src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_SketchBuilder.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-20xx CEA/DEN, EDF R&D
   2
   3 // File:        GeomAlgoAPI_SketchBuilder.cpp
   4 // Created:     02 Jun 2014
   5 // Author:      Artem ZHIDKOV
   6
   7 #include <GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h>
   8 #include <GeomAPI_PlanarEdges.h>
   9
  10 #include <set>
  11
  12 #include <gp_Dir.hxx>
  13 #include <gp_Pln.hxx>
  14
  15 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  16 #include <BOPAlgo_Operation.hxx>
  17 #include <BOPAlgo_PaveFiller.hxx>
  18 #include <BOPTools.hxx>
  19 #include <BRep_Builder.hxx>
  20 #include <BRep_Curve3D.hxx>
  21 #include <BRep_Tool.hxx>
  22 #include <BRepAlgoAPI_Cut.hxx>
  23 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  24 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  25 #include <Geom_Curve.hxx>
  26 #include <Geom_Plane.hxx>
  27 #include <TopExp.hxx>
  28 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  29 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  30 #include <TopoDS_Face.hxx>
  31 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  32 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  33
  34 #include <Precision.hxx>
  35
  36 #include <assert.h>
  37
  38 #ifndef DBL_MAX
  39 #define DBL_MAX 1.7976931348623158e+308
  40 #endif
  41
  42 const double tolerance = Precision::Confusion();
  43 // This value helps to find direction on the boundaries of curve.
  44 // It is not significant for lines, but is used for circles to avoid
  45 // wrong directions of movement (when two edges are tangent on the certain vertex)
  46 const double shift = acos(1.0 - 3.0 * tolerance);
  47
  48 /// \brief Search first vertex - the vertex with lowest x coordinate, which is used in 2 edges at least
  49 static const TopoDS_Vertex& findStartVertex(const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE,
  50                                            const gp_Dir& theDirX, const gp_Dir& theDirY);
  51
  52 /// \brief Search the vertex on the sketch candidate to be the next one in the loop
  53 static void findNextVertex(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
  54                            const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theVertexEdgeMap,
  55                            const gp_Dir& theStartDir, const gp_Dir& theNormal,
  56                            TopoDS_Vertex& theNextVertex, TopoDS_Edge& theNextEdge,
  57                            gp_Dir& theNextDir);
  58
  59 /// \brief Create planar face using the edges surrounding it
  60 static void createFace(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
  61                        const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
  62                        const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
  63                        const gp_Pln& thePlane, TopoDS_Face& theResFace);
  64
  65 /// \bief Create planar wire
  66 static void createWireList(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
  67                            const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
  68                            const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
  69                            const std::set<TopoDS_Edge*>& theEdgesInLoops,
  70                            std::list<TopoDS_Wire>& theResWires);
  71
  72 /// \brief Calculate outer tengency on the edge in specified vertex
  73 static gp_Dir getOuterEdgeDirection(const TopoDS_Edge& theEdge, const TopoDS_Vertex& theVertex);
  74
  75 /// \brief Unnecessary edges will be removed from the map.
  76 ///        Positions of iterator will be updated
  77 static void removeWasteEdges(std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theStartVertex,
  78                              std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
  79                              const std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theEndOfVertexes,
  80                              const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
  81                              BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE);
  82
  83
  84 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::createFaces(
  85     const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>& theOrigin, const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
  86     const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirY, const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theNorm,
  87     const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theFeatures,
  88     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultFaces,
  89     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultWires)
  90 {
  91   if (theFeatures.empty())
  92     return;
  93
  94   // Create the list of edges with shared vertexes
