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