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 <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  48 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  49 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  50 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  51 #include <BRep_Tool.hxx>
  52 #include <Geom_Line.hxx>
  53 #include <Geom_Plane.hxx>
  54 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  55 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  56 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  57 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  58 #include <gp_Pln.hxx>
  59 #include <GProp_GProps.hxx>
  60 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  61 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  62 #include <NCollection_Vector.hxx>
  63 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  64 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  65 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  66 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  67 #include <TopoDS_Face.hxx>
  68 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  69 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  70 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  71 #include <TopoDS.hxx>
  72 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  73 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  74
  75
  76 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  77 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  78 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  79
  80 //==================================================================================================
  81 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  82 {
  83   GProp_GProps aGProps;
  84   if(!theShape.get()) {
  85     return 0.0;
  86   }
  87   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  88   if(aShape.IsNull()) {
  89     return 0.0;
  90   }
  91   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  92   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  93   return aGProps.Mass();
  94 }
  95
  96 //==================================================================================================
  97 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::area (const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  98 {
  99   GProp_GProps aGProps;
 100   if(!theShape.get()) {
 101     return 0.0;
 102   }
 103   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 104   if(aShape.IsNull()) {
 105     return 0.0;
 106   }
 107   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 108
 109   BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps, anEps);
 110   return aGProps.Mass();
 111 }
 112
 113 //==================================================================================================
 114 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
 115   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 116 {
 117   GProp_GProps aGProps;
 118   if(!theShape) {
 119     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 120   }
 121   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 122   if(aShape.IsNull()) {
 123     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 124   }
 125   gp_Pnt aCentre;
 126   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 127     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 128   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 129     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 130     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 131   } else {
 132     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 133     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 134   }
 135   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 136 }
 137
 138 //==================================================================================================
 139 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 140   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 141   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 142   ListOfShape& theCombinedShapes,
 143   ListOfShape& theFreeShapes)
 144 {
 145   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 146
 147   if(!theCompound.get()) {
 148     return aResult;
 149   }
 150
 151   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 152     return aResult;
 153   }
 154
 155   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 156   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 157   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 158     aTS = TopAbs_FACE;
 159     aTA = TopAbs_SOLID;
 160   }
 161
 162   theCombinedShapes.clear();
 163   theFreeShapes.clear();
 164
 165   // Get free shapes.
 166   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 167   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 168     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 169     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 170       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 171       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 172       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 173     }
 174   }
 175
 176   // Map subshapes and shapes.
 177   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 178   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 179   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 180     return aResult;
 181   }
 182
 183   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 184   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 185   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 186   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 187       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 188     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 189     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 190     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 191       continue;
 192     }
 193     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 194       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 195       aFreeShapes.Add(aF);
 196       aListOfShape.Clear();
 197     } else {
 198       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 199       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 200       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 201       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 202       aTempList.Append(aF);
 203       aTempList.Append(aL);
 204       aTempMap.Add(aF);
 205       aTempMap.Add(aL);
 206       aFreeShapes.Remove(aF);
 207       aFreeShapes.Remove(aL);
 208       aListOfShape.Clear();
 209       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 210           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 211         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 212         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 213             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 214           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 215           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 216             continue;
 217           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 218             aTempListOfShape.Clear();
 219           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 220             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 221               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 222               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 223                 aTempList.Append(aTL);
 224                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 225               }
 226               aTempListOfShape.Clear();
 227             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 228               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 229               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 230                 aTempList.Append(aTF);
 231                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 232               }
 233               aTempListOfShape.Clear();
 234             }
 235           }
 236         }
 237       }
 238       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 239     }
 240   }
 241
 242   // Combine shapes with common subshapes.
 243   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 244       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 245     TopoDS_Shell aShell;
 246     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 247     TopoDS_Builder aBuilder;
 248     theType ==
 249       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 250     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 251     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 252       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 253       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 254         theType ==
 255           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 256         aShapesMap.Remove(aShape);
 257       }
 258     }
 259     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 260     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 261                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 262     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 263     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 264   }
 265
 266   // Adding free shapes.
