src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_ShapeTools.cpp

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  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or
  18 // email : webmaster.salome@opencascade.com<mailto:webmaster.salome@opencascade.com>
  19 //
  20
  21 #include "GeomAlgoAPI_ShapeTools.h"
  22
  23 #include "GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h"
  24
  25 #include <GeomAPI_Edge.h>
  26 #include <GeomAPI_Dir.h>
  27 #include <GeomAPI_Face.h>
  28 #include <GeomAPI_Pln.h>
  29 #include <GeomAPI_Pnt.h>
  30
  31 #include <Bnd_Box.hxx>
  32 #include <BOPTools.hxx>
  33 #include <BRep_Builder.hxx>
  34 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  35 #include <BRepAlgo_FaceRestrictor.hxx>
  36 #include <BRepBndLib.hxx>
  37 #include <BRepBuilderAPI_FindPlane.hxx>
  38 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  39 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  40 #include <BRepCheck_Analyzer.hxx>
  41 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  42 #include <BRepExtrema_ExtCF.hxx>
  43 #include <BRepGProp.hxx>
  44 #include <BRepTools.hxx>
  45 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  46 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  47 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  48 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  49 #include <BRepLib_CheckCurveOnSurface.hxx>
  50 #include <BRep_Tool.hxx>
  51 #include <Geom_Plane.hxx>
  52 #include <GeomLib_IsPlanarSurface.hxx>
  53 #include <GeomLib_Tool.hxx>
  54 #include <GeomAPI_ExtremaCurveSurface.hxx>
  55 #include <gp_Pln.hxx>
  56 #include <GProp_GProps.hxx>
  57 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  58 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  59 #include <NCollection_Vector.hxx>
  60 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  61 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  62 #include <TopoDS_Builder.hxx>
  63 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  64 #include <TopoDS_Face.hxx>
  65 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  66 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  67 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  68 #include <TopoDS.hxx>
  69 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  70 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  71
  72
  73 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  74 #include <BRepBuilderAPI_MakeVertex.hxx>
  75 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  76
  77 //==================================================================================================
  78 double GeomAlgoAPI_ShapeTools::volume(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  79 {
  80   GProp_GProps aGProps;
  81   if(!theShape.get()) {
  82     return 0.0;
  83   }
  84   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
  85   if(aShape.IsNull()) {
  86     return 0.0;
  87   }
  88   const Standard_Real anEps = 1.e-6;
  89   BRepGProp::VolumeProperties(aShape, aGProps, anEps);
  90   return aGProps.Mass();
  91 }
  92
  93 //==================================================================================================
  94 std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>
  95   GeomAlgoAPI_ShapeTools::centreOfMass(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
  96 {
  97   GProp_GProps aGProps;
  98   if(!theShape) {
  99     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 100   }
 101   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 102   if(aShape.IsNull()) {
 103     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>();
 104   }
 105   gp_Pnt aCentre;
 106   if(aShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 107     aCentre = BRep_Tool::Pnt(TopoDS::Vertex(aShape));
 108   } else if(aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE || aShape.ShapeType() == TopAbs_WIRE) {
 109     BRepGProp::LinearProperties(aShape, aGProps);
 110     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 111   } else {
 112     BRepGProp::SurfaceProperties(aShape, aGProps);
 113     aCentre = aGProps.CentreOfMass();
 114   }
 115   return std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>(new GeomAPI_Pnt(aCentre.X(), aCentre.Y(), aCentre.Z()));
 116 }
 117
 118 //==================================================================================================
 119 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(
 120   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound,
 121   const GeomAPI_Shape::ShapeType theType,
 122   ListOfShape& theCombinedShapes,
 123   ListOfShape& theFreeShapes)
 124 {
 125   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 126
 127   if(!theCompound.get()) {
 128     return aResult;
 129   }
 130
 131   if(theType != GeomAPI_Shape::SHELL && theType != GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 132     return aResult;
 133   }
 134
 135   TopAbs_ShapeEnum aTS = TopAbs_EDGE;
 136   TopAbs_ShapeEnum aTA = TopAbs_FACE;
 137   if(theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID) {
 138     aTS = TopAbs_FACE;
 139     aTA = TopAbs_SOLID;
 140   }
 141
 142   theCombinedShapes.clear();
 143   theFreeShapes.clear();
 144
 145   // Get free shapes.
