src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_ShapeTools.cpp

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  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or
  18 // email : webmaster.salome@opencascade.com<mailto:webmaster.salome@opencascade.com>
  19 //
  20
  21 #include "GeomAlgoAPI_ShapeTools.h"
  22
  23 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  24
  25 #include <GeomAPI_Ax1.h>
  26 #include <GeomAPI_Edge.h>
  27 #include <GeomAPI_Dir.h>
  28 #include <GeomAPI_Face.h>
  29 #include <GeomAPI_Pln.h>
  30 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  31
  32 #include <Bnd_Box.hxx>
  33 #include <BOPTools.hxx>
  34 #include <BRep_Builder.hxx>
  35 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  36 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  37 #include <BRepBndLib.hxx>
  38 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  39 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  40 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  41 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  42 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  43 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  44 #include <BRepGProp.hxx>
  45 #include <BRepTools.hxx>
  46 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  47 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  48 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  49 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  50 #include <BRep_Tool.hxx>
  51 #include <Geom_Line.hxx>
  52 #include <Geom_Plane.hxx>
  53 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  54 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  55 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  56 #include <gp_Pln.hxx>
  57 #include <GProp_GProps.hxx>
  58 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  59 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  60 #include <NCollection_Vector.hxx>
  61 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  62 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  63 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  64 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  65 #include <TopoDS_Face.hxx>
  66 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  67 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  68 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  69 #include <TopoDS.hxx>
  70 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  71 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  72
  73 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  74 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  75 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  76
  77 //==================================================================================================
  78 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  79 {
  80   GProp_GProps aGProps;
  81   if(!theShape.get()) {
  82     return 0.0;
  83   }
  84   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  85   if(aShape.IsNull()) {
  86     return 0.0;
  87   }
  88   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  89   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  90   return aGProps.Mass();
  91 }
  92
  93 //==================================================================================================
  94 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
  95   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  96 {
  97   GProp_GProps aGProps;
  98   if(!theShape) {
  99     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 100   }
 101   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 102   if(aShape.IsNull()) {
 103     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 104   }
 105   gp_Pnt aCentre;
 106   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 107     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 108   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 109     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 110     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 111   } else {
 112     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 113     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 114   }
 115   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 116 }
 117
 118 //==================================================================================================
 119 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 120   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 121   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 122   ListOfShape& theCombinedShapes,
 123   ListOfShape& theFreeShapes)
 124 {
 125   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 126
 127   if(!theCompound.get()) {
 128     return aResult;
 129   }
 130
 131   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 132     return aResult;
 133   }
 134
 135   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 136   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 137   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 138     aTS = TopAbs_FACE;
 139     aTA = TopAbs_SOLID;
 140   }
 141
 142   theCombinedShapes.clear();
 143   theFreeShapes.clear();
 144
 145   // Get free shapes.
 146   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 147   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 148     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 149     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 150       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 151       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 152       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 153     }
 154   }
 155
 156   // Map subshapes and shapes.
 157   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 158   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 159   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 160     return aResult;
 161   }
 162
 163   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 164   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 165   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 166   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 167       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 168     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 169     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 170     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 171       continue;
 172     }
 173     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 174       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 175       aFreeShapes.Add(aF);
 176       aListOfShape.Clear();
 177     } else {
 178       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 179       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 180       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 181       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 182       aTempList.Append(aF);
 183       aTempList.Append(aL);
 184       aTempMap.Add(aF);
 185       aTempMap.Add(aL);
 186       aFreeShapes.Remove(aF);
 187       aFreeShapes.Remove(aL);
 188       aListOfShape.Clear();
 189       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 190           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 191         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 192         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 193             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 194           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 195           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 196             continue;
 197           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 198             aTempListOfShape.Clear();
 199           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 200             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 201               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 202               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 203                 aTempList.Append(aTL);
 204                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 205               }
 206               aTempListOfShape.Clear();
 207             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 208               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 209               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 210                 aTempList.Append(aTF);
 211                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 212               }
 213               aTempListOfShape.Clear();
 214             }
 215           }
 216         }
 217       }
 218       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 219     }
 220   }
 221
 222   // Combine shapes with common subshapes.