 267   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 268     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 269     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 270       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 271       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 272       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 273     }
 274   }
 275
 276   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 277     aResult = theCombinedShapes.front();
 278   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 279     aResult = theFreeShapes.front();
 280   } else {
 281     TopoDS_Compound aResultComp;
 282     TopoDS_Builder aBuilder;
 283     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 284     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 285         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 286       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 287     }
 288     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 289         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 290       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 291     }
 292     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 293   }
 294
 295   return aResult;
 296 }
 297
 298 //==================================================================================================
 299 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 300                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 301 {
 302   if(theShape.IsNull()) {
 303     return;
 304   }
 305
 306   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 307     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 308       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 309     }
 310   } else {
 311     theList.Append(theShape);
 312   }
 313 }
 314
 315 //==================================================================================================
 316 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 317 {
 318   TopoDS_Compound aCompound;
 319
 320   BRep_Builder aBuilder;
 321   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 322
 323   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 324     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 325   }
 326
 327   return aCompound;
 328 }
 329
 330 //==================================================================================================
 331 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 332   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 333 {
 334   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 335
 336   if(!theCompound.get()) {
 337     return aResult;
 338   }
 339
 340   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 341   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 342   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 343
 344   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 345   TopTools_ListOfShape aMapOrder;
 346   BOPCol_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 347   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 348       aShapesIt.More();
 349       aShapesIt.Next()) {
 350     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 351     for(TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 352         aShapeExp.More();
 353         aShapeExp.Next()) {
 354       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 355       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 356         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 357         aList.Append(aShape);
 358         aMapOrder.Append(aVertex);
 359         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 360       } else {
 361         if(!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 362           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 363         }
 364       }
 365     }
 366   }
 367
 368   // Iterate over the map and group shapes.
 369   NCollection_Vector<TopTools_ListOfShape> aGroups;
 370   while (!aMapOrder.IsEmpty()) {
 371     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 372     const TopoDS_Shape& aKey = aMapOrder.First();
 373     TopTools_ListOfShape aGroupedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 374     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 375     aMapOrder.Remove(aKey);
 376     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 377     for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 378         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 379       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 380       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 381       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aMapOrder);
 382           aKeysIt.More();
 383           aKeysIt.Next()) {
 384         const TopTools_ListOfShape& aGroupInMap = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 385         if(!aGroupInMap.Contains(aGroupedShape)) {
 386           // Group in map does not containt shape from our group, so go to the next group in map.
 387           continue;
 388         }
 389         // Iterate over shape in group in map, and add new shapes into our group.
 390         for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupInMapIt(aGroupInMap);
 391             aGroupInMapIt.More();
 392             aGroupInMapIt.Next()) {
 393           const TopoDS_Shape& aShape = aGroupInMapIt.Value();
 394           if (!aGroupedShapes.Contains(aShape)) {
 395             aGroupedShapes.Append(aShape);
 396           }
 397         }
 398         // Save key to unbind from this map.
 399         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 400       }
 401       // Unbind groups from map that we added to our group.
 402       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 403           aKeysIt.More();
 404           aKeysIt.Next()) {
 405         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 406         aMapOrder.Remove(aKeysIt.Value());
 407       }
 408     }
 409     // Sort shapes.
 410     TopTools_ListOfShape aSortedGroup;
 411     for(int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 412       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aGroupedShapes);
 413       while (anIt.More()) {
 414         if(anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 415           aSortedGroup.Append(anIt.Value());
 416           aGroupedShapes.Remove(anIt);
 417         } else {
 418           anIt.Next();
 419         }
 420       }
 421     }
 422     aGroups.Append(aSortedGroup);
 423   }
 424
 425   TopoDS_Compound aCompound;
 426   BRep_Builder aBuilder;
 427   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 428   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 429   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 430       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 431     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 432     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 433     if(aGroup.Size() == 1) {
 434       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 435     } else {
 436       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 437       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 438                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 439                                                          aCompSolids,
 440                                                          aFreeSolids);
 441     }
 442     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 443   }
 444
 445   if(!aCompound.IsNull()) {
 446     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 447   }
 448
 449   return aResult;
 450 }
 451
 452 //==================================================================================================
 453 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 454   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 455 {
 456   // Bounding box of all objects.
 457   Bnd_Box aBndBox;
 458
 459   // Getting box.
