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 #include <GeomAPI_Wire.h>
  32
  33 #include <Bnd_Box.hxx>
  34 #include <BOPTools.hxx>
  35 #include <BRep_Builder.hxx>
  36 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  37 #include <BRepAlgo.hxx>
  38 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  39 #include <BRepBndLib.hxx>
  40 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  42 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  43 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  44 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  45 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  46 #include <BRepGProp.hxx>
  47 #include <BRepTools.hxx>
  48 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  49 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  50 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  51 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  52 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  53 #include <BRep_Tool.hxx>
  54 #include <Geom_Line.hxx>
  55 #include <Geom_Plane.hxx>
  56 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  57 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  58 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  59 #include <GeomAPI_IntCS.hxx>
  60 #include <gp_Pln.hxx>
  61 #include <GProp_GProps.hxx>
  62 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  63 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  64 #include <NCollection_Vector.hxx>
  65 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  66 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  67 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  68 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  69 #include <TopoDS_Face.hxx>
  70 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  71 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  72 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  73 #include <TopoDS.hxx>
  74 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  75 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  76
  77
  78 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  79 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  80 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  81
  82 //==================================================================================================
  83 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  84 {
  85   GProp_GProps aGProps;
  86   if(!theShape.get()) {
  87     return 0.0;
  88   }
  89   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  90   if(aShape.IsNull()) {
  91     return 0.0;
  92   }
  93   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  94   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  95   return aGProps.Mass();
  96 }
  97
  98 //==================================================================================================
  99 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::area (const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 100 {
 101   GProp_GProps aGProps;
 102   if(!theShape.get()) {
 103     return 0.0;
 104   }
 105   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 106   if(aShape.IsNull()) {
 107     return 0.0;
 108   }
 109   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
 110
 111   BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps, anEps);
 112   return aGProps.Mass();
 113 }
 114
 115 //==================================================================================================
 116 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
 117   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 118 {
 119   GProp_GProps aGProps;
 120   if(!theShape) {
 121     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 122   }
 123   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 124   if(aShape.IsNull()) {
 125     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 126   }
 127   gp_Pnt aCentre;
 128   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 129     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 130   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 131     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 132     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 133   } else {
 134     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 135     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 136   }
 137   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 138 }
 139
 140 //==================================================================================================
 141 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 142   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 143   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 144   ListOfShape& theCombinedShapes,
 145   ListOfShape& theFreeShapes)
 146 {
 147   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 148
 149   if(!theCompound.get()) {
 150     return aResult;
 151   }
 152
 153   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 154     return aResult;
 155   }
 156
 157   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 158   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 159   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 160     aTS = TopAbs_FACE;
 161     aTA = TopAbs_SOLID;
 162   }
 163
 164   theCombinedShapes.clear();
 165   theFreeShapes.clear();
 166
 167   // Get free shapes.
 168   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 169   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 170     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 171     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 172       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 173       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 174       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 175     }
 176   }
 177
 178   // Map subshapes and shapes.
 179   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 180   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 181   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 182     return aResult;
 183   }
 184
 185   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 186   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 187   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 188   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 189       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 190     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 191     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 192     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 193       continue;
 194     }
 195     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 196       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 197       aFreeShapes.Add(aF);
 198       aListOfShape.Clear();
 199     } else {
 200       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 201       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 202       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 203       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 204       aTempList.Append(aF);
 205       aTempList.Append(aL);
 206       aTempMap.Add(aF);
 207       aTempMap.Add(aL);
 208       aFreeShapes.Remove(aF);
 209       aFreeShapes.Remove(aL);
 210       aListOfShape.Clear();
 211       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 212           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 213         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 214         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 215             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 216           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 217           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 218             continue;
 219           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 220             aTempListOfShape.Clear();
 221           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 222             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 223               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 224               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 225                 aTempList.Append(aTL);
 226                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 227               }
 228               aTempListOfShape.Clear();
 229             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 230               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 231               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 232                 aTempList.Append(aTF);
 233                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 234               }
 235               aTempListOfShape.Clear();
 236             }
 237           }
 238         }
 239       }
 240       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 241     }
 242   }
 243
 244   // Combine shapes with common subshapes.
