter != aNums.end(); aNumsIter++) {
 530       aBuilder.Add(aResultComp, (aNumsIter->second)->impl<TopoDS_Shape>());
 531       theResuts.push_back(aNumsIter->second);
 532     }
 533     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 534   }
 535
 536   return aResult;
 537 }
 538
 539 //==================================================================================================
 540 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 541                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 542 {
 543   if (theShape.IsNull()) {
 544     return;
 545   }
 546
 547   if (theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 548     for (TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 549       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 550     }
 551   } else {
 552     theList.Append(theShape);
 553   }
 554 }
 555
 556 //==================================================================================================
 557 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 558 {
 559   TopoDS_Compound aCompound;
 560
 561   BRep_Builder aBuilder;
 562   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 563
 564   for (NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 565     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 566   }
 567
 568   return aCompound;
 569 }
 570
 571 //==================================================================================================
 572 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 573   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 574 {
 575   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 576
 577   if (!theCompound.get()) {
 578     return aResult;
 579   }
 580
 581   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 582   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 583   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 584
 585   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 586   TopTools_ListOfShape allVertices;
 587   TopTools_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 588   for (NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 589     aShapesIt.More();
 590     aShapesIt.Next()) {
 591     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 592     for (TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 593       aShapeExp.More();
 594       aShapeExp.Next()) {
 595       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 596       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 597         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 598         aList.Append(aShape);
 599         allVertices.Append(aVertex);
 600         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 601       }
 602       else {
 603         if (!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 604           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 605         }
 606       }
 607     }
 608   }
 609
 610   // Iterate over the map and group shapes.
 611   NCollection_Vector<TopTools_MapOfShape> aGroups; // groups of shapes connected by vertices
 612   while (!allVertices.IsEmpty()) {
 613     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 614     const TopoDS_Shape& aKey = allVertices.First();
 615     TopTools_ListOfShape aConnectedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 616     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 617     allVertices.Remove(aKey);
 618     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 619     for (TopTools_ListOfShape::Iterator aConnectedIt(aConnectedShapes);
 620       aConnectedIt.More(); aConnectedIt.Next()) {
 621       const TopoDS_Shape& aConnected = aConnectedIt.Value();
 622       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 623       for (TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(allVertices);
 624         aKeysIt.More();
 625         aKeysIt.Next()) {
 626         const TopTools_ListOfShape& anOtherConnected = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 627         if (!anOtherConnected.Contains(aConnected)) {
 628           // Other connected group does not contain shape from our connected group
 629           continue;
 630         }
 631         // Other is connected to our, so add them to our connected
 632         for (TopTools_ListOfShape::Iterator anOtherIt(anOtherConnected);
 633           anOtherIt.More();
 634           anOtherIt.Next()) {
 635           const TopoDS_Shape& aShape = anOtherIt.Value();
 636           if (!aConnectedShapes.Contains(aShape)) {
 637             aConnectedShapes.Append(aShape);
 638           }
 639         }
 640         // Save key to unbind from this map.
 641         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 642       }
 643       // Unbind groups from map that we added to our group.