 223   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 224       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 225     TopoDS_Shell aShell;
 226     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 227     TopoDS_Builder aBuilder;
 228     theType ==
 229       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 230     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 231     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 232       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 233       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 234         theType ==
 235           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 236         aShapesMap.Remove(aShape);
 237       }
 238     }
 239     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 240     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 241                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 242     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 243     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 244   }
 245
 246   // Adding free shapes.
 247   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 248     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 249     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 250       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 251       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 252       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 253     }
 254   }
 255
 256   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 257     aResult = theCombinedShapes.front();
 258   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 259     aResult = theFreeShapes.front();
 260   } else {
 261     TopoDS_Compound aResultComp;
 262     TopoDS_Builder aBuilder;
 263     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 264     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 265         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 266       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 267     }
 268     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 269         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 270       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 271     }
 272     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 273   }
 274
 275   return aResult;
 276 }
 277
 278 //==================================================================================================
 279 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 280                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 281 {
 282   if(theShape.IsNull()) {
 283     return;
 284   }
 285
 286   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 287     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 288       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 289     }
 290   } else {
 291     theList.Append(theShape);
 292   }
 293 }
 294
 295 //==================================================================================================
 296 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 297 {
 298   TopoDS_Compound aCompound;
 299
 300   BRep_Builder aBuilder;
 301   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 302
 303   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 304     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 305   }
 306
 307   return aCompound;
 308 }
 309
 310 //==================================================================================================
 311 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 312   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 313 {
 314   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 315
 316   if(!theCompound.get()) {
 317     return aResult;
 318   }
 319
 320   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 321   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 322   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 323
 324   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 325   TopTools_ListOfShape aMapOrder;
 326   BOPCol_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 327   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 328       aShapesIt.More();
 329       aShapesIt.Next()) {
 330     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 331     for(TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 332         aShapeExp.More();
 333         aShapeExp.Next()) {
 334       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 335       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 336         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 337         aList.Append(aShape);
 338         aMapOrder.Append(aVertex);
 339         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 340       } else {
 341         if(!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 342           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 343         }
 344       }
 345     }
 346   }
 347
 348   // Iterate over the map and group shapes.
 349   NCollection_Vector<TopTools_ListOfShape> aGroups;
 350   while (!aMapOrder.IsEmpty()) {
 351     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 352     const TopoDS_Shape& aKey = aMapOrder.First();
 353     TopTools_ListOfShape aGroupedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 354     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 355     aMapOrder.Remove(aKey);
 356     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 357     for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 358         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 359       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 360       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 361       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aMapOrder);
 362           aKeysIt.More();
 363           aKeysIt.Next()) {
 364         const TopTools_ListOfShape& aGroupInMap = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 365         if(!aGroupInMap.Contains(aGroupedShape)) {
 366           // Group in map does not containt shape from our group, so go to the next group in map.
 367           continue;
 368         }
 369         // Iterate over shape in group in map, and add new shapes into our group.
 370         for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupInMapIt(aGroupInMap);
 371             aGroupInMapIt.More();
 372             aGroupInMapIt.Next()) {
 373           const TopoDS_Shape& aShape = aGroupInMapIt.Value();
 374           if (!aGroupedShapes.Contains(aShape)) {
 375             aGroupedShapes.Append(aShape);
 376           }
 377         }
 378         // Save key to unbind from this map.
 379         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 380       }
 381       // Unbind groups from map that we added to our group.
 382       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 383           aKeysIt.More();
 384           aKeysIt.Next()) {
 385         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 386         aMapOrder.Remove(aKeysIt.Value());
 387       }
 388     }
 389     // Sort shapes.