 245   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 246       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 247     TopoDS_Shell aShell;
 248     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 249     TopoDS_Builder aBuilder;
 250     theType ==
 251       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 252     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 253     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 254       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 255       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 256         theType ==
 257           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 258         aShapesMap.Remove(aShape);
 259       }
 260     }
 261     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 262     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 263                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 264     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 265     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 266   }
 267
 268   // Adding free shapes.
 269   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 270     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 271     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 272       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 273       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 274       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 275     }
 276   }
 277
 278   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 279     aResult = theCombinedShapes.front();
 280   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 281     aResult = theFreeShapes.front();
 282   } else {
 283     TopoDS_Compound aResultComp;
 284     TopoDS_Builder aBuilder;
 285     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 286     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 287         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 288       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 289     }
 290     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 291         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 292       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 293     }
 294     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 295   }
 296
 297   return aResult;
 298 }
 299
 300 //==================================================================================================
 301 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 302                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 303 {
 304   if(theShape.IsNull()) {
 305     return;
 306   }
 307
 308   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 309     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 310       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 311     }
 312   } else {
 313     theList.Append(theShape);
 314   }
 315 }
 316
 317 //==================================================================================================
 318 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 319 {
 320   TopoDS_Compound aCompound;
 321
 322   BRep_Builder aBuilder;
 323   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 324
 325   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 326     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 327   }
 328
 329   return aCompound;
 330 }
 331
 332 //==================================================================================================
 333 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 334   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 335 {
 336   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 337
 338   if(!theCompound.get()) {
 339     return aResult;
 340   }
 341
 342   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 343   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 344   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 345
 346   // Iterate over all shapes and find shapes with shared vertices.
 347   TopTools_ListOfShape aMapOrder;
 348   BOPCol_DataMapOfShapeListOfShape aVertexShapesMap;
 349   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapesIt(anUngroupedShapes);
 350       aShapesIt.More();
 351       aShapesIt.Next()) {
 352     const TopoDS_Shape& aShape = aShapesIt.Value();
 353     for(TopExp_Explorer aShapeExp(aShape, TopAbs_VERTEX);
 354         aShapeExp.More();
 355         aShapeExp.Next()) {
 356       const TopoDS_Shape& aVertex = aShapeExp.Current();
 357       if (!aVertexShapesMap.IsBound(aVertex)) {
 358         NCollection_List<TopoDS_Shape> aList;
 359         aList.Append(aShape);
 360         aMapOrder.Append(aVertex);
 361         aVertexShapesMap.Bind(aVertex, aList);
 362       } else {
 363         if(!aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Contains(aShape)) {
 364           aVertexShapesMap.ChangeFind(aVertex).Append(aShape);
 365         }
 366       }
 367     }
 368   }
 369
 370   // Iterate over the map and group shapes.
 371   NCollection_Vector<TopTools_ListOfShape> aGroups;
 372   while (!aMapOrder.IsEmpty()) {
 373     // Get first group of shapes in map, and then unbind it.
 374     const TopoDS_Shape& aKey = aMapOrder.First();
 375     TopTools_ListOfShape aGroupedShapes = aVertexShapesMap.Find(aKey);
 376     aVertexShapesMap.UnBind(aKey);
 377     aMapOrder.Remove(aKey);
 378     // Iterate over shapes in this group and add to it shapes from groups in map.
 379     for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 380         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 381       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 382       TopTools_ListOfShape aKeysToUnbind;
 383       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aMapOrder);
 384           aKeysIt.More();
 385           aKeysIt.Next()) {
 386         const TopTools_ListOfShape& aGroupInMap = aVertexShapesMap(aKeysIt.Value());
 387         if(!aGroupInMap.Contains(aGroupedShape)) {
 388           // Group in map does not containt shape from our group, so go to the next group in map.
 389           continue;
 390         }
 391         // Iterate over shape in group in map, and add new shapes into our group.