 644       for (TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 645         aKeysIt.More();
 646         aKeysIt.Next()) {
 647         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 648         allVertices.Remove(aKeysIt.Value());
 649       }
 650     }
 651     // Sort shapes from the most complicated to the simplest ones
 652     TopTools_MapOfShape aSortedGroup;
 653     for (int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 654       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aConnectedShapes);
 655       while (anIt.More()) {
 656         if (anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 657           aSortedGroup.Add(anIt.Value());
 658           aConnectedShapes.Remove(anIt);
 659         }
 660         else {
 661           anIt.Next();
 662         }
 663       }
 664     }
 665     aGroups.Append(aSortedGroup);
 666   }
 667
 668   TopoDS_Compound aCompound;
 669   BRep_Builder aBuilder;
 670   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 671   ListOfShape aSolids;
 672   for (NCollection_Vector<TopTools_MapOfShape>::Iterator anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 673     const TopTools_MapOfShape& aGroup = anIt.ChangeValue();
 674     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 675     if (aGroup.Size() == 1) {
 676       TopTools_MapOfShape::Iterator aOneShapeIter(aGroup);
 677       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aOneShapeIter.Value()));
 678     } else {
 679       // make sub-shapes in the group have order same as in original shape
 680       TopTools_ListOfShape anOrderedGoup;
 681       NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anUngrouped(anUngroupedShapes);
 682       for (; anUngrouped.More(); anUngrouped.Next()) {
 683         if (aGroup.Contains(anUngrouped.Value()))
 684           anOrderedGoup.Append(anUngrouped.Value());
 685       }
 686       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(anOrderedGoup)));
 687       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 688                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 689                                                          aSolids);
 690     }
 691     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 692   }
 693
 694   if (!aCompound.IsNull()) {
 695     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 696   }
 697
 698   return aResult;
 699 }
 700
 701 //==================================================================================================
 702 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::hasSharedTopology(const ListOfShape& theShapes,
 703                                                const GeomAPI_Shape::ShapeType theShapeType)
 704 {
 705   TopTools_IndexedMapOfShape aSubs;
 706   for (ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.begin(); anIt != theShapes.end(); ++anIt) {
 707     TopTools_IndexedMapOfShape aCurSubs;
 708     TopExp::MapShapes((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>(), (TopAbs_ShapeEnum)theShapeType, aCurSubs);
 709     for (TopTools_IndexedMapOfShape::Iterator aSubIt(aCurSubs); aSubIt.More(); aSubIt.Next()) {
 710       if (aSubs.Contains(aSubIt.Value()))
 711         return true;
 712       else
 713         aSubs.Add(aSubIt.Value());
 714     }
 715   }
 716   return false;
 717 }
 718
 719 //==================================================================================================
 720 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 721   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 722 {
 723   // Bounding box of all objects.
 724   Bnd_Box aBndBox;
 725
 726   // Getting box.
 727   for (ListOfShape::const_iterator
 728     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 729     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 730     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 731   }
 732
 733   if (theEnlarge != 0.0) {
 734     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 735     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 736   }
 737
 738   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 739   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 740   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 741   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 742   for (int i = 0; i < 2; i++) {
 743     for (int j = 0; j < 2; j++) {
 744       for (int k = 0; k < 2; k++) {
 745         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 746         aResultPoints.push_back(aPnt);
 747       }
 748     }
 749   }
 750
 751   return aResultPoints;
 752 }
 753
 754 //==================================================================================================
 755 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 756   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 757   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 758 {
 759   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 760
 761   if (!thePlane.get()) {
 762     return aResultFace;
 763   }
 764
 765   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 766   if (aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 767     return aResultFace;
 768   }
 769
 770   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 771   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 772   if (aSurf.IsNull()) {
 773     return aResultFace;
 774   }
 775
 776   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 777   if (!isPlanar.IsPlanar()) {
 778     return aResultFace;
 779   }
 780
 781   if (thePoints.size() != 8) {
 782     return aResultFace;
 783   }
 784
 785   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 786   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 787   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 788   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 789   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 790   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 791        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 792     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 793     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 794     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 795     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 796     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 797     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 798     if (aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 799     if (aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 800     if (aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 801     if (aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 802   }
 803   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 804   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 805
 806   return aResultFace;
 807 }
 808
 809 //==================================================================================================
 810 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 811                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 812                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 813 {
 814   static GeomVertexPtr aVertex;
 815   if (!aVertex) {
 816     aVertex = GeomVertexPtr(new GeomAPI_Vertex);
 817     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 818   }
 819
 820   theV1 = aVertex;
 821   theV2 = aVertex;
 822
 823   if (theShape) {
 824     const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 825     TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 826     ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 827
 828     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 829     aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 830     aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 831     theV1 = aGeomV1;
 832     theV2 = aGeomV2;
 833   }
 834 }
 835
 836 //==================================================================================================
 837 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 838                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 839                                                 const ListOfShape& theWires,
 840                                                 ListOfShape& theFaces)
 841 {
 842   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 843                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 844   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 845
 846   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 847   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 848   for (ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 849       anIt != theWires.cend();
 850       ++anIt) {
 851     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 852     aFRestrictor.Add(aWire);
 853   }
 854
 855   aFRestrictor.Perform();
 856
 857   if (!aFRestrictor.IsDone()) {
 858     return;
 859   }
 860
 861   for (; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 862     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 863     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 864     theFaces.push_back(aShape);
 865   }
 866 }
 867
 868 //==================================================================================================
 869 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 870 {
 871   TopoDS_Compound aCompound;
 872   BRep_Builder aBuilder;
 873   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 874
 875   for (ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 876     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 877   }
 878   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 879
 880   if (aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 881     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 882   }
 883
 884   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 885   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 886   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 887
 888   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 889   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 890
 891   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 892
 893   return aPln;
 894 }
 895
 896 //==================================================================================================
 897 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 898   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 899   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 900 {
 901   if (!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 902     return false;
 903   }
 904
 905   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 906   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 907
 908   if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 909     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 910     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 911     aDist.Perform();
 912     if (!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 913       return false;
 914     }
 915   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 916     if (aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 917       // Check that edge is on face surface.