 390     TopTools_ListOfShape aSortedGroup;
 391     for(int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 392       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aGroupedShapes);
 393       while (anIt.More()) {
 394         if(anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 395           aSortedGroup.Append(anIt.Value());
 396           aGroupedShapes.Remove(anIt);
 397         } else {
 398           anIt.Next();
 399         }
 400       }
 401     }
 402     aGroups.Append(aSortedGroup);
 403   }
 404
 405   TopoDS_Compound aCompound;
 406   BRep_Builder aBuilder;
 407   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 408   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 409   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 410       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 411     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 412     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 413     if(aGroup.Size() == 1) {
 414       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 415     } else {
 416       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 417       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 418                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 419                                                          aCompSolids,
 420                                                          aFreeSolids);
 421     }
 422     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 423   }
 424
 425   if(!aCompound.IsNull()) {
 426     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 427   }
 428
 429   return aResult;
 430 }
 431
 432 //==================================================================================================
 433 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 434   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 435 {
 436   // Bounding box of all objects.
 437   Bnd_Box aBndBox;
 438
 439   // Getting box.
 440   for (ListOfShape::const_iterator
 441     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 442     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 443     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 444   }
 445
 446   if(theEnlarge != 0.0) {
 447     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 448     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 449   }
 450
 451   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 452   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 453   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 454   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 455   int aNum = 0;
 456   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 457     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 458       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 459         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 460         aResultPoints.push_back(aPnt);
 461       }
 462     }
 463   }
 464
 465   return aResultPoints;
 466 }
 467
 468 //==================================================================================================
 469 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 470   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 471 {
 472   if (!theFace.get())
 473     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 474
 475   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 476   if (aPlaneFace.IsNull())
 477     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 478
 479   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 480   if (aPlane.IsNull())
 481     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 482
 483   // make an infinity face on the plane
 484   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 485
 486   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 487   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 488   return aResult;
 489 }
 490
 491 //==================================================================================================
 492 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 493   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 494   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 495 {
 496   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 497
 498   if(!thePlane.get()) {
 499     return aResultFace;
 500   }
 501
 502   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 503   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 504     return aResultFace;
 505   }
 506
 507   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 508   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 509   if(aSurf.IsNull()) {
 510     return aResultFace;
 511   }
 512
 513   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 514   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 515     return aResultFace;
 516   }
 517
 518   if(thePoints.size() != 8) {
 519     return aResultFace;
 520   }
 521
 522   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 523   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 524   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 525   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 526   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 527   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 528        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 529     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 530     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 531     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 532     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 533     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 534     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 535     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 536     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 537     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 538     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 539   }
 540   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 541   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 542
 543   return aResultFace;
 544 }
 545
 546 //==================================================================================================
 547 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 548                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 549                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 550 {
 551   if(!theShape.get()) {
 552     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 553     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 554     theV1 = aVertex;
 555     theV2 = aVertex;
 556     return;
 557   }
 558
 559   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 560   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 561   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 562
 563   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 564   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 565   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 566   theV1 = aGeomV1;
 567   theV2 = aGeomV2;
 568 }
 569
 570 //==================================================================================================
 571 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 572                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 573                                                 const ListOfShape& theWires,
 574                                                 ListOfShape& theFaces)
 575 {
 576   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 577                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 578   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 579
 580   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 581   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 582   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 583       anIt != theWires.cend();
 584       ++anIt) {
 585     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 586     aFRestrictor.Add(aWire);
 587   }
 588
 589   aFRestrictor.Perform();
 590
 591   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 592     return;
 593   }
 594
 595   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 596     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 597     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 598     theFaces.push_back(aShape);
 599   }
 600 }
 601
 602 //==================================================================================================
 603 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 604 {
 605   TopoDS_Compound aCompound;
 606   BRep_Builder aBuilder;
 607   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 608
 609   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 610     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 611   }
 612   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 613
 614   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 615     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 616   }
 617
 618   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 619   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 620   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 621
 622   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 623   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 624
 625   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 626
 627   return aPln;
 628 }
 629
 630 //==================================================================================================
 631 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 632   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 633   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 634 {
 635   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 636     return false;
 637   }
 638
 639   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 640   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 641
 642   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 643     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 644     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 645     aDist.Perform();
 646     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 647       return false;
 648     }
 649   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 650     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 651       // Check that edge is on face surface.
 652       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 653       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 654       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 655       aCheck.Perform();
 656       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 657         return false;
 658       }
 659
 660       // Check intersections.
