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   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 322   TopTools_ListOfShape aMapOrder;
 323   BOPCol_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 324   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 325       aShapesIt.More();
 326       aShapesIt.Next()) {
 327     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 328     for(TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 329         aShapeExp.More();
 330         aShapeExp.Next()) {
 331       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 332       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 333         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 334         aList.Append(aShape);
 335         aMapOrder.Append(aVertex);
 336         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 337       } else {
 338         if(!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 339           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 340         }
 341       }
 342     }
 343   }
 344
 345   // Iterate over the map and group shapes.
 346   NCollection_Vector<TopTools_ListOfShape> aGroups;
 347   while (!aMapOrder.IsEmpty()) {
 348     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 349     const TopoDS_Shape& aKey = aMapOrder.First();
 350     TopTools_ListOfShape aGroupedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 351     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 352     aMapOrder.Remove(aKey);
 353     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 354     for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 355         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 356       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 357       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 358       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aMapOrder);
 359           aKeysIt.More();
 360           aKeysIt.Next()) {
 361         const TopTools_ListOfShape& aGroupInMap = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 362         if(!aGroupInMap.Contains(aGroupedShape)) {
 363           // Group in map does not containt shape from our group, so go to the next group in map.
 364           continue;
 365         }
 366         // Iterate over shape in group in map, and add new shapes into our group.
 367         for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupInMapIt(aGroupInMap);
 368             aGroupInMapIt.More();
 369             aGroupInMapIt.Next()) {
 370           const TopoDS_Shape& aShape = aGroupInMapIt.Value();
 371           if (!aGroupedShapes.Contains(aShape)) {
 372             aGroupedShapes.Append(aShape);
 373           }
 374         }
 375         // Save key to unbind from this map.
 376         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 377       }
 378       // Unbind groups from map that we added to our group.
 379       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 380           aKeysIt.More();
 381           aKeysIt.Next()) {
 382         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 383         aMapOrder.Remove(aKeysIt.Value());
 384       }
 385     }
 386     // Sort shapes.
 387     TopTools_ListOfShape aSortedGroup;
 388     for(int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 389       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aGroupedShapes);
 390       while (anIt.More()) {
 391         if(anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 392           aSortedGroup.Append(anIt.Value());
 393           aGroupedShapes.Remove(anIt);
 394         } else {
 395           anIt.Next();
 396         }
 397       }
 398     }
 399     aGroups.Append(aSortedGroup);
 400   }
 401
 402   TopoDS_Compound aCompound;
 403   BRep_Builder aBuilder;
 404   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 405   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 406   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 407       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 408     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 409     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 410     if(aGroup.Size() == 1) {
 411       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 412     } else {
 413       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 414       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 415                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 416                                                          aCompSolids,
 417                                                          aFreeSolids);
 418     }
 419     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 420   }
 421
 422   if(!aCompound.IsNull()) {
 423     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 424   }
 425
 426   return aResult;
 427 }
 428
 429 //==================================================================================================
 430 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 431   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 432 {
 433   // Bounding box of all objects.
 434   Bnd_Box aBndBox;
 435
 436   // Getting box.
 437   for (ListOfShape::const_iterator
 438     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 439     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 440     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 441   }
 442
 443   if(theEnlarge != 0.0) {
 444     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 445     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 446   }
 447
 448   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 449   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 450   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 451   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 452   int aNum = 0;
 453   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 454     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 455       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 456         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 457         aResultPoints.push_back(aPnt);
 458       }
 459     }
 460   }
 461
 462   return aResultPoints;
 463 }
 464
 465 //==================================================================================================
 466 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 467   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 468 {
 469   if (!theFace.get())
 470     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 471
 472   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 473   if (aPlaneFace.IsNull())
 474     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 475
 476   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 477   if (aPlane.IsNull())
 478     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 479
 480   // make an infinity face on the plane
 481   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 482
 483   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 484   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 485   return aResult;
 486 }
 487
 488 //==================================================================================================
 489 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 490   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 491   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 492 {
 493   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 494
 495   if(!thePlane.get()) {
 496     return aResultFace;
 497   }
 498
 499   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 500   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 501     return aResultFace;
 502   }
 503
 504   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 505   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 506   if(aSurf.IsNull()) {
 507     return aResultFace;
 508   }
 509
 510   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 511   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 512     return aResultFace;
 513   }
 514
 515   if(thePoints.size() != 8) {
 516     return aResultFace;
 517   }
 518
 519   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 520   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 521   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 522   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 523   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 524   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 525        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 526     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 527     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 528     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 529     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 530     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 531     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 532     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 533     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 534     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 535     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 536   }
 537   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 538   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 539
 540   return aResultFace;
 541 }
 542
 543 //==================================================================================================
 544 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 545                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 546                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 547 {
 548   if(!theShape.get()) {
 549     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 550     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 551     theV1 = aVertex;
 552     theV2 = aVertex;
 553     return;
 554   }
 555
 556   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 557   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 558   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 559
 560   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 561   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 562   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 563   theV1 = aGeomV1;
 564   theV2 = aGeomV2;
 565 }
 566
 567 //==================================================================================================
 568 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 569                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 570                                                 const ListOfShape& theWires,
 571                                                 ListOfShape& theFaces)
 572 {
 573   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 574                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 575   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 576
 577   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 578   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 579   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 580       anIt != theWires.cend();
 581       ++anIt) {
 582     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 583     aFRestrictor.Add(aWire);
 584   }
 585
 586   aFRestrictor.Perform();
 587
 588   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 589     return;