 918       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 919       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 920       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 921       aCheck.Perform();
 922       if (!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 923         return false;
 924       }
 925
 926       // Check intersections.
 927       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 928       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 929       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 930       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 931       for (TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 932         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 933         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 934         aDist.Perform();
 935         if (aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 936           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 937           for (Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 938             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 939             if (aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 940                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 941               return false;
 942             }
 943           }
 944         }
 945       }
 946
 947       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 948       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 949       gp_Pnt aPointToCheck =
 950         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 951                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 952       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 953       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 954       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 955       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 956       if (aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 957         return false;
 958       }
 959
 960     } else {
 961       return false;
 962     }
 963   } else {
 964     return false;
 965   }
 966
 967   return true;
 968 }
 969
 970 //==================================================================================================
 971 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 972 {
 973   if (!theShape.get()) {
 974     return false;
 975   }
 976
 977   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 978   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 979 }
 980
 981 //==================================================================================================
 982 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 983   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 984 {
 985   GeomShapePtr anOuterWire;
 986
 987   if (!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 988     return anOuterWire;
 989   }
 990
 991   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 992   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 993
 994   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 995   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 996
 997   return anOuterWire;
 998 }
 999
1000 //==================================================================================================
1001 static bool boundaryOfEdge(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
1002                           const std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> theVertex,
1003                           double& theParam)
1004 {
1005   GeomPointPtr aPoint = theVertex->point();
1006   GeomPointPtr aFirstPnt = theEdge->firstPoint();
1007   double aFirstPntTol = theEdge->firstPointTolerance();
1008   GeomPointPtr aLastPnt = theEdge->lastPoint();
1009   double aLastPntTol = theEdge->lastPointTolerance();
1010
1011   double aFirst, aLast;
1012   theEdge->getRange(aFirst, aLast);
1013
1014   bool isFirst = aPoint->distance(aFirstPnt) <= aFirstPntTol;
1015   bool isLast = aPoint->distance(aLastPnt) <= aLastPntTol;
1016   if (isFirst)
1017     theParam = aFirst;
1018   else if (isLast)
1019     theParam = aLast;
1020
1021   return isFirst != isLast;
1022 }
1023
1024 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isTangent(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge1,
1025                                        const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge2,
1026                                        const std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> theTgPoint)
1027 {
1028   double aParE1 = 0, aParE2 = 0;
1029   if (!boundaryOfEdge(theEdge1, theTgPoint, aParE1) ||
1030       !boundaryOfEdge(theEdge2, theTgPoint, aParE2))
1031     return false;
1032
1033   BRepAdaptor_Curve aC1(theEdge1->impl<TopoDS_Edge>());
1034   BRepAdaptor_Curve aC2(theEdge2->impl<TopoDS_Edge>());
1035   return BRepLProp::Continuity(aC1, aC2, aParE1, aParE2) >= GeomAbs_G1;
1036 }
1037
1038 //==================================================================================================
1039 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
1040                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
1041 {
1042   if (!theEdge.get() || !theFace.get()) {
1043     return false;
1044   }
1045
1046   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
1047   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
1048
1049   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
1050   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
1051 }
1052
