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<mailto:webmaster.salome@opencascade.com>
  18 //
  19
  20 #include "GeomAlgoAPI_ShapeTools.h"
  21
  22 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  23
  24 #include <GeomAPI_Edge.h>
  25 #include <GeomAPI_Dir.h>
  26 #include <GeomAPI_Face.h>
  27 #include <GeomAPI_Pln.h>
  28 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  29
  30 #include <Bnd_Box.hxx>
  31 #include <BOPTools.hxx>
  32 #include <BRep_Builder.hxx>
  33 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  34 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  35 #include <BRepBndLib.hxx>
  36 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  37 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  38 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  39 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  40 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  41 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  42 #include <BRepGProp.hxx>
  43 #include <BRepTools.hxx>
  44 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  45 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  46 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  47 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  48 #include <BRep_Tool.hxx>
  49 #include <Geom_Plane.hxx>
  50 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  51 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  52 #include <gp_Pln.hxx>
  53 #include <GProp_GProps.hxx>
  54 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  55 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  56 #include <NCollection_Vector.hxx>
  57 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  58 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  59 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  60 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  61 #include <TopoDS_Face.hxx>
  62 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  63 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  64 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  65 #include <TopoDS.hxx>
  66 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  67 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  68
  69 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  70 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  71 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  72
  73 //==================================================================================================
  74 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  75 {
  76   GProp_GProps aGProps;
  77   if(!theShape.get()) {
  78     return 0.0;
  79   }
  80   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  81   if(aShape.IsNull()) {
  82     return 0.0;
  83   }
  84   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  85   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  86   return aGProps.Mass();
  87 }
  88
  89 //==================================================================================================
  90 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
  91   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  92 {
  93   GProp_GProps aGProps;
  94   if(!theShape) {
  95     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
  96   }
  97   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  98   if(aShape.IsNull()) {
  99     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 100   }
 101   gp_Pnt aCentre;
 102   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 103     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 104   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 105     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 106     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 107   } else {
 108     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 109     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 110   }
 111   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 112 }
 113
 114 //==================================================================================================
 115 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 116   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 117   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 118   ListOfShape& theCombinedShapes,
 119   ListOfShape& theFreeShapes)
 120 {
 121   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 122
 123   if(!theCompound.get()) {
 124     return aResult;
 125   }
 126
 127   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 128     return aResult;
 129   }
 130
 131   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 132   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 133   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 134     aTS = TopAbs_FACE;
 135     aTA = TopAbs_SOLID;
 136   }
 137
 138   theCombinedShapes.clear();
 139   theFreeShapes.clear();
 140
 141   // Get free shapes.
 142   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 143   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 144     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 145     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 146       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 147       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 148       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 149     }
 150   }
 151
 152   // Map subshapes and shapes.
 153   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 154   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 155   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 156     return aResult;
 157   }
 158
 159   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 160   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 161   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 162   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 163       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 164     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 165     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 166     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 167       continue;
 168     }
 169     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 170       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 171       aFreeShapes.Add(aF);
 172       aListOfShape.Clear();
 173     } else {
 174       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 175       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 176       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 177       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 178       aTempList.Append(aF);
 179       aTempList.Append(aL);
 180       aTempMap.Add(aF);
 181       aTempMap.Add(aL);
 182       aFreeShapes.Remove(aF);
 183       aFreeShapes.Remove(aL);
 184       aListOfShape.Clear();
 185       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 186           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 187         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 188         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 189             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 190           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 191           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 192             continue;
 193           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 194             aTempListOfShape.Clear();
 195           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 196             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 197               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 198               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 199                 aTempList.Append(aTL);
 200                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 201               }
 202               aTempListOfShape.Clear();
 203             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 204               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 205               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 206                 aTempList.Append(aTF);
 207                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 208               }
 209               aTempListOfShape.Clear();
 210             }
 211           }
 212         }
 213       }
 214       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 215     }
 216   }
 217
 218   // Combine shapes with common subshapes.
 219   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 220       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 221     TopoDS_Shell aShell;
 222     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 223     TopoDS_Builder aBuilder;
 224     theType ==
 225       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 226     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 227     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 228       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 229       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 230         theType ==
 231           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 232         aShapesMap.Remove(aShape);
 233       }
 234     }
 235     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 236     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 237                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 238     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 239     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 240   }
 241
 242   // Adding free shapes.