 590   }
 591
 592   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 593     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 594     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 595     theFaces.push_back(aShape);
 596   }
 597 }
 598
 599 //==================================================================================================
 600 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 601 {
 602   TopoDS_Compound aCompound;
 603   BRep_Builder aBuilder;
 604   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 605
 606   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 607     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 608   }
 609   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 610
 611   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 612     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 613   }
 614
 615   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 616   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 617   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 618
 619   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 620   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 621
 622   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 623
 624   return aPln;
 625 }
 626
 627 //==================================================================================================
 628 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 629   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 630   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 631 {
 632   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 633     return false;
 634   }
 635
 636   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 637   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 638
 639   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 640     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 641     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 642     aDist.Perform();
 643     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 644       return false;
 645     }
 646   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 647     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 648       // Check that edge is on face surface.
 649       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 650       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 651       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 652       aCheck.Perform();
 653       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 654         return false;
 655       }
 656
 657       // Check intersections.
 658       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 659       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 660       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 661       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 662       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 663         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 664         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 665         aDist.Perform();
 666         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 667           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 668           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 669             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 670             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 671                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 672               return false;
 673             }
 674           }
 675         }
 676       }
 677
 678       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 679       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 680       gp_Pnt aPointToCheck =
 681         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 682                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 683       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 684       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 685       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 686       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 687       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 688         return false;
 689       }
 690
 691     } else {
 692       return false;
 693     }
 694   } else {
 695     return false;
 696   }
 697
 698   return true;
 699 }
 700
 701 //==================================================================================================
 702 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 703 {
 704   if(!theShape.get()) {
 705     return false;
 706   }
 707
 708   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 709   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 710 }
 711
 712 //==================================================================================================
 713 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 714   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 715 {
 716   GeomShapePtr anOuterWire;
 717
 718   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 719     return anOuterWire;
 720   }
 721
 722   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 723   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 724
 725   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 726   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 727
 728   return anOuterWire;
 729 }
 730
 731 //==================================================================================================
 732 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 733                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 734 {
 735   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 736     return false;
 737   }
 738
 739   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 740   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 741
 742   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 743   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 744 }
 745
 746 //==================================================================================================
 747 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 748                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 749                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 750 {
 751   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 752   if (thePointsInfo.empty())
 753     return;
 754
 755     // General Fuse to split edge by vertices
 756   BOPAlgo_Builder aBOP;
 757   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 758   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 759   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 760   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 761   {
 762     Standard_Real aFirst, aLast;
 763     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 764
 765     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 766     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 767     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 768
 769     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 770     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 771     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 772   }
 773   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 774
 775   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 776   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 777     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 778     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 779     aBOP.AddArgument(aV);
 780   }
 781
 782   aBOP.Perform();
 783   if (aBOP.ErrorStatus())
 784     return;
 785
 786   // Collect splits
 787   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 788   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 789   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 790     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 791     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 792     theShapes.insert(anEdge);
 793   }
 794 }
 795
 796 //==================================================================================================
 797 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 798                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 799                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 800 {
 801   // General Fuse to split edge by vertices
 802   BOPAlgo_Builder aBOP;
 803   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 804   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 805   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 806   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 807   {
 808     Standard_Real aFirst, aLast;
 809     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 810
 811     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 812     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 813
 814     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 815     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 816     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 817   }
 818   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 819
 820   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 821   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 822     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 823     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 824     aBOP.AddArgument(aV);
 825   }
 826
 827   aBOP.Perform();
 828   if (aBOP.ErrorStatus())
 829     return;
 830
 831   // Collect splits
 832   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 833   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 834   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 835     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 836     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 837     theShapes.insert(anEdge);
 838   }
 839 }
 840
 841 //==================================================================================================
 842 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 843                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 844                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 845 {
 846   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 847
 848   if (thePoints.size() == 2) {
 849     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 850     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 851     aPntIt++;
 852     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 853
 854     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 855                                                               aLast = theShapes.end();
 856     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 857       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 858       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 859       if (anEdge.get()) {
 860         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 861         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 862         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 863             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 864             aResultShape = aShape;
 865       }
 866     }
 867   }
 868
 869   return aResultShape;
 870 }