1053 //==================================================================================================
1054 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > GeomAlgoAPI_ShapeTools::intersect(
1055   const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge, const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
1056 {
1057   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > aResult;
1058   if (!theEdge.get() || !theFace.get()) {
1059     return aResult;
1060   }
1061
1062   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
1063   double aFirstOnCurve, aLastOnCurve;
1064   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirstOnCurve, aLastOnCurve);
1065
1066   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
1067   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
1068
1069   GeomAPI_IntCS anIntAlgo(aCurve, aSurf);
1070   if (!anIntAlgo.IsDone())
1071     return aResult;
1072   // searching for points-intersection
1073   for (int anIntNum = 1; anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints() + anIntAlgo.NbSegments(); anIntNum++) {
1074     gp_Pnt anInt;
1075     if (anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints()) {
1076       anInt = anIntAlgo.Point(anIntNum);
1077     } else { // take the middle point on the segment of the intersection
1078       Handle(Geom_Curve) anIntCurve = anIntAlgo.Segment(anIntNum - anIntAlgo.NbPoints());
1079       anIntCurve->D0((anIntCurve->FirstParameter() + anIntCurve->LastParameter()) / 2., anInt);
1080     }
1081     aResult.push_back(std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(
1082       new GeomAPI_Vertex(anInt.X(), anInt.Y(), anInt.Z())));
1083   }
1084   return aResult;
1085 }
1086
1087 //==================================================================================================
1088 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
1089                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
1090                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
1091 {
1092   // to split shape at least one point should be presented in the points container
1093   if (thePointsInfo.empty())
1094     return;
1095
1096     // General Fuse to split edge by vertices
1097   BOPAlgo_Builder aBOP;
1098   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
1099   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
1100   // This will prevent edge to be split on same vertex.
1101   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
1102   {
1103     Standard_Real aFirst, aLast;
1104     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
1105
1106     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
1107     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
1108     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
1109
1110     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
1111     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
1112     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
1113   }
1114   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
1115
1116   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
1117   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
1118     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
1119     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
1120     aBOP.AddArgument(aV);
1121   }
1122
1123   aBOP.Perform();
1124   if (aBOP.HasErrors())
1125     return;
1126
1127   // Collect splits
1128   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
1129   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
1130   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
1131     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
1132     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
1133     theShapes.insert(anEdge);
1134   }
1135 }
1136
1137 //==================================================================================================
1138 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
1139                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
1140                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
1141 {
1142   // General Fuse to split edge by vertices
1143   BOPAlgo_Builder aBOP;
1144   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
1145   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
1146   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
1147   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
1148   {
1149     Standard_Real aFirst, aLast;
1150     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
1151
1152     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
1153     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
1154
1155     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
1156     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
1157     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
1158   }
1159   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
1160
1161   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
1162   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
1163     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
1164     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
1165     aBOP.AddArgument(aV);
1166   }
1167
1168   aBOP.Perform();
1169   if (aBOP.HasErrors())
1170     return;
1171
1172   // Collect splits
1173   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
1174   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
1175   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
1176     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