 146   const TopoDS_Shape& aShapesComp = theCompound->impl<TopoDS_Shape>();
 147   for(TopoDS_Iterator anIter(aShapesComp); anIter.More(); anIter.Next() ) {
 148     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Value();
 149     if(aShape.ShapeType() > aTA) {
 150       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 151       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 152       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 153     }
 154   }
 155
 156   // Map subshapes and shapes.
 157   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapSA;
 158   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aShapesComp, aTS, aTA, aMapSA);
 159   if(aMapSA.IsEmpty()) {
 160     return aResult;
 161   }
 162
 163   // Get all shapes with common subshapes and free shapes.
 164   NCollection_Map<TopoDS_Shape> aFreeShapes;
 165   NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>> aShapesWithCommonSubshapes;
 166   for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 167       anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 168     const TopoDS_Shape& aShape = anIter.Key();
 169     BOPCol_ListOfShape& aListOfShape = anIter.ChangeValue();
 170     if(aListOfShape.IsEmpty()) {
 171       continue;
 172     }
 173     else if(aListOfShape.Size() == 1) {
 174       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 175       aFreeShapes.Add(aF);
 176       aListOfShape.Clear();
 177     } else {
 178       NCollection_List<TopoDS_Shape> aTempList;
 179       NCollection_Map<TopoDS_Shape> aTempMap;
 180       const TopoDS_Shape& aF = aListOfShape.First();
 181       const TopoDS_Shape& aL = aListOfShape.Last();
 182       aTempList.Append(aF);
 183       aTempList.Append(aL);
 184       aTempMap.Add(aF);
 185       aTempMap.Add(aL);
 186       aFreeShapes.Remove(aF);
 187       aFreeShapes.Remove(aL);
 188       aListOfShape.Clear();
 189       for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator
 190           aTempIter(aTempList); aTempIter.More(); aTempIter.Next()) {
 191         const TopoDS_Shape& aTempShape = aTempIter.Value();
 192         for(BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator
 193             anIter(aMapSA); anIter.More(); anIter.Next()) {
 194           BOPCol_ListOfShape& aTempListOfShape = anIter.ChangeValue();
 195           if(aTempListOfShape.IsEmpty()) {
 196             continue;
 197           } else if(aTempListOfShape.Size() == 1 && aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 198             aTempListOfShape.Clear();
 199           } else if(aTempListOfShape.Size() > 1) {
 200             if(aTempListOfShape.First() == aTempShape) {
 201               const TopoDS_Shape& aTL = aTempListOfShape.Last();
 202               if(aTempMap.Add(aTL)) {
 203                 aTempList.Append(aTL);
 204                 aFreeShapes.Remove(aTL);
 205               }
 206               aTempListOfShape.Clear();
 207             } else if(aTempListOfShape.Last() == aTempShape) {
 208               const TopoDS_Shape& aTF = aTempListOfShape.First();
 209               if(aTempMap.Add(aTF)) {
 210                 aTempList.Append(aTF);
 211                 aFreeShapes.Remove(aTF);
 212               }
 213               aTempListOfShape.Clear();
 214             }
 215           }
 216         }
 217       }
 218       aShapesWithCommonSubshapes.Append(aTempMap);
 219     }
 220   }
 221
 222   // Combine shapes with common subshapes.
 223   for(NCollection_Vector<NCollection_Map<TopoDS_Shape>>::Iterator
 224       anIter(aShapesWithCommonSubshapes); anIter.More(); anIter.Next()) {
 225     TopoDS_Shell aShell;
 226     TopoDS_CompSolid aCSolid;
 227     TopoDS_Builder aBuilder;
 228     theType ==
 229       GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.MakeCompSolid(aCSolid) : aBuilder.MakeShell(aShell);
 230     NCollection_Map<TopoDS_Shape>& aShapesMap = anIter.ChangeValue();
 231     for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 232       const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 233       if(aShapesMap.Contains(aShape)) {
 234         theType ==
 235           GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? aBuilder.Add(aCSolid, aShape) : aBuilder.Add(aShell, aShape);
 236         aShapesMap.Remove(aShape);
 237       }
 238     }
 239     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 240     TopoDS_Shape* aSh = theType == GeomAPI_Shape::COMPSOLID ? new TopoDS_Shape(aCSolid) :
 241                                                               new TopoDS_Shape(aShell);
 242     aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(aSh);
 243     theCombinedShapes.push_back(aGeomShape);
 244   }
 245
 246   // Adding free shapes.