 661       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 662       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 663       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 664       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 665       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 666         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 667         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 668         aDist.Perform();
 669         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 670           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 671           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 672             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 673             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 674                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 675               return false;
 676             }
 677           }
 678         }
 679       }
 680
 681       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 682       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 683       gp_Pnt aPointToCheck =
 684         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 685                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 686       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 687       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 688       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 689       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 690       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 691         return false;
 692       }
 693
 694     } else {
 695       return false;
 696     }
 697   } else {
 698     return false;
 699   }
 700
 701   return true;
 702 }
 703
 704 //==================================================================================================
 705 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 706 {
 707   if(!theShape.get()) {
 708     return false;
 709   }
 710
 711   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 712   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 713 }
 714
 715 //==================================================================================================
 716 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 717   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 718 {
 719   GeomShapePtr anOuterWire;
 720
 721   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 722     return anOuterWire;
 723   }
 724
 725   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 726   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 727
 728   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 729   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 730
 731   return anOuterWire;
 732 }
 733
 734 //==================================================================================================
 735 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 736                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 737 {
 738   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 739     return false;
 740   }
 741
 742   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 743   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 744
 745   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 746   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 747 }
 748
 749 //==================================================================================================
 750 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 751                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 752                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 753 {
 754   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 755   if (thePointsInfo.empty())
 756     return;
 757
 758     // General Fuse to split edge by vertices
 759   BOPAlgo_Builder aBOP;
 760   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 761   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 762   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 763   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 764   {
 765     Standard_Real aFirst, aLast;
 766     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 767
 768     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 769     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 770     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 771
 772     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 773     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 774     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 775   }
 776   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 777
 778   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 779   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 780     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 781     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 782     aBOP.AddArgument(aV);
 783   }
 784
 785   aBOP.Perform();
 786   if (aBOP.ErrorStatus())
 787     return;
 788
 789   // Collect splits
 790   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 791   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 792   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 793     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 794     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 795     theShapes.insert(anEdge);
 796   }
 797 }
 798
 799 //==================================================================================================
 800 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 801                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 802                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 803 {
 804   // General Fuse to split edge by vertices
 805   BOPAlgo_Builder aBOP;
 806   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 807   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 808   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 809   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 810   {
 811     Standard_Real aFirst, aLast;
 812     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 813
 814     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 815     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 816
 817     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 818     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 819     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 820   }
 821   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 822
 823   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 824   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 825     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 826     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 827     aBOP.AddArgument(aV);
 828   }
 829
 830   aBOP.Perform();
 831   if (aBOP.ErrorStatus())
 832     return;
 833
 834   // Collect splits
 835   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 836   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 837   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 838     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 839     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 840     theShapes.insert(anEdge);
 841   }
 842 }
 843
 844 //==================================================================================================
 845 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 846                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 847                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 848 {
 849   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 850
 851   if (thePoints.size() == 2) {
 852     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 853     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 854     aPntIt++;
 855     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 856
 857     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 858                                                               aLast = theShapes.end();
 859     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 860       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 861       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 862       if (anEdge.get()) {
 863         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 864         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 865         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 866             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 867             aResultShape = aShape;
 868       }
 869     }
 870   }
 871
 872   return aResultShape;
 873 }
 874
 875 //==================================================================================================
 876 std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> GeomAlgoAPI_ShapeTools::buildDirFromAxisAndShape(
 877                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape,
 878                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1> theAxis)
 879 {
 880   gp_Pnt aCentreOfMassPoint =
 881     GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(theBaseShape)->impl<gp_Pnt>();
 882   Handle(Geom_Line) aLine = new Geom_Line(theAxis->impl<gp_Ax1>());
 883   GeomAPI_ProjectPointOnCurve aPrjTool(aCentreOfMassPoint, aLine);
 884   gp_Pnt aPoint = aPrjTool.NearestPoint();
 885
 886   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(aCentreOfMassPoint.X()-aPoint.X(),
 887                                                     aCentreOfMassPoint.Y()-aPoint.Y(),
 888                                                     aCentreOfMassPoint.Z()-aPoint.Z()));
 889   return aDir;
 890 }