1177     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
1178     theShapes.insert(anEdge);
1179   }
1180 }
1181
1182 //==================================================================================================
1183 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
1184                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
1185                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
1186 {
1187   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
1188
1189   if (thePoints.size() == 2) {
1190     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
1191     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
1192     aPntIt++;
1193     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
1194
1195     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
1196                                                               aLast = theShapes.end();
1197     for (; anIt != aLast; anIt++) {
1198       GeomShapePtr aShape = *anIt;
1199       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
1200       if (anEdge.get()) {
1201         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
1202         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
1203         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
1204             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
1205             aResultShape = aShape;
1206       }
1207     }
1208   }
1209
1210   return aResultShape;
1211 }
1212
1213 //==================================================================================================
1214 #ifdef FEATURE_MULTIROTATION_TWO_DIRECTIONS
1215 std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> GeomAlgoAPI_ShapeTools::buildDirFromAxisAndShape(
1216                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape,
1217                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1> theAxis)
1218 {
1219   gp_Pnt aCentreOfMassPoint =
1220     GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(theBaseShape)->impl<gp_Pnt>();
1221   Handle(Geom_Line) aLine = new Geom_Line(theAxis->impl<gp_Ax1>());
1222   GeomAPI_ProjectPointOnCurve aPrjTool(aCentreOfMassPoint, aLine);
1223   gp_Pnt aPoint = aPrjTool.NearestPoint();
1224
1225   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(aCentreOfMassPoint.X()-aPoint.X(),
1226                                                     aCentreOfMassPoint.Y()-aPoint.Y(),
1227                                                     aCentreOfMassPoint.Z()-aPoint.Z()));
1228   return aDir;
1229 }
1230 #endif
1231
1232 //==================================================================================================
1233 static TopoDS_Wire fixParametricGaps(const TopoDS_Wire& theWire)
1234 {
1235   TopoDS_Wire aFixedWire;
1236   Handle(Geom_Curve) aPrevCurve;
1237   double aPrevLastParam = -Precision::Infinite();
1238
1239   BRep_Builder aBuilder;
1240   aBuilder.MakeWire(aFixedWire);
1241
1242   BRepTools_WireExplorer aWExp(theWire);
1243   for (; aWExp.More(); aWExp.Next()) {
1244     TopoDS_Edge anEdge = aWExp.Current();
1245     double aFirst, aLast;
1246     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
1247     if (aCurve == aPrevCurve && Abs(aFirst - aPrevLastParam) > Precision::Confusion()) {
1248       // if parametric gap occurs, create new edge based on the copied curve
1249       aCurve = Handle(Geom_Curve)::DownCast(aCurve->Copy());
1250       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
1251       TopExp::Vertices(anEdge, aV1, aV2);
1252       anEdge = TopoDS::Edge(anEdge.EmptyCopied());
1253       aBuilder.UpdateEdge(anEdge, aCurve, BRep_Tool::Tolerance(anEdge));
1254       aBuilder.Add(anEdge, aV1);
1255       aBuilder.Add(anEdge, aV2);
1256     }
1257
1258     aBuilder.Add(aFixedWire, anEdge);
1259
1260     aPrevCurve = aCurve;
1261     aPrevLastParam = aLast;
1262   }
1263
1264   return aFixedWire;
1265 }
1266
1267 //==================================================================================================
1268 std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> GeomAlgoAPI_ShapeTools::wireToEdge(
1269       const std::shared_ptr<GeomAPI_Wire>& theWire)
1270 {
1271   GeomEdgePtr anEdge;
1272   if (theWire) {
1273     TopoDS_Wire aWire = theWire->impl<TopoDS_Wire>();
1274     BRepTools_WireExplorer aWExp(aWire);
1275     TopoDS_Edge aNewEdge = aWExp.Current();
1276     aWExp.Next();
1277     if (aWExp.More()) {
1278       // Workaround for the closed wire to avoid jumping of its start point:
1279       // split this wire for two parts, convert them to edges, then compose together
1280       if (BRep_Tool::IsClosed(aWire)) {
1281         aWire = TopoDS::Wire(BRepBuilderAPI_Copy(aWire).Shape());
1282         aWExp.Init(aWire);
1283         aNewEdge = aWExp.Current();
1284
1285         BRep_Builder().Remove(aWire, aNewEdge);
1286         GeomWirePtr aSplitWire(new GeomAPI_Wire);
1287         aSplitWire->setImpl(new TopoDS_Wire(aWire));
1288         GeomEdgePtr aMergedEdge = wireToEdge(aSplitWire);
1289
1290         aWire = BRepBuilderAPI_MakeWire(aNewEdge, aMergedEdge->impl<TopoDS_Edge>());
1291       }
1292
1293       // Workaround: when concatenate a wire consisting of two edges based on the same B-spline
1294       // curve (non-periodic, but having equal start and end points), first of which is placed
1295       // at the end on the curve and second is placed at the start, this workaround copies
1296       // second curve to avoid treating these edges as a single curve by setting trim parameters.