 247   for(TopExp_Explorer anExp(aShapesComp, aTA); anExp.More(); anExp.Next()) {
 248     const TopoDS_Shape& aShape = anExp.Current();
 249     if(aFreeShapes.Contains(aShape)) {
 250       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aGeomShape(new GeomAPI_Shape);
 251       aGeomShape->setImpl<TopoDS_Shape>(new TopoDS_Shape(aShape));
 252       theFreeShapes.push_back(aGeomShape);
 253     }
 254   }
 255
 256   if(theCombinedShapes.size() == 1 && theFreeShapes.size() == 0) {
 257     aResult = theCombinedShapes.front();
 258   } else if(theCombinedShapes.size() == 0 && theFreeShapes.size() == 1) {
 259     aResult = theFreeShapes.front();
 260   } else {
 261     TopoDS_Compound aResultComp;
 262     TopoDS_Builder aBuilder;
 263     aBuilder.MakeCompound(aResultComp);
 264     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theCombinedShapes.cbegin();
 265         anIter != theCombinedShapes.cend(); anIter++) {
 266       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 267     }
 268     for(ListOfShape::const_iterator anIter = theFreeShapes.cbegin();
 269         anIter != theFreeShapes.cend(); anIter++) {
 270       aBuilder.Add(aResultComp, (*anIter)->impl<TopoDS_Shape>());
 271     }
 272     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aResultComp));
 273   }
 274
 275   return aResult;
 276 }
 277
 278 //==================================================================================================
 279 static void addSimpleShapeToList(const TopoDS_Shape& theShape,
 280                                  NCollection_List<TopoDS_Shape>& theList)
 281 {
 282   if(theShape.IsNull()) {
 283     return;
 284   }
 285
 286   if(theShape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND) {
 287     for(TopoDS_Iterator anIt(theShape); anIt.More(); anIt.Next()) {
 288       addSimpleShapeToList(anIt.Value(), theList);
 289     }
 290   } else {
 291     theList.Append(theShape);
 292   }
 293 }
 294
 295 //==================================================================================================
 296 static TopoDS_Compound makeCompound(const NCollection_List<TopoDS_Shape> theShapes)
 297 {
 298   TopoDS_Compound aCompound;
 299
 300   BRep_Builder aBuilder;
 301   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 302
 303   for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anIt(theShapes); anIt.More(); anIt.Next()) {
 304     aBuilder.Add(aCompound, anIt.Value());
 305   }
 306
 307   return aCompound;
 308 }
 309
 310 //==================================================================================================
 311 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::groupSharedTopology(
 312   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theCompound)
 313 {
 314   GeomShapePtr aResult = theCompound;
 315
 316   if(!theCompound.get()) {
 317     return aResult;
 318   }
 319
 320   TopoDS_Shape anInShape = aResult->impl<TopoDS_Shape>();
 321   NCollection_List<TopoDS_Shape> anUngroupedShapes, aStillUngroupedShapes;
 322   addSimpleShapeToList(anInShape, anUngroupedShapes);
 323
 324   NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>> aGroups;
 325   while(!anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 326     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroupedShapes;
 327     aGroupedShapes.Append(anUngroupedShapes.First());
 328     anUngroupedShapes.RemoveFirst();
 329     for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aGroupIt(aGroupedShapes);
 330         aGroupIt.More(); aGroupIt.Next()) {
 331       const TopoDS_Shape& aGroupedShape = aGroupIt.Value();
 332       for(TopExp_Explorer aGroupShapeExp(aGroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 333           aGroupShapeExp.More();
 334           aGroupShapeExp.Next()) {
 335         // Find all shapes which have same vertex.