 243   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 244     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 245     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 246       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 247       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 248       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 249     }
 250   }
 251
 252   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 253     aResult = theCombinedShapes.front();
 254   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 255     aResult = theFreeShapes.front();
 256   } else {
 257     TopoDS_Compound aResultComp;
 258     TopoDS_Builder aBuilder;
 259     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 260     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 261         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 262       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 263     }
 264     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 265         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 266       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 267     }
 268     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 269   }
 270
 271   return aResult;
 272 }
 273
 274 //==================================================================================================
 275 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 276                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 277 {
 278   if(theShape.IsNull()) {
 279     return;
 280   }
 281
 282   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 283     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 284       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 285     }
 286   } else {
 287     theList.Append(theShape);
 288   }
 289 }
 290
 291 //==================================================================================================
 292 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 293 {
 294   TopoDS_Compound aCompound;
 295
 296   BRep_Builder aBuilder;
 297   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 298
 299   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 300     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 301   }
 302
 303   return aCompound;
 304 }
 305
 306 //==================================================================================================
 307 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 308   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 309 {
 310   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 311
 312   if(!theCompound.get()) {
 313     return aResult;
 314   }
 315
 316   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 317   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 318   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 319
 320   NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>> aGroups;
 321   while(!anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 322     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroupedShapes;
 323     aGroupedShapes.Append(anUngroupedShapes.First());
 324     anUngroupedShapes.RemoveFirst();
 325     for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 326         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 327       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 328       for(TopExp_Explorer aGroupShapeExp(aGroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 329           aGroupShapeExp.More();
 330           aGroupShapeExp.Next()) {
 331         // Find all shapes which have same vertex.
 332         aStillUngroupedShapes.Clear();
 333         const TopoDS_Shape& aVertex1 = aGroupShapeExp.Current();
 334         for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anUngroupedIt(anUngroupedShapes);
 335             anUngroupedIt.More();
 336             anUngroupedIt.Next()) {
 337           const TopoDS_Shape& anUngroupedShape = anUngroupedIt.Value();
 338           bool isAdded = false;
 339           for(TopExp_Explorer anUgroupedShapeExp(anUngroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 340               anUgroupedShapeExp.More();
 341               anUgroupedShapeExp.Next()) {
 342             const TopoDS_Shape& aVertex2 = anUgroupedShapeExp.Current();
 343             if(aVertex1.IsSame(aVertex2)) {
 344               aGroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 345               isAdded = true;
 346               break;
 347             }
 348           }
 349           if(!isAdded) {
 350             aStillUngroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 351           }
 352         }
 353         anUngroupedShapes = aStillUngroupedShapes;
 354         if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 355           break;
 356         }
 357       }
 358       if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 359         break;
 360       }
 361     }
 362     aGroups.Append(aGroupedShapes);
 363   }
 364
 365   TopoDS_Compound aCompound;
 366   BRep_Builder aBuilder;
 367   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 368   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 369   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 370       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 371     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 372     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 373     if(aGroup.Size() == 1) {
 374       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 375     } else {
 376       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 377       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 378                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 379                                                          aCompSolids,
 380                                                          aFreeSolids);
 381     }
 382     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 383   }
 384
 385   if(!aCompound.IsNull()) {
 386     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 387   }
 388
 389   return aResult;
 390 }
 391
 392 //==================================================================================================
 393 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 394   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 395 {
 396   // Bounding box of all objects.
 397   Bnd_Box aBndBox;
 398
 399   // Getting box.
 400   for (ListOfShape::const_iterator
 401     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 402     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 403     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 404   }
 405
 406   if(theEnlarge != 0.0) {
 407     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 408     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 409   }
 410
 411   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 412   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 413   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 414   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 415   int aNum = 0;
 416   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 417     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 418       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 419         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 420         aResultPoints.push_back(aPnt);
 421       }
 422     }
 423   }
 424
 425   return aResultPoints;
 426 }
 427
 428 //==================================================================================================
 429 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 430   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 431 {
 432   if (!theFace.get())
 433     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 434
 435   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 436   if (aPlaneFace.IsNull())
 437     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 438
 439   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 440   if (aPlane.IsNull())
 441     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 442
 443   // make an infinity face on the plane
 444   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 445
 446   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 447   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 448   return aResult;
 449 }
 450
 451 //==================================================================================================
 452 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 453   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 454   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 455 {
 456   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 457
 458   if(!thePlane.get()) {
 459     return aResultFace;
 460   }
 461
 462   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 463   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 464     return aResultFace;
 465   }
 466
 467   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 468   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 469   if(aSurf.IsNull()) {
 470     return aResultFace;
 471   }
 472
 473   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 474   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 475     return aResultFace;
 476   }
 477
 478   if(thePoints.size() != 8) {
 479     return aResultFace;
 480   }
 481
 482   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 483   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 484   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 485   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 486   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 487   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 488        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 489     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 490     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 491     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 492     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 493     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 494     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 495     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 496     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 497     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 498     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 499   }
 500   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 501   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 502
 503   return aResultFace;
 504 }
 505
 506 //==================================================================================================
 507 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 508                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 509                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 510 {
 511   if(!theShape.get()) {
 512     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 513     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 514     theV1 = aVertex;
 515     theV2 = aVertex;
 516     return;
 517   }
 518
 519   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 520   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 521   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 522
 523   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 524   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 525   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 526   theV1 = aGeomV1;
 527   theV2 = aGeomV2;
 528 }
 529
 530 //==================================================================================================
 531 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 532                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 533                                                 const ListOfShape& theWires,
 534                                                 ListOfShape& theFaces)
 535 {