 460   for (ListOfShape::const_iterator
 461     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 462     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 463     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 464   }
 465
 466   if(theEnlarge != 0.0) {
 467     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 468     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 469   }
 470
 471   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 472   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 473   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 474   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 475   int aNum = 0;
 476   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 477     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 478       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 479         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 480         aResultPoints.push_back(aPnt);
 481       }
 482     }
 483   }
 484
 485   return aResultPoints;
 486 }
 487
 488 //==================================================================================================
 489 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 490   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 491 {
 492   if (!theFace.get())
 493     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 494
 495   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 496   if (aPlaneFace.IsNull())
 497     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 498
 499   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 500   if (aPlane.IsNull())
 501     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 502
 503   // make an infinity face on the plane
 504   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 505
 506   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 507   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 508   return aResult;
 509 }
 510
 511 //==================================================================================================
 512 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 513   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 514   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 515 {
 516   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 517
 518   if(!thePlane.get()) {
 519     return aResultFace;
 520   }
 521
 522   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 523   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 524     return aResultFace;
 525   }
 526
 527   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 528   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 529   if(aSurf.IsNull()) {
 530     return aResultFace;
 531   }
 532
 533   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 534   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 535     return aResultFace;
 536   }
 537
 538   if(thePoints.size() != 8) {
 539     return aResultFace;
 540   }
 541
 542   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 543   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 544   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 545   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 546   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 547   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 548        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 549     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 550     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 551     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 552     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 553     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 554     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 555     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 556     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 557     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 558     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 559   }
 560   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 561   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 562
 563   return aResultFace;
 564 }
 565
 566 //==================================================================================================
 567 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 568                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 569                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 570 {
 571   if(!theShape.get()) {
 572     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 573     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 574     theV1 = aVertex;
 575     theV2 = aVertex;
 576     return;
 577   }
 578
 579   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 580   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 581   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 582
 583   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 584   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 585   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 586   theV1 = aGeomV1;
 587   theV2 = aGeomV2;
 588 }
 589
 590 //==================================================================================================
 591 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 592                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 593                                                 const ListOfShape& theWires,
 594                                                 ListOfShape& theFaces)
 595 {
 596   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 597                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 598   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 599
 600   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 601   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 602   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 603       anIt != theWires.cend();
 604       ++anIt) {
 605     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 606     aFRestrictor.Add(aWire);
 607   }
 608
 609   aFRestrictor.Perform();
 610
 611   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 612     return;
 613   }
 614
 615   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 616     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 617     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 618     theFaces.push_back(aShape);
 619   }
 620 }
 621
 622 //==================================================================================================
 623 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 624 {
 625   TopoDS_Compound aCompound;
 626   BRep_Builder aBuilder;
 627   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 628
 629   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 630     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 631   }
 632   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 633
 634   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 635     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 636   }
 637
 638   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 639   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 640   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 641
 642   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 643   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 644
 645   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 646
 647   return aPln;
 648 }
 649
 650 //==================================================================================================
 651 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 652   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 653   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 654 {
 655   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 656     return false;
 657   }
 658
 659   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 660   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 661
 662   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 663     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 664     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 665     aDist.Perform();
 666     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 667       return false;
 668     }
 669   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 670     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 671       // Check that edge is on face surface.
 672       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 673       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 674       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 675       aCheck.Perform();
 676       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 677         return false;
 678       }
 679
 680       // Check intersections.
 681       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 682       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 683       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 684       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 685       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 686         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 687         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 688         aDist.Perform();
 689         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 690           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 691           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 692             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 693             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 694                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 695               return false;
 696             }
 697           }
 698         }
 699       }
 700
 701       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 702       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 703       gp_Pnt aPointToCheck =
 704         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 705                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 706       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 707       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 708       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 709       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 710       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 711         return false;