 336         aStillUngroupedShapes.Clear();
 337         const TopoDS_Shape& aVertex1 = aGroupShapeExp.Current();
 338         for(NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator anUngroupedIt(anUngroupedShapes);
 339             anUngroupedIt.More();
 340             anUngroupedIt.Next()) {
 341           const TopoDS_Shape& anUngroupedShape = anUngroupedIt.Value();
 342           bool isAdded = false;
 343           for(TopExp_Explorer anUgroupedShapeExp(anUngroupedShape, TopAbs_VERTEX);
 344               anUgroupedShapeExp.More();
 345               anUgroupedShapeExp.Next()) {
 346             const TopoDS_Shape& aVertex2 = anUgroupedShapeExp.Current();
 347             if(aVertex1.IsSame(aVertex2)) {
 348               aGroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 349               isAdded = true;
 350               break;
 351             }
 352           }
 353           if(!isAdded) {
 354             aStillUngroupedShapes.Append(anUngroupedShape);
 355           }
 356         }
 357         anUngroupedShapes = aStillUngroupedShapes;
 358         if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 359           break;
 360         }
 361       }
 362       if(anUngroupedShapes.IsEmpty()) {
 363         break;
 364       }
 365     }
 366     aGroups.Append(aGroupedShapes);
 367   }
 368
 369   TopoDS_Compound aCompound;
 370   BRep_Builder aBuilder;
 371   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 372   ListOfShape aCompSolids, aFreeSolids;
 373   for(NCollection_Vector<NCollection_List<TopoDS_Shape>>::Iterator
 374       anIt(aGroups); anIt.More(); anIt.Next()) {
 375     NCollection_List<TopoDS_Shape> aGroup = anIt.Value();
 376     GeomShapePtr aGeomShape(new GeomAPI_Shape());
 377     if(aGroup.Size() == 1) {
 378       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aGroup.First()));
 379     } else {
 380       aGeomShape->setImpl(new TopoDS_Shape(makeCompound(aGroup)));
 381       aGeomShape = GeomAlgoAPI_ShapeTools::combineShapes(aGeomShape,
 382                                                          GeomAPI_Shape::COMPSOLID,
 383                                                          aCompSolids,
 384                                                          aFreeSolids);
 385     }
 386     aBuilder.Add(aCompound, aGeomShape->impl<TopoDS_Shape>());
 387   }
 388
 389   if(!aCompound.IsNull()) {
 390     aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(aCompound));
 391   }
 392
 393   return aResult;
 394 }
 395
 396 //==================================================================================================
 397 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >
 398   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getBoundingBox(const ListOfShape& theShapes, const double theEnlarge)
 399 {
 400   // Bounding box of all objects.
 401   Bnd_Box aBndBox;
 402
 403   // Getting box.
 404   for (ListOfShape::const_iterator
 405     anObjectsIt = theShapes.begin(); anObjectsIt != theShapes.end(); anObjectsIt++) {
 406     const TopoDS_Shape& aShape = (*anObjectsIt)->impl<TopoDS_Shape>();
 407     BRepBndLib::Add(aShape, aBndBox);
 408   }
 409
 410   if(theEnlarge != 0.0) {
 411     // We enlarge bounding box just to be sure that plane will be large enough to cut all objects.
 412     aBndBox.Enlarge(theEnlarge);
 413   }
 414
 415   Standard_Real aXArr[2] = {aBndBox.CornerMin().X(), aBndBox.CornerMax().X()};
 416   Standard_Real aYArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Y(), aBndBox.CornerMax().Y()};
 417   Standard_Real aZArr[2] = {aBndBox.CornerMin().Z(), aBndBox.CornerMax().Z()};
 418   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> > aResultPoints;
 419   int aNum = 0;
 420   for(int i = 0; i < 2; i++) {
 421     for(int j = 0; j < 2; j++) {
 422       for(int k = 0; k < 2; k++) {
 423         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt(new GeomAPI_Pnt(aXArr[i], aYArr[j], aZArr[k]));
 424         aResultPoints.push_back(aPnt);
 425       }
 426     }
 427   }
 428
 429   return aResultPoints;
 430 }
 431
 432 //==================================================================================================
 433 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 434   GeomAlgoAPI_ShapeTools::faceToInfinitePlane(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 435 {
 436   if (!theFace.get())
 437     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 438
 439   TopoDS_Face aPlaneFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 440   if (aPlaneFace.IsNull())
 441     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 442