 392         for(TopTools_ListOfShape::Iterator aGroupInMapIt(aGroupInMap);
 393             aGroupInMapIt.More();
 394             aGroupInMapIt.Next()) {
 395           const TopoDS_Shape& aShape = aGroupInMapIt.Value();
 396           if (!aGroupedShapes.Contains(aShape)) {
 397             aGroupedShapes.Append(aShape);
 398           }
 399         }
 400         // Save key to unbind from this map.
 401         aKeysToUnbind.Append(aKeysIt.Value());
 402       }
 403       // Unbind groups from map that we added to our group.
 404       for(TopTools_ListOfShape::Iterator aKeysIt(aKeysToUnbind);
 405           aKeysIt.More();
 406           aKeysIt.Next()) {
 407         aVertexShapesMap.UnBind(aKeysIt.Value());
 408         aMapOrder.Remove(aKeysIt.Value());
 409       }
 410     }
 411     // Sort shapes.
 412     TopTools_ListOfShape aSortedGroup;
 413     for(int aST = TopAbs_COMPOUND; aST <= TopAbs_SHAPE; ++aST) {
 414       TopTools_ListOfShape::Iterator anIt(aGroupedShapes);
 415       while (anIt.More()) {
 416         if(anIt.Value().ShapeType() == aST) {
 417           aSortedGroup.Append(anIt.Value());
 418           aGroupedShapes.Remove(anIt);
 419         } else {
 420           anIt.Next();
 421         }
 422       }
 423     }
 424     aGroups.Append(aSortedGroup);
 425   }
 426
 427   TopoDS_Compound aCompound;
 428   BRep_Builder aBuilder;
 429   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 430   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 431   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 432       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 433     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 434     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 435     if(aGroup.Size() == 1) {
 436       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 437     } else {
 438       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 439       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 440                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 441                                                          aCompSolids,
 442                                                          aFreeSolids);
 443     }
 444     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 445   }
 446
 447   if(!aCompound.IsNull()) {
 448     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 449   }
 450
 451   return aResult;
 452 }
 453
 454 //==================================================================================================
 455 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 456   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 457 {
 458   // Bounding box of all objects.
 459   Bnd_Box aBndBox;
 460
 461   // Getting box.
 462   for (ListOfShape::const_iterator
 463     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 464     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 465     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 466   }
 467
 468   if(theEnlarge != 0.0) {
 469     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 470     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 471   }
 472
 473   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 474   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 475   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 476   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 477   int aNum = 0;
 478   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 479     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 480       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 481         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 482         aResultPoints.push_back(aPnt);
 483       }
 484     }
 485   }
 486
 487   return aResultPoints;
 488 }
 489
 490 //==================================================================================================
 491 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 492   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 493 {
 494   if (!theFace.get())
 495     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 496
 497   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 498   if (aPlaneFace.IsNull())
 499     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 500
 501   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 502   if (aPlane.IsNull())
 503     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 504
 505   // make an infinity face on the plane
 506   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 507
 508   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 509   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 510   return aResult;
 511 }
 512
 513 //==================================================================================================
 514 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 515   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 516   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 517 {
 518   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 519
 520   if(!thePlane.get()) {
 521     return aResultFace;
 522   }
 523
 524   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 525   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 526     return aResultFace;
 527   }
 528
 529   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 530   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 531   if(aSurf.IsNull()) {
 532     return aResultFace;
 533   }
 534
 535   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 536   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 537     return aResultFace;
 538   }
 539
 540   if(thePoints.size() != 8) {
 541     return aResultFace;
 542   }
 543
 544   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 545   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 546   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 547   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 548   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 549   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 550        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 551     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 552     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 553     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 554     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 555     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 556     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 557     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 558     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 559     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 560     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 561   }
 562   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 563   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 564
 565   return aResultFace;
 566 }
 567
 568 //==================================================================================================
 569 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 570                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 571                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 572 {
 573   if(!theShape.get()) {
 574     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 575     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 576     theV1 = aVertex;
 577     theV2 = aVertex;
 578     return;
 579   }
 580
 581   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 582   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 583   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 584
 585   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 586   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 587   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 588   theV1 = aGeomV1;
 589   theV2 = aGeomV2;
 590 }
 591
 592 //==================================================================================================