1297       aWire = fixParametricGaps(aWire);
1298       aWire = BRepAlgo::ConcatenateWire(aWire, GeomAbs_G1); // join smooth parts of wire
1299       aNewEdge = BRepAlgo::ConcatenateWireC0(aWire); // join C0 parts of wire
1300
1301       // Reapproximate the result edge to have the parameter equal to curvilinear abscissa.
1302       static const int THE_MAX_DEGREE = 14;
1303       static const int THE_MAX_INTERVALS = 32;
1304       double aFirst, aLast;
1305       Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aNewEdge, aFirst, aLast);
1306       Handle(GeomAdaptor_HCurve) aHCurve = new GeomAdaptor_HCurve(aCurve);
1307       Approx_CurvilinearParameter anApprox(aHCurve, Precision::Confusion(), aCurve->Continuity(),
1308                                            THE_MAX_DEGREE, THE_MAX_INTERVALS);
1309       if (anApprox.HasResult()) {
1310         Handle(Geom_BSplineCurve) aNewCurve = anApprox.Curve3d();
1311         TColStd_Array1OfReal aKnots = aNewCurve->Knots();
1312         BSplCLib::Reparametrize(aFirst, aLast, aKnots);
1313         aNewCurve->SetKnots(aKnots);
1314         BRep_Builder().UpdateEdge(aNewEdge, aNewCurve, BRep_Tool::Tolerance(aNewEdge));
1315       }
1316     }
1317     anEdge = GeomEdgePtr(new GeomAPI_Edge);
1318     anEdge->setImpl(new TopoDS_Edge(aNewEdge));
1319   }
1320   return anEdge;
1321 }
1322
1323 //==================================================================================================
1324 ListOfShape GeomAlgoAPI_ShapeTools::getLowLevelSubShapes(const GeomShapePtr& theShape)
1325 {
1326   ListOfShape aSubShapes;
1327
1328   if (!theShape->isCompound() && !theShape->isCompSolid() &&
1329       !theShape->isShell() && !theShape->isWire()) {
1330     return aSubShapes;
1331   }
1332
1333   for (GeomAPI_ShapeIterator anIt(theShape); anIt.more(); anIt.next()) {
1334     GeomShapePtr aSubShape = anIt.current();
1335     if (aSubShape->isVertex() || aSubShape->isEdge() ||
1336         aSubShape->isFace() || aSubShape->isSolid()) {
1337       aSubShapes.push_back(aSubShape);
1338     } else {
1339       aSubShapes.splice(aSubShapes.end(), getLowLevelSubShapes(aSubShape));
1340     }
1341   }
1342
1343   return aSubShapes;
1344 }
1345
1346 //==================================================================================================
1347 static void getMinMaxPointsOnLine(const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
1348                                   const gp_Dir theDir,
1349                                   double& theMin, double& theMax)
1350 {
1351   theMin = RealLast();
1352   theMax = RealFirst();
1353   // Project bounding points on theDir
1354   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
1355          aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
1356     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
1357     gp_Dir aPntDir (aPnt.XYZ());
1358     Standard_Real proj = (theDir*aPntDir) * aPnt.XYZ().Modulus();
1359     if (proj < theMin) theMin = proj;
1360     if (proj > theMax) theMax = proj;
1361   }
1362 }
1363
1364 //==================================================================================================
1365 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::computeThroughAll(const ListOfShape& theObjects,
1366                                                const ListOfShape& theBaseShapes,
1367                                                const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDir,
1368                                                double& theToSize, double& theFromSize)
1369 {
1370   // Bounding box of objects
1371   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aBndObjs =
1372       GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(theObjects);
1373   if (aBndObjs.size() != 8) {
1374     return;
1375   }
1376
1377   // the value to enlarge the bounding box of each object to make the extruded shape
1378   // a little bit larger than overall objects to get the correct result of Boolean CUT operation