 443   Handle(Geom_Plane) aPlane = Handle(Geom_Plane)::DownCast(BRep_Tool::Surface(aPlaneFace));
 444   if (aPlane.IsNull())
 445     return std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>();
 446
 447   // make an infinity face on the plane
 448   TopoDS_Shape anInfiniteFace = BRepBuilderAPI_MakeFace(aPlane->Pln()).Shape();
 449
 450   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResult(new GeomAPI_Shape);
 451   aResult->setImpl(new TopoDS_Shape(anInfiniteFace));
 452   return aResult;
 453 }
 454
 455 //==================================================================================================
 456 std::shared_ptr<GeomAPI_Face> GeomAlgoAPI_ShapeTools::fitPlaneToBox(
 457   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> thePlane,
 458   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints)
 459 {
 460   std::shared_ptr<GeomAPI_Face> aResultFace;
 461
 462   if(!thePlane.get()) {
 463     return aResultFace;
 464   }
 465
 466   const TopoDS_Shape& aShape = thePlane->impl<TopoDS_Shape>();
 467   if(aShape.ShapeType() != TopAbs_FACE) {
 468     return aResultFace;
 469   }
 470
 471   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aShape);
 472   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 473   if(aSurf.IsNull()) {
 474     return aResultFace;
 475   }
 476
 477   GeomLib_IsPlanarSurface isPlanar(aSurf);
 478   if(!isPlanar.IsPlanar()) {
 479     return aResultFace;
 480   }
 481
 482   if(thePoints.size() != 8) {
 483     return aResultFace;
 484   }
 485
 486   const gp_Pln& aFacePln = isPlanar.Plan();
 487   Handle(Geom_Plane) aFacePlane = new Geom_Plane(aFacePln);
 488   IntAna_Quadric aQuadric(aFacePln);
 489   Standard_Real UMin, UMax, VMin, VMax;
 490   UMin = UMax = VMin = VMax = 0;
 491   for (std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator
 492        aPointsIt = thePoints.begin(); aPointsIt != thePoints.end(); aPointsIt++) {
 493     const gp_Pnt& aPnt = (*aPointsIt)->impl<gp_Pnt>();
 494     gp_Lin aLin(aPnt, aFacePln.Axis().Direction());
 495     IntAna_IntConicQuad anIntAna(aLin, aQuadric);
 496     const gp_Pnt& aPntOnFace = anIntAna.Point(1);
 497     Standard_Real aPntU(0), aPntV(0);
 498     GeomLib_Tool::Parameters(aFacePlane, aPntOnFace, Precision::Confusion(), aPntU, aPntV);
 499     if(aPntU < UMin) UMin = aPntU;
 500     if(aPntU > UMax) UMax = aPntU;
 501     if(aPntV < VMin) VMin = aPntV;
 502     if(aPntV > VMax) VMax = aPntV;
 503   }
 504   aResultFace.reset(new GeomAPI_Face());
 505   aResultFace->setImpl(new TopoDS_Face(BRepLib_MakeFace(aFacePln, UMin, UMax, VMin, VMax).Face()));
 506
 507   return aResultFace;
 508 }
 509
 510 //==================================================================================================
 511 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::findBounds(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape,
 512                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV1,
 513                                         std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>& theV2)
 514 {
 515   if(!theShape.get()) {
 516     std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aVertex(new GeomAPI_Vertex);
 517     aVertex->setImpl(new TopoDS_Vertex());
 518     theV1 = aVertex;
 519     theV2 = aVertex;
 520     return;
 521   }
 522
 523   const TopoDS_Shape& aShape = theShape->impl<TopoDS_Shape>();
 524   TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 525   ShapeAnalysis::FindBounds(aShape, aV1, aV2);
 526
 527   std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> aGeomV1(new GeomAPI_Vertex()), aGeomV2(new GeomAPI_Vertex());
 528   aGeomV1->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV1));
 529   aGeomV2->setImpl(new TopoDS_Vertex(aV2));
 530   theV1 = aGeomV1;
 531   theV2 = aGeomV2;
 532 }
 533
 534 //==================================================================================================
 535 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::makeFacesWithHoles(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> theOrigin,
 536                                                 const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> theDirection,
 537                                                 const ListOfShape& theWires,
 538                                                 ListOfShape& theFaces)
 539 {
 540   BRepBuilderAPI_MakeFace aMKFace(gp_Pln(theOrigin->impl<gp_Pnt>(),
 541                                           theDirection->impl<gp_Dir>()));
 542   TopoDS_Face aFace = aMKFace.Face();
