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_Edge.h>
  26 #include <GeomAPI_Dir.h>
  27 #include <GeomAPI_Face.h>
  28 #include <GeomAPI_Pln.h>
  29 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  30
  31 #include <Bnd_Box.hxx>
  32 #include <BOPTools.hxx>
  33 #include <BRep_Builder.hxx>
  34 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  35 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  36 #include <BRepBndLib.hxx>
  37 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  38 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  39 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  40 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  41 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  42 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  43 #include <BRepGProp.hxx>
  44 #include <BRepTools.hxx>
  45 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  46 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  47 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  48 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  49 #include <BRep_Tool.hxx>
  50 #include <Geom_Plane.hxx>
  51 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  52 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  53 #include <gp_Pln.hxx>
  54 #include <GProp_GProps.hxx>
  55 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  56 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  57 #include <NCollection_Vector.hxx>
  58 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  59 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  60 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  61 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  62 #include <TopoDS_Face.hxx>
  63 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  64 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  65 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  66 #include <TopoDS.hxx>
  67 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  68 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  69
  70 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  71 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  72 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  73
  74 //==================================================================================================
  75 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  76 {
  77   GProp_GProps aGProps;
  78   if(!theShape.get()) {
  79     return 0.0;
  80   }
  81   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  82   if(aShape.IsNull()) {
  83     return 0.0;
  84   }
  85   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  86   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  87   return aGProps.Mass();
  88 }
  89
  90 //==================================================================================================
  91 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
  92   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  93 {
  94   GProp_GProps aGProps;
  95   if(!theShape) {
  96     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
  97   }
  98   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  99   if(aShape.IsNull()) {
 100     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 101   }
 102   gp_Pnt aCentre;
 103   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 104     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 105   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 106     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 107     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 108   } else {
 109     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 110     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 111   }
 112   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 113 }
 114
 115 //==================================================================================================
 116 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 117   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 118   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 119   ListOfShape& theCombinedShapes,
 120   ListOfShape& theFreeShapes)
 121 {
 122   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 123
 124   if(!theCompound.get()) {
 125     return aResult;
 126   }
 127
 128   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 129     return aResult;
 130   }
 131
 132   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 133   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 134   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 135     aTS = TopAbs_FACE;
 136     aTA = TopAbs_SOLID;
 137   }
 138
 139   theCombinedShapes.clear();
 140   theFreeShapes.clear();
 141
 142   // Get free shapes.
 143   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 144   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 145     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 146     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 147       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 148       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 149       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 150     }
 151   }
 152
 153   // Map subshapes and shapes.
 154   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 155   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 156   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 157     return aResult;
 158   }
 159
 160   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 161   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 162   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 163   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 164       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 165     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 166     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 167     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 168       continue;
 169     }
 170     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 171       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 172       aFreeShapes.Add(aF);
 173       aListOfShape.Clear();
 174     } else {
 175       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 176       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 177       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 178       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 179       aTempList.Append(aF);
 180       aTempList.Append(aL);
 181       aTempMap.Add(aF);
 182       aTempMap.Add(aL);
 183       aFreeShapes.Remove(aF);
 184       aFreeShapes.Remove(aL);
 185       aListOfShape.Clear();
 186       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 187           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 188         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 189         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 190             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 191           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 192           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 193             continue;
 194           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 195             aTempListOfShape.Clear();
 196           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 197             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 198               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 199               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 200                 aTempList.Append(aTL);
 201                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 202               }
 203               aTempListOfShape.Clear();
 204             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 205               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 206               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 207                 aTempList.Append(aTF);
 208                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 209               }
 210               aTempListOfShape.Clear();
 211             }
 212           }
 213         }
 214       }
 215       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 216     }
 217   }
 218
 219   // Combine shapes with common subshapes.
 220   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 221       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 222     TopoDS_Shell aShell;
 223     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 224     TopoDS_Builder aBuilder;
 225     theType ==
 226       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 227     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 228     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 229       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 230       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 231         theType ==
 232           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 233         aShapesMap.Remove(aShape);
 234       }
 235     }
 236     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 237     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 238                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 239     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 240     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 241   }
 242
 243   // Adding free shapes.