1379   double anEnlargement = 0.1 * aBndObjs.front()->distance(aBndObjs.back());
1380
1381   // Prism direction
1382   if (theDir.get()) {
1383     // One direction for all prisms
1384     gp_Dir aDir = theDir->impl<gp_Dir>();
1385
1386     // Bounding box of the base
1387     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aBndBases =
1388         GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(theBaseShapes);
1389     if (aBndBases.size() != 8) {
1390       return;
1391     }
1392
1393     // Objects bounds
1394     Standard_Real lowBnd, upperBnd;
1395     getMinMaxPointsOnLine(aBndObjs, aDir, lowBnd, upperBnd);
1396
1397     // Base bounds
1398     Standard_Real lowBase, upperBase;
1399     getMinMaxPointsOnLine(aBndBases, aDir, lowBase, upperBase);
1400
1401     // ----------.-----.---------.--------------.-----------> theDir
1402     //       lowBnd   lowBase   upperBase    upperBnd
1403
1404     theToSize = upperBnd - lowBase;
1405     theFromSize = upperBase - lowBnd;
1406   } else {
1407     // Direction is a normal to each base shape (different normals to bases)
1408     // So we calculate own sizes for each base shape
1409     theToSize = 0.0;
1410     theFromSize = 0.0;
1411
1412     for (ListOfShape::const_iterator anIt = theBaseShapes.begin();
1413          anIt != theBaseShapes.end(); ++anIt) {
1414       const GeomShapePtr& aBaseShape_i = (*anIt);
1415       ListOfShape aBaseShapes_i;
1416       aBaseShapes_i.push_back(aBaseShape_i);
1417
1418       // Bounding box of the base
1419       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aBndBases =
1420           GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(aBaseShapes_i, anEnlargement);
1421       if (aBndBases.size() != 8) {
1422         return;
1423       }
1424
1425       // Direction (normal to aBaseShapes_i)
1426       // Code like in GeomAlgoAPI_Prism
1427       gp_Dir aDir;
1428       const TopoDS_Shape& aBaseShape = aBaseShape_i->impl<TopoDS_Shape>();
1429       BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aBaseShape);
1430       if (aFindPlane.Found() == Standard_True) {
1431         Handle(Geom_Plane) aPlane;
1432         if (aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE || aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL) {
1433           TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_FACE);
1434           const TopoDS_Shape& aFace = anExp.Current();
1435           Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(TopoDS::Face(aFace));
1436           if (aSurface->DynamicType() == STANDARD_TYPE(Geom_RectangularTrimmedSurface)) {
1437             Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface) aTrimSurface =
1438               Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast(aSurface);
1439             aSurface = aTrimSurface->BasisSurface();
1440           }
1441           if (aSurface->DynamicType() != STANDARD_TYPE(Geom_Plane)) {
1442             return;
1443           }
1444           aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(aSurface);
1445         } else {
1446           aPlane = aFindPlane.Plane();
1447         }
1448         aDir = aPlane->Axis().Direction();
1449       } else {
1450         return;
1451       }
1452
1453       // Objects bounds
1454       Standard_Real lowBnd, upperBnd;
1455       getMinMaxPointsOnLine(aBndObjs, aDir, lowBnd, upperBnd);
1456
1457       // Base bounds
1458       Standard_Real lowBase, upperBase;
1459       getMinMaxPointsOnLine(aBndBases, aDir, lowBase, upperBase);
1460
1461       // ----------.-----.---------.--------------.-----------> theDir
1462       //       lowBnd   lowBase   upperBase    upperBnd
1463
1464       double aToSize_i = upperBnd - lowBase;
1465       double aFromSize_i = upperBase - lowBnd;
1466
1467       if (aToSize_i > theToSize) theToSize = aToSize_i;
1468       if (aFromSize_i > theFromSize) theFromSize = aFromSize_i;
1469     }
1470   }
1471 }