 543
 544   BRepAlgo_FaceRestrictor aFRestrictor;
 545   aFRestrictor.Init(aFace, Standard_False, Standard_True);
 546   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theWires.cbegin();
 547       anIt != theWires.cend();
 548       ++anIt) {
 549     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire((*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 550     aFRestrictor.Add(aWire);
 551   }
 552
 553   aFRestrictor.Perform();
 554
 555   if(!aFRestrictor.IsDone()) {
 556     return;
 557   }
 558
 559   for(; aFRestrictor.More(); aFRestrictor.Next()) {
 560     GeomShapePtr aShape(new GeomAPI_Shape());
 561     aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(aFRestrictor.Current()));
 562     theFaces.push_back(aShape);
 563   }
 564 }
 565
 566 //==================================================================================================
 567 std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findPlane(const ListOfShape& theShapes)
 568 {
 569   TopoDS_Compound aCompound;
 570   BRep_Builder aBuilder;
 571   aBuilder.MakeCompound(aCompound);
 572
 573   for(ListOfShape::const_iterator anIt = theShapes.cbegin(); anIt != theShapes.cend(); ++anIt) {
 574     aBuilder.Add(aCompound, (*anIt)->impl<TopoDS_Shape>());
 575   }
 576   BRepBuilderAPI_FindPlane aFindPlane(aCompound);
 577
 578   if(aFindPlane.Found() != Standard_True) {
 579     return std::shared_ptr<GeomAPI_Pln>();
 580   }
 581
 582   Handle(Geom_Plane) aPlane = aFindPlane.Plane();
 583   gp_Pnt aLoc = aPlane->Location();
 584   gp_Dir aDir = aPlane->Axis().Direction();
 585
 586   std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aGeomPnt(new GeomAPI_Pnt(aLoc.X(), aLoc.Y(), aLoc.Z()));
 587   std::shared_ptr<GeomAPI_Dir> aGeomDir(new GeomAPI_Dir(aDir.X(), aDir.Y(), aDir.Z()));
 588
 589   std::shared_ptr<GeomAPI_Pln> aPln(new GeomAPI_Pln(aGeomPnt, aGeomDir));
 590
 591   return aPln;
 592 }
 593
 594 //==================================================================================================
 595 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isSubShapeInsideShape(
 596   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theSubShape,
 597   const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theBaseShape)
 598 {
 599   if(!theSubShape.get() || !theBaseShape.get()) {
 600     return false;
 601   }
 602
 603   const TopoDS_Shape& aSubShape = theSubShape->impl<TopoDS_Shape>();
 604   const TopoDS_Shape& aBaseShape = theBaseShape->impl<TopoDS_Shape>();
 605
 606   if(aSubShape.ShapeType() == TopAbs_VERTEX) {
 607     // If sub-shape is a vertex check distance to shape. If it is <= Precision::Confusion() then OK.
 608     BRepExtrema_DistShapeShape aDist(aBaseShape, aSubShape);
 609     aDist.Perform();
 610     if(!aDist.IsDone() || aDist.Value() > Precision::Confusion()) {
 611       return false;
 612     }
 613   } else if (aSubShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE) {
 614     if(aBaseShape.ShapeType() == TopAbs_FACE) {
 615       // Check that edge is on face surface.
 616       TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aBaseShape);
 617       TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(aSubShape);
 618       BRepLib_CheckCurveOnSurface aCheck(anEdge, aFace);
 619       aCheck.Perform();
 620       if(!aCheck.IsDone() || aCheck.MaxDistance() > Precision::Confusion()) {
 621         return false;
 622       }
 623
 624       // Check intersections.
 625       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 626       ShapeAnalysis::FindBounds(anEdge, aV1, aV2);
 627       gp_Pnt aPnt1 = BRep_Tool::Pnt(aV1);
 628       gp_Pnt aPnt2 = BRep_Tool::Pnt(aV2);
 629       for(TopExp_Explorer anExp(aBaseShape, TopAbs_EDGE); anExp.More(); anExp.Next()) {
 630         const TopoDS_Shape& anEdgeOnFace = anExp.Current();
 631         BRepExtrema_DistShapeShape aDist(anEdgeOnFace, anEdge);
 632         aDist.Perform();
 633         if(aDist.IsDone() && aDist.Value() <= Precision::Confusion()) {
 634           // Edge intersect face bound. Check that it is not on edge begin or end.
 635           for(Standard_Integer anIndex = 1; anIndex <= aDist.NbSolution(); ++anIndex) {
 636             gp_Pnt aPntOnSubShape = aDist.PointOnShape2(anIndex);
 637             if(aPntOnSubShape.Distance(aPnt1) > Precision::Confusion()
 638                 && aPntOnSubShape.Distance(aPnt2) > Precision::Confusion()) {
 639               return false;
 640             }
 641           }
 642         }
 643       }
 644
 645       // No intersections found. Edge is inside or outside face. Check it.