 244   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 245     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 246     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 247       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 248       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 249       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 250     }
 251   }
 252
 253   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 254     aResult = theCombinedShapes.front();
 255   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 256     aResult = theFreeShapes.front();
 257   } else {
 258     TopoDS_Compound aResultComp;
 259     TopoDS_Builder aBuilder;
 260     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 261     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 262         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 263       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 264     }
 265     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 266         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 267       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 268     }
 269     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 270   }
 271
 272   return aResult;
 273 }
 274
 275 //==================================================================================================
 276 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 277                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 278 {
 279   if(theShape.IsNull()) {
 280     return;
 281   }
 282
 283   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 284     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 285       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 286     }
 287   } else {
 288     theList.Append(theShape);
 289   }
 290 }
 291
 292 //==================================================================================================
 293 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 294 {
 295   TopoDS_Compound aCompound;
 296
 297   BRep_Builder aBuilder;
 298   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 299
 300   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 301     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 302   }
 303
 304   return aCompound;
 305 }
 306
 307 //==================================================================================================
 308 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 309   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 310 {
 311   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 312
 313   if(!theCompound.get()) {
 314     return aResult;
 315   }
 316
 317   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 318   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 319   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 320
 321   NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>> aGroups;
 322   while(!anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 323     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroupedShapes;
 324     aGroupedShapes.Append(anUngroupedShapes.First());
 325     anUngroupedShapes.RemoveFirst();
 326     for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 327         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 328       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 329       for(TopExp_Explorer aGroupShapeExp(aGroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 330           aGroupShapeExp.More();
 331           aGroupShapeExp.Next()) {
 332         // Find all shapes which have same vertex.
 333         aStillUngroupedShapes.Clear();
 334         const TopoDS_Shape& aVertex1 = aGroupShapeExp.Current();
 335         for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anUngroupedIt(anUngroupedShapes);
 336             anUngroupedIt.More();
 337             anUngroupedIt.Next()) {
 338           const TopoDS_Shape& anUngroupedShape = anUngroupedIt.Value();
 339           bool isAdded = false;
 340           for(TopExp_Explorer anUgroupedShapeExp(anUngroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 341               anUgroupedShapeExp.More();
 342               anUgroupedShapeExp.Next()) {
 343             const TopoDS_Shape& aVertex2 = anUgroupedShapeExp.Current();
 344             if(aVertex1.IsSame(aVertex2)) {
 345               aGroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 346               isAdded = true;
 347               break;
 348             }
 349           }
 350           if(!isAdded) {
 351             aStillUngroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 352           }
 353         }
 354         anUngroupedShapes = aStillUngroupedShapes;
 355         if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 356           break;
 357         }
 358       }
 359       if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 360         break;
 361       }
 362     }
 363     aGroups.Append(aGroupedShapes);
 364   }
 365
 366   TopoDS_Compound aCompound;
 367   BRep_Builder aBuilder;
 368   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 369   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 370   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 371       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 372     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 373     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 374     if(aGroup.Size() == 1) {
 375       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 376     } else {
 377       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 378       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 379                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 380                                                          aCompSolids,
 381                                                          aFreeSolids);
 382     }
 383     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 384   }
 385
 386   if(!aCompound.IsNull()) {
 387     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 388   }
 389
 390   return aResult;
 391 }
 392
 393 //==================================================================================================
 394 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 395   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 396 {
 397   // Bounding box of all objects.
 398   Bnd_Box aBndBox;
 399
 400   // Getting box.
 401   for (ListOfShape::const_iterator
 402     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 403     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 404     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 405   }
 406
 407   if(theEnlarge != 0.0) {
 408     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 409     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 410   }
 411
 412   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 413   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 414   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 415   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 416   int aNum = 0;
 417   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 418     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 419       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 420         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 421         aResultPoints.push_back(aPnt);
 422       }
 423     }
 424   }
 425
 426   return aResultPoints;
 427 }
 428
 429 //==================================================================================================
 430 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 431   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 432 {
 433   if (!theFace.get())
 434     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 435
 436   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 437   if (aPlaneFace.IsNull())
 438     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 439
 440   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 441   if (aPlane.IsNull())
 442     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 443
 444   // make an infinity face on the plane
 445   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 446
 447   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 448   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 449   return aResult;
 450 }
 451
 452 //==================================================================================================
 453 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 454   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 455   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 456 {
 457   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 458
 459   if(!thePlane.get()) {
 460     return aResultFace;
 461   }
 462
 463   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 464   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 465     return aResultFace;
 466   }
 467
 468   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 469   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 470   if(aSurf.IsNull()) {
 471     return aResultFace;
 472   }
 473
 474   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 475   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 476     return aResultFace;
 477   }
 478
 479   if(thePoints.size() != 8) {
 480     return aResultFace;
 481   }
 482
 483   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 484   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 485   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 486   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 487   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 488   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 489        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 490     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 491     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 492     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 493     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 494     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 495     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 496     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 497     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 498     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 499     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 500   }
 501   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 502   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 503
 504   return aResultFace;
 505 }
 506
 507 //==================================================================================================
 508 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 509                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 510                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 511 {
 512   if(!theShape.get()) {
 513     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 514     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 515     theV1 = aVertex;
 516     theV2 = aVertex;
 517     return;
 518   }
 519
 520   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 521   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 522   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 523
 524   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 525   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 526   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 527   theV1 = aGeomV1;
 528   theV2 = aGeomV2;
 529 }
 530
 531 //==================================================================================================
 532 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 533                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 534                                                 const ListOfShape& theWires,
 535                                                 ListOfShape& theFaces)
 536 {
 537   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 538                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 539   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 540
 541   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 542   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 543   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 544       anIt != theWires.cend();
 545       ++anIt) {
 546     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 547     aFRestrictor.Add(aWire);
 548   }
 549
 550   aFRestrictor.Perform();
 551
 552   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 553     return;
 554   }
 555
 556   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 557     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 558     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 559     theFaces.push_back(aShape);
 560   }
 561 }
 562
 563 //==================================================================================================
 564 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 565 {
 566   TopoDS_Compound aCompound;
 567   BRep_Builder aBuilder;
 568   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 569
 570   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 571     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 572   }
 573   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 574
 575   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 576     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 577   }
 578
 579   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 580   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 581   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 582
 583   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 584   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 585
 586   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 587
 588   return aPln;
 589 }
 590
 591 //==================================================================================================
 592 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 593   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 594   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 595 {
 596   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 597     return false;
 598   }
 599
 600   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 601   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 602
 603   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 604     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 605     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 606     aDist.Perform();
 607     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 608       return false;
 609     }
 610   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 611     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 612       // Check that edge is on face surface.