 593 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 594                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 595                                                 const ListOfShape& theWires,
 596                                                 ListOfShape& theFaces)
 597 {
 598   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 599                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 600   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 601
 602   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 603   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 604   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 605       anIt != theWires.cend();
 606       ++anIt) {
 607     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 608     aFRestrictor.Add(aWire);
 609   }
 610
 611   aFRestrictor.Perform();
 612
 613   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 614     return;
 615   }
 616
 617   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 618     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 619     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 620     theFaces.push_back(aShape);
 621   }
 622 }
 623
 624 //==================================================================================================
 625 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 626 {
 627   TopoDS_Compound aCompound;
 628   BRep_Builder aBuilder;
 629   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 630
 631   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 632     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 633   }
 634   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 635
 636   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 637     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 638   }
 639
 640   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 641   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 642   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 643
 644   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 645   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 646
 647   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 648
 649   return aPln;
 650 }
 651
 652 //==================================================================================================
 653 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 654   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 655   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 656 {
 657   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 658     return false;
 659   }
 660
 661   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 662   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 663
 664   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 665     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 666     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 667     aDist.Perform();
 668     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 669       return false;
 670     }
 671   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 672     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 673       // Check that edge is on face surface.
 674       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 675       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 676       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 677       aCheck.Perform();
 678       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 679         return false;
 680       }
 681
 682       // Check intersections.
 683       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 684       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 685       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 686       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 687       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 688         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 689         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 690         aDist.Perform();
 691         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 692           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 693           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 694             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 695             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 696                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 697               return false;
 698             }
 699           }
 700         }
 701       }
 702
 703       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 704       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 705       gp_Pnt aPointToCheck =
 706         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 707                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 708       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 709       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 710       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 711       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 712       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 713         return false;
 714       }
 715
 716     } else {
 717       return false;
 718     }
 719   } else {
 720     return false;
 721   }
 722
 723   return true;
 724 }
 725
 726 //==================================================================================================
 727 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 728 {
 729   if(!theShape.get()) {
 730     return false;
 731   }
 732
 733   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 734   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 735 }
 736
 737 //==================================================================================================
 738 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 739   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 740 {
 741   GeomShapePtr anOuterWire;
 742
 743   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 744     return anOuterWire;
 745   }
 746
 747   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 748   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 749
 750   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 751   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 752
 753   return anOuterWire;
 754 }
 755
 756 //==================================================================================================
 757 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 758                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 759 {
 760   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 761     return false;
 762   }
 763
 764   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 765   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 766
 767   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 768   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 769 }
 770
 771 //==================================================================================================
 772 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > GeomAlgoAPI_ShapeTools::intersect(
 773   const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge, const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace,
 774   const bool thePointsOutsideFace)
 775 {
 776   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> > aResult;
 777   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 778     return aResult;
 779   }
 780
 781   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 782   double aFirstOnCurve, aLastOnCurve;
 783   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirstOnCurve, aLastOnCurve);
 784
 785   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 786   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 787
 788   GeomAPI_IntCS anIntAlgo(aCurve, aSurf);