 646       BRepAdaptor_Curve aCurveAdaptor(anEdge);
 647       gp_Pnt aPointToCheck =
 648         aCurveAdaptor.Value((aCurveAdaptor.FirstParameter() +
 649                               aCurveAdaptor.LastParameter()) / 2.0);
 650       Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface(aFace);
 651       ShapeAnalysis_Surface aSAS(aSurface);
 652       gp_Pnt2d aPointOnFace = aSAS.ValueOfUV(aPointToCheck, Precision::Confusion());
 653       BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass2d(aFace, Precision::Confusion());
 654       if(aFClass2d.Perform(aPointOnFace) == TopAbs_OUT) {
 655         return false;
 656       }
 657
 658     } else {
 659       return false;
 660     }
 661   } else {
 662     return false;
 663   }
 664
 665   return true;
 666 }
 667
 668 //==================================================================================================
 669 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isShapeValid(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theShape)
 670 {
 671   if(!theShape.get()) {
 672     return false;
 673   }
 674
 675   BRepCheck_Analyzer aChecker(theShape->impl<TopoDS_Shape>());
 676   return (aChecker.IsValid() == Standard_True);
 677 }
 678
 679 //==================================================================================================
 680 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>
 681   GeomAlgoAPI_ShapeTools::getFaceOuterWire(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> theFace)
 682 {
 683   GeomShapePtr anOuterWire;
 684
 685   if(!theFace.get() || !theFace->isFace()) {
 686     return anOuterWire;
 687   }
 688
 689   TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 690   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire(aFace);
 691
 692   anOuterWire.reset(new GeomAPI_Shape());
 693   anOuterWire->setImpl(new TopoDS_Shape(aWire));
 694
 695   return anOuterWire;
 696 }
 697
 698 //==================================================================================================
 699 bool GeomAlgoAPI_ShapeTools::isParallel(const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge,
 700                                         const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 701 {
 702   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 703     return false;
 704   }
 705
 706   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 707   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 708
 709   BRepExtrema_ExtCF anExt(anEdge, aFace);
 710   return anExt.IsParallel() == Standard_True;
 711 }
 712
 713 //==================================================================================================
 714 std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex> GeomAlgoAPI_ShapeTools::intersect(
 715   const std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> theEdge, const std::shared_ptr<GeomAPI_Face> theFace)
 716 {
 717   if(!theEdge.get() || !theFace.get()) {
 718     return false;
 719   }
 720
 721   TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge(theEdge->impl<TopoDS_Shape>());
 722   double aFirstOnCurve, aLastOnCurve;
 723   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirstOnCurve, aLastOnCurve);
 724
 725   TopoDS_Face aFace  = TopoDS::Face(theFace->impl<TopoDS_Shape>());
 726   Handle(Geom_Surface) aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace);
 727
 728   GeomAPI_ExtremaCurveSurface anExt(aCurve, aSurf);
 729   // searching for the best point-intersection
 730   int aMaxLevel = 0;
 731   gp_Pnt aResult;
 732   for(int anIntNum = 1; anIntNum <= anExt.NbExtrema(); anIntNum++) {
 733     if (anExt.Distance(anIntNum) > Precision::Confusion())
 734       continue;
 735     Standard_Real aW, aU, aV;
 736     anExt.Parameters(anIntNum, aW, aU, aV);
 737     gp_Pnt2d aPointOfSurf(aU, aV);
 738     // level of the intersection: if it is inside of edge and/or face the level is higher
 739     int aIntLevel = aW > aFirstOnCurve && aW < aLastOnCurve ? 2 : 1;
 740     BRepClass_FaceClassifier aFClass(aFace, aPointOfSurf, Precision::Confusion());
 741     if (aFClass.State() == TopAbs_IN) // "in" is better than "on"
 742       aIntLevel += 2;
 743     else if (aFClass.State() == TopAbs_ON)
 744       aIntLevel += 1;
 745     if (aMaxLevel < aIntLevel) {
 746       aMaxLevel = anIntNum;
 747       anExt.Points(anIntNum, aResult, aResult);
 748     }
 749   }
 750   if (aMaxLevel > 0) { // intersection found
 751     return std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(
 752       new GeomAPI_Vertex(aResult.X(), aResult.Y(), aResult.Z()));
 753   }
 754   return std::shared_ptr<GeomAPI_Vertex>(); // no intersection found
 755 }
 756
 757 //==================================================================================================
 758 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 759                                       const GeomAlgoAPI_ShapeTools::PointToRefsMap& thePointsInfo,
 760                                       std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 761 {
 762   // to split shape at least one point should be presented in the points container
 763   if (thePointsInfo.empty())
 764     return;
 765
 766     // General Fuse to split edge by vertices
 767   BOPAlgo_Builder aBOP;
 768   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 769   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 770   // This will prevent edge to be split on same vertex.