 536   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 537                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 538   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 539
 540   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 541   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 542   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 543       anIt != theWires.cend();
 544       ++anIt) {
 545     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 546     aFRestrictor.Add(aWire);
 547   }
 548
 549   aFRestrictor.Perform();
 550
 551   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 552     return;
 553   }
 554
 555   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 556     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 557     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 558     theFaces.push_back(aShape);
 559   }
 560 }
 561
 562 //==================================================================================================
 563 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 564 {
 565   TopoDS_Compound aCompound;
 566   BRep_Builder aBuilder;
 567   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 568
 569   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 570     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 571   }
 572   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 573
 574   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 575     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 576   }
 577
 578   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 579   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 580   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 581
 582   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 583   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 584
 585   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 586
 587   return aPln;
 588 }
 589
 590 //==================================================================================================
 591 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 592   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 593   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 594 {
 595   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 596     return false;
 597   }
 598
 599   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 600   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 601
 602   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 603     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 604     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 605     aDist.Perform();
 606     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 607       return false;
 608     }
 609   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 610     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 611       // Check that edge is on face surface.
 612       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 613       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 614       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 615       aCheck.Perform();
 616       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 617         return false;
 618       }
 619
 620       // Check intersections.
 621       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 622       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 623       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 624       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 625       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 626         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 627         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 628         aDist.Perform();
 629         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 630           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 631           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 632             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 633             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 634                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 635               return false;
 636             }
 637           }
 638         }
 639       }
 640
 641       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 642       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 643       gp_Pnt aPointToCheck =
 644         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 645                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 646       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 647       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 648       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 649       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 650       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 651         return false;
 652       }
 653
 654     } else {
 655       return false;
 656     }
 657   } else {
 658     return false;
 659   }
 660
 661   return true;
 662 }
 663
 664 //==================================================================================================
 665 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 666 {
 667   if(!theShape.get()) {
 668     return false;
 669   }
 670
 671   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 672   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 673 }
 674
 675 //==================================================================================================
 676 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 677   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 678 {
 679   GeomShapePtr anOuterWire;
 680
 681   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 682     return anOuterWire;
 683   }
 684
 685   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 686   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 687
 688   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 689   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 690
 691   return anOuterWire;
 692 }
 693
 694 //==================================================================================================
 695 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 696                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 697 {
 698   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 699     return false;
 700   }
 701
 702   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 703   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 704
 705   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 706   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 707 }
 708
 709 //==================================================================================================
 710 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 711                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 712                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 713 {
 714   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 715   if (thePointsInfo.empty())
 716     return;
 717
 718     // General Fuse to split edge by vertices
 719   BOPAlgo_Builder aBOP;
 720   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 721   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 722   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 723   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 724   {
 725     Standard_Real aFirst, aLast;
 726     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 727
 728     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 729     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 730     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 731
 732     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 733     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 734     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 735   }
 736   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 737
 738   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 739   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 740     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 741     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 742     aBOP.AddArgument(aV);
 743   }
 744
 745   aBOP.Perform();
 746   if (aBOP.ErrorStatus())
 747     return;
 748
 749   // Collect splits
 750   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 751   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 752   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 753     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 754     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 755     theShapes.insert(anEdge);
 756   }
 757 }
 758
 759 //==================================================================================================
 760 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 761                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 762                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 763 {
 764   // General Fuse to split edge by vertices
 765   BOPAlgo_Builder aBOP;
 766   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 767   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 768   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 769   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 770   {
 771     Standard_Real aFirst, aLast;
 772     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 773
 774     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 775     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 776
 777     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 778     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 779     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 780   }
 781   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 782
 783   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 784   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 785     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 786     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 787     aBOP.AddArgument(aV);
 788   }
 789
 790   aBOP.Perform();
 791   if (aBOP.ErrorStatus())
 792     return;
 793
 794   // Collect splits
 795   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 796   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 797   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 798     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 799     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 800     theShapes.insert(anEdge);
 801   }
 802 }
 803
 804 //==================================================================================================
 805 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 806                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 807                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 808 {
 809   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 810
 811   if (thePoints.size() == 2) {
 812     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 813     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 814     aPntIt++;
 815     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 816
 817     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 818                                                               aLast = theShapes.end();
 819     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 820       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 821       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 822       if (anEdge.get()) {
 823         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 824         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 825         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 826             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 827             aResultShape = aShape;
 828       }
 829     }
 830   }
 831
 832   return aResultShape;
 833 }