 789   if (!anIntAlgo.IsDone())
 790     return aResult;
 791   // searching for points-intersection
 792   for(int anIntNum = 1; anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints() + anIntAlgo.NbSegments(); anIntNum++) {
 793     gp_Pnt anInt;
 794     if (anIntNum <= anIntAlgo.NbPoints()) {
 795       anInt = anIntAlgo.Point(anIntNum);
 796     } else { // take the middle point on the segment of the intersection
 797       Handle(Geom_Curve) anIntCurve = anIntAlgo.Segment(anIntNum - anIntAlgo.NbPoints());
 798       anIntCurve->D0((anIntCurve->FirstParameter() + anIntCurve->LastParameter()) / 2., anInt);
 799     }
 800     aResult.push_back(std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(
 801       new GeomAPI_Vertex(anInt.X(), anInt.Y(), anInt.Z())));
 802   }
 803   return aResult;
 804 }
 805
 806 //==================================================================================================
 807 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 808                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 809                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 810 {
 811   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 812   if (thePointsInfo.empty())
 813     return;
 814
 815     // General Fuse to split edge by vertices
 816   BOPAlgo_Builder aBOP;
 817   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 818   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 819   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 820   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 821   {
 822     Standard_Real aFirst, aLast;
 823     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 824
 825     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 826     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 827     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 828
 829     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 830     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 831     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 832   }
 833   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 834
 835   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 836   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 837     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 838     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 839     aBOP.AddArgument(aV);
 840   }
 841
 842   aBOP.Perform();
 843 #ifdef USE_OCCT_720
 844   if (aBOP.HasErrors())
 845     return;
 846 #else
 847   if (aBOP.ErrorStatus())
 848     return;
 849 #endif
 850
 851   // Collect splits
 852   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 853   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 854   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 855     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 856     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 857     theShapes.insert(anEdge);
 858   }
 859 }
 860
 861 //==================================================================================================
 862 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 863                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 864                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 865 {
 866   // General Fuse to split edge by vertices
 867   BOPAlgo_Builder aBOP;
 868   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 869   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 870   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 871   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 872   {
 873     Standard_Real aFirst, aLast;
 874     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 875
 876     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 877     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 878
 879     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 880     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 881     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 882   }
 883   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 884
 885   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 886   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 887     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 888     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 889     aBOP.AddArgument(aV);
 890   }
 891
 892   aBOP.Perform();
 893 #ifdef USE_OCCT_720
 894   if (aBOP.HasErrors())
 895     return;
 896 #else
 897   if (aBOP.ErrorStatus())
 898     return;
 899 #endif
 900
 901   // Collect splits
 902   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 903   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 904   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 905     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 906     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 907     theShapes.insert(anEdge);
 908   }
 909 }
 910
 911 //==================================================================================================
 912 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 913                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 914                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 915 {
 916   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 917
 918   if (thePoints.size() == 2) {
 919     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 920     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 921     aPntIt++;
 922     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 923
 924     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 925                                                               aLast = theShapes.end();
 926     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 927       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 928       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 929       if (anEdge.get()) {
 930         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 931         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 932         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 933             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 934             aResultShape = aShape;
 935       }
 936     }
 937   }
 938
 939   return aResultShape;
 940 }
 941
 942 //==================================================================================================
 943 std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> GeomAlgoAPI_ShapeTools::buildDirFromAxisAndShape(
 944                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape,
 945                                     const std::shared_ptr<GeomAPI_Ax1> theAxis)
 946 {
 947   gp_Pnt aCentreOfMassPoint =
 948     GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(theBaseShape)->impl<gp_Pnt>();
 949   Handle(Geom_Line) aLine = new Geom_Line(theAxis->impl<gp_Ax1>());
 950   GeomAPI_ProjectPointOnCurve aPrjTool(aCentreOfMassPoint, aLine);
 951   gp_Pnt aPoint = aPrjTool.NearestPoint();
 952
 953   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aDir(new GeomAPI_Dir(aCentreOfMassPoint.X()-aPoint.X(),
 954                                                     aCentreOfMassPoint.Y()-aPoint.Y(),
 955                                                     aCentreOfMassPoint.Z()-aPoint.Z()));
 956   return aDir;
 957 }
 958
 959 //==================================================================================================
 960 std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> GeomAlgoAPI_ShapeTools::wireToEdge(
 961       const std::shared_ptr<GeomAPI_Wire>& theWire)
 962 {
 963   GeomEdgePtr anEdge;
 964   if (theWire) {
 965     const TopoDS_Wire& aWire = theWire->impl<TopoDS_Wire>();
 966     TopoDS_Edge aNewEdge = BRepAlgo::ConcatenateWireC0(aWire);
 967     anEdge = GeomEdgePtr(new GeomAPI_Edge);
 968     anEdge->setImpl(new TopoDS_Edge(aNewEdge));
 969   }
 970   return anEdge;
 971 }