 771   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 772   {
 773     Standard_Real aFirst, aLast;
 774     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 775
 776     PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 777     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 778     gp_Pnt aPoint(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z());
 779
 780     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 781     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 782     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 783   }
 784   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 785
 786   PointToRefsMap::const_iterator aPIt = thePointsInfo.begin();
 787   for (; aPIt != thePointsInfo.end(); ++aPIt) {
 788     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = aPIt->first;
 789     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 790     aBOP.AddArgument(aV);
 791   }
 792
 793   aBOP.Perform();
 794   if (aBOP.ErrorStatus())
 795     return;
 796
 797   // Collect splits
 798   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 799   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 800   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 801     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 802     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 803     theShapes.insert(anEdge);
 804   }
 805 }
 806
 807 //==================================================================================================
 808 void GeomAlgoAPI_ShapeTools::splitShape_p(const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theBaseShape,
 809                                           const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 810                                           std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 811 {
 812   // General Fuse to split edge by vertices
 813   BOPAlgo_Builder aBOP;
 814   TopoDS_Edge aBaseEdge = theBaseShape->impl<TopoDS_Edge>();
 815   // Rebuild closed edge to place vertex to one of split points.
 816   // This will prevent edge to be split on seam vertex.
 817   if (BRep_Tool::IsClosed(aBaseEdge))
 818   {
 819     Standard_Real aFirst, aLast;
 820     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(aBaseEdge, aFirst, aLast);
 821
 822     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPIt = thePoints.begin();
 823     gp_Pnt aPoint((*aPIt)->x(), (*aPIt)->y(), (*aPIt)->z());
 824
 825     TopAbs_Orientation anOrientation = aBaseEdge.Orientation();
 826     aBaseEdge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(aCurve, aPoint, aPoint).Edge();
 827     aBaseEdge.Orientation(anOrientation);
 828   }
 829   aBOP.AddArgument(aBaseEdge);
 830
 831   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPtIt = thePoints.begin();
 832   for (; aPtIt != thePoints.end(); ++aPtIt) {
 833     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aPnt = *aPtIt;
 834     TopoDS_Vertex aV = BRepBuilderAPI_MakeVertex(gp_Pnt(aPnt->x(), aPnt->y(), aPnt->z()));
 835     aBOP.AddArgument(aV);
 836   }
 837
 838   aBOP.Perform();
 839   if (aBOP.ErrorStatus())
 840     return;
 841
 842   // Collect splits
 843   const TopTools_ListOfShape& aSplits = aBOP.Modified(aBaseEdge);
 844   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(aSplits);
 845   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 846     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> anEdge(new GeomAPI_Shape);
 847     anEdge->setImpl(new TopoDS_Shape(anIt.Value()));
 848     theShapes.insert(anEdge);
 849   }
 850 }
 851
 852 //==================================================================================================
 853 std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> GeomAlgoAPI_ShapeTools::findShape(
 854                                   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >& thePoints,
 855                                   const std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theShapes)
 856 {
 857   std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResultShape;
 858
 859   if (thePoints.size() == 2) {
 860     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> >::const_iterator aPntIt = thePoints.begin();
 861     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aFirstPoint = *aPntIt;
 862     aPntIt++;
 863     std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> aLastPoint = *aPntIt;
 864
 865     std::set<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = theShapes.begin(),
 866                                                               aLast = theShapes.end();
 867     for (; anIt != aLast; anIt++) {
 868       GeomShapePtr aShape = *anIt;
 869       std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge(new GeomAPI_Edge(aShape));
 870       if (anEdge.get()) {
 871         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeFirstPoint = anEdge->firstPoint();
 872         std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt> anEdgeLastPoint = anEdge->lastPoint();
 873         if (anEdgeFirstPoint->isEqual(aFirstPoint) &&
 874             anEdgeLastPoint->isEqual(aLastPoint))
 875             aResultShape = aShape;
 876       }
 877     }
 878   }
 879
 880   return aResultShape;
 881 }