 712       }
 713
 714     } else {
 715       return false;
 716     }
 717   } else {
 718     return false;
 719   }
 720
 721   return true;
 722 }
 723
 724 //==================================================================================================
 725 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 726 {
 727   if(!theShape.get()) {
 728     return false;
 729   }
 730
 731   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 732   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 733 }
 734
 735 //==================================================================================================
 736 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 737   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 738 {
 739   GeomShapePtr anOuterWire;
 740
 741   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 742     return anOuterWire;
 743   }
 744
 745   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 746   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 747
 748   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 749   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 750
 751   return anOuterWire;
 752 }
 753
 754 //==================================================================================================
 755 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 756                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 757 {
 758   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 759     return false;
 760   }
 761
 762   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 763   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 764
 765   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 766   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 767 }
 768
 769 //==================================================================================================
 770 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > GeomAlgoAPI_ShapeTools::intersect(
 771   const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge, const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace,
 772   const bool thePointsOutsideFace)
 773 {
 774   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > aResult;
 775   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 776     return aResult;
 777   }
 778
 779   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 780   double aFirstOnCurve, aLastOnCurve;
 781   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirstOnCurve, aLastOnCurve);
 782
 783   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 784   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 785
 786   GeomAPI_IntCS anIntAlgo(aCurve, aSurf);
 787   if (!anIntAlgo.IsDone())
 788     return aResult;
 789   // searching for points-intersection
 790   for(int anIntNum = 1; anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints() + anIntAlgo.NbSegments(); anIntNum++) {
 791     gp_Pnt anInt;
 792     if (anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints()) {
 793       anInt = anIntAlgo.Point(anIntNum);
 794     } else { // take the middle point on the segment of the intersection
 795       Handle(Geom_Curve) anIntCurve = anIntAlgo.Segment(anIntNum - anIntAlgo.NbPoints());
 796       anIntCurve->D0((anIntCurve->FirstParameter() + anIntCurve->LastParameter()) / 2., anInt);
 797     }
 798     aResult.push_back(std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(
 799       new GeomAPI_Vertex(anInt.X(), anInt.Y(), anInt.Z())));
 800   }
 801   return aResult;
 802 }
 803
 804 //==================================================================================================
 805 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 806                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 807                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 808 {
 809   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 810   if (thePointsInfo.empty())
 811     return;
 812
 813     // General Fuse to split edge by vertices
 814   BOPAlgo_Builder aBOP;
 815   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 816   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 817   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 818   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 819   {
 820     Standard_Real aFirst, aLast;
 821     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 822
 823     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 824     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 825     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 826
 827     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 828     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 829     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 830   }
 831   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 832
 833   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 834   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 835     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 836     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 837     aBOP.AddArgument(aV);
 838   }
 839
 840   aBOP.Perform();
 841 #ifdef USE_OCCT_720
 842   if (aBOP.HasErrors())
 843     return;
 844 #else
 845   if (aBOP.ErrorStatus())
 846     return;
 847 #endif
 848
 849   // Collect splits
 850   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 851   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 852   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 853     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 854     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 855     theShapes.insert(anEdge);
 856   }
 857 }
 858
 859 //==================================================================================================
 860 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 861                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 862                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 863 {
 864   // General Fuse to split edge by vertices
 865   BOPAlgo_Builder aBOP;
 866   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 867   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 868   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 869   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 870   {
 871     Standard_Real aFirst, aLast;
 872     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 873
 874     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 875     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 876
 877     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 878     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 879     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 880   }
 881   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 882
 883   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 884   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 885     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 886     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 887     aBOP.AddArgument(aV);
 888   }
 889
 890   aBOP.Perform();
 891 #ifdef USE_OCCT_720
 892   if (aBOP.HasErrors())
 893     return;
 894 #else
 895   if (aBOP.ErrorStatus())
 896     return;
 897 #endif
 898
 899   // Collect splits
 900   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 901   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 902   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 903     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 904     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 905     theShapes.insert(anEdge);
 906   }
 907 }
 908
 909 //==================================================================================================
 910 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 911                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 912                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 913 {
 914   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 915
 916   if (thePoints.size() == 2) {
 917     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 918     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 919     aPntIt++;
 920     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 921
 922     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 923                                                               aLast = theShapes.end();
 924     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 925       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 926       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 927       if (anEdge.get()) {
 928         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 929         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 930         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 931             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 932             aResultShape = aShape;
 933       }
 934     }
 935   }
 936
 937   return aResultShape;
 938 }
 939
 940 //==================================================================================================
 941 std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> GeomAlgoAPI_ShapeTools::buildDirFromAxisAndShape(
 942                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape,
 943                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1> theAxis)
 944 {
 945   gp_Pnt aCentreOfMassPoint =
 946     GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(theBaseShape)->impl<gp_Pnt>();
 947   Handle(Geom_Line) aLine = new Geom_Line(theAxis->impl<gp_Ax1>());
 948   GeomAPI_ProjectPointOnCurve aPrjTool(aCentreOfMassPoint, aLine);
 949   gp_Pnt aPoint = aPrjTool.NearestPoint();
 950
 951   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(aCentreOfMassPoint.X()-aPoint.X(),
 952                                                     aCentreOfMassPoint.Y()-aPoint.Y(),
 953                                                     aCentreOfMassPoint.Z()-aPoint.Z()));
 954   return aDir;
 955 }