 613       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 614       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 615       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 616       aCheck.Perform();
 617       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 618         return false;
 619       }
 620
 621       // Check intersections.
 622       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 623       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 624       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 625       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 626       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 627         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 628         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 629         aDist.Perform();
 630         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 631           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 632           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 633             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 634             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 635                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 636               return false;
 637             }
 638           }
 639         }
 640       }
 641
 642       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 643       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 644       gp_Pnt aPointToCheck =
 645         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 646                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 647       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 648       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 649       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 650       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 651       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 652         return false;
 653       }
 654
 655     } else {
 656       return false;
 657     }
 658   } else {
 659     return false;
 660   }
 661
 662   return true;
 663 }
 664
 665 //==================================================================================================
 666 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 667 {
 668   if(!theShape.get()) {
 669     return false;
 670   }
 671
 672   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 673   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 674 }
 675
 676 //==================================================================================================
 677 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 678   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 679 {
 680   GeomShapePtr anOuterWire;
 681
 682   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 683     return anOuterWire;
 684   }
 685
 686   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 687   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 688
 689   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 690   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 691
 692   return anOuterWire;
 693 }
 694
 695 //==================================================================================================
 696 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 697                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 698 {
 699   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 700     return false;
 701   }
 702
 703   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 704   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 705
 706   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 707   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 708 }
 709
 710 //==================================================================================================
 711 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 712                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 713                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 714 {
 715   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 716   if (thePointsInfo.empty())
 717     return;
 718
 719     // General Fuse to split edge by vertices
 720   BOPAlgo_Builder aBOP;
 721   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 722   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 723   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 724   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 725   {
 726     Standard_Real aFirst, aLast;
 727     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 728
 729     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 730     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 731     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 732
 733     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 734     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 735     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 736   }
 737   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 738
 739   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 740   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 741     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 742     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 743     aBOP.AddArgument(aV);
 744   }
 745
 746   aBOP.Perform();
 747   if (aBOP.ErrorStatus())
 748     return;
 749
 750   // Collect splits
 751   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 752   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 753   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 754     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 755     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 756     theShapes.insert(anEdge);
 757   }
 758 }
 759
 760 //==================================================================================================
 761 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 762                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 763                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 764 {
 765   // General Fuse to split edge by vertices
 766   BOPAlgo_Builder aBOP;
 767   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 768   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 769   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 770   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 771   {
 772     Standard_Real aFirst, aLast;
 773     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 774
 775     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 776     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 777
 778     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 779     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 780     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 781   }
 782   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 783
 784   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 785   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 786     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 787     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 788     aBOP.AddArgument(aV);
 789   }
 790
 791   aBOP.Perform();
 792   if (aBOP.ErrorStatus())
 793     return;
 794
 795   // Collect splits
 796   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 797   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 798   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 799     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 800     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 801     theShapes.insert(anEdge);
 802   }
 803 }
 804
 805 //==================================================================================================
 806 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 807                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 808                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 809 {
 810   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 811
 812   if (thePoints.size() == 2) {
 813     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 814     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 815     aPntIt++;
 816     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 817
 818     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 819                                                               aLast = theShapes.end();
 820     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 821       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 822       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 823       if (anEdge.get()) {
 824         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 825         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 826         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 827             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 828             aResultShape = aShape;
 829       }
 830     }
 831   }
 832
 833   return aResultShape;
 834 }