  95   BOPAlgo_Builder aBuilder;
  96   BOPAlgo_PaveFiller aPF;
  97   TopoDS_Shape aFeaturesCompound;
  98
  99   // Obtain only edges from the features list
 100   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > anEdges;
 101   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator aFeatIt = theFeatures.begin();
 102   for (; aFeatIt != theFeatures.end(); aFeatIt++) {
 103     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(*aFeatIt);
 104     const TopoDS_Edge& anEdge = aShape->impl<TopoDS_Edge>();
 105     if (anEdge.ShapeType() == TopAbs_EDGE)
 106       anEdges.push_back(aShape);
 107   }
 108
 109   if (anEdges.size() == 1) {  // If there is only one feature, BOPAlgo_Builder will decline to work. Need to process it anyway
 110     aFeaturesCompound = anEdges.front()->impl<TopoDS_Shape>();
 111   } else {
 112     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = anEdges.begin();
 113     for (; anIt != anEdges.end(); anIt++) {
 114       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aPreview(*anIt);
 115       aBuilder.AddArgument(aPreview->impl<TopoDS_Edge>());
 116     }
 117     aPF.SetArguments(aBuilder.Arguments());
 118     aPF.Perform();
 119     int aErr = aPF.ErrorStatus();
 120     if (aErr)
 121       return;
 122     aBuilder.PerformWithFiller(aPF);
 123     aErr = aBuilder.ErrorStatus();
 124     if (aErr)
 125       return;
 126     aFeaturesCompound = aBuilder.Shape();
 127   }
 128
 129   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapVE;  // map between vertexes and edges
 130   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aFeaturesCompound, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, aMapVE);
 131   if (aMapVE.IsEmpty())  // in case of not-initialized circle
 132     return;
 133
 134   gp_Dir aDirX = theDirX->impl<gp_Dir>();
 135   gp_Dir aDirY = theDirY->impl<gp_Dir>();
 136   gp_Dir aNorm = theNorm->impl<gp_Dir>();
 137
 138   gp_Pln aPlane(theOrigin->impl<gp_Pnt>(), aNorm);
 139
 140   // Set of edges used in loops
 141   std::set<TopoDS_Edge*> anEdgesInLoops;
 142   // Lists for processed vertexes and edges
 143   std::list<TopoDS_Vertex> aProcVertexes;
 144   std::list<TopoDS_Edge> aProcEdges;
 145
 146   // Search the start vertex
 147   TopoDS_Vertex aStartVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 148   aProcVertexes.push_back(aStartVertex);
 149
 150   TopoDS_Vertex aCurVertex = aStartVertex;
 151   gp_Dir aCurDir = aDirY.Reversed();
 152   gp_Dir aCurNorm = aNorm.Reversed();
 153
 154   // Go through the edges and find loops
 155   TopoDS_Vertex aNextVertex;
 156   TopoDS_Edge aBindingEdge;
 157   gp_Dir aNextDir;
 158   while (aMapVE.Extent() > 0) {
 159     if (aCurVertex.IsNull())
 160       return;
 161     if (!aProcEdges.empty())
 162       aBindingEdge = aProcEdges.back();
 163     findNextVertex(aCurVertex, aMapVE, aCurDir, aCurNorm, aNextVertex, aBindingEdge, aNextDir);
 164     aCurNorm = aNorm;
 165
 166     // Try to find next vertex in the list of already processed
 167     bool isLoopFound = false;
 168     std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aVertIter = aProcVertexes.begin();
 169     std::list<TopoDS_Edge>::iterator anEdgeIter = aProcEdges.begin();
 170     for (; aVertIter != aProcVertexes.end(); aVertIter++) {
 171       if (aVertIter->IsSame(aNextVertex)) {
 172         isLoopFound = true;
 173         break;
 174       }
 175       if (anEdgeIter != aProcEdges.end())
 176         anEdgeIter++;
 177     }
 178
 179     bool isCircleFound = (isLoopFound && anEdgeIter == aProcEdges.end());
 180     aProcVertexes.push_back(aNextVertex);
 181     aProcEdges.push_back(aBindingEdge);
 182
 183     if (isLoopFound) {
 184       // If the binding edge is a full circle, then it may be added recently. Need to update edge iterator
 185       if (isCircleFound) {
 186         anEdgeIter = aProcEdges.end();
 187         anEdgeIter--;
 188       }
 189       else if (aVertIter != aProcVertexes.begin()) {
 190         // Check the orientation of the loop
 191         gp_Dir aCN = getOuterEdgeDirection(*anEdgeIter, *aVertIter);
 192         gp_Dir aCP = getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), *aVertIter);
 193         aCN.Reverse();
 194         aCP.Reverse();
 195         if (aCN.DotCross(aCP, aNorm) < -tolerance) {
 196           // The found loop has wrong orientation and may contain sub-loops.
 197           // Need to check it once again with another initial direction.
 198           aCurVertex = *aVertIter;
 199           do {
 200             aProcVertexes.pop_back();
 201             aProcEdges.pop_back();
 202           } while (aCurVertex != aProcVertexes.back());
 203           aCurDir = aCN.Reversed();
 204           aCurNorm = aNorm.Reversed();
 205           continue;
 206         }
 207       }
 208
 209       if (!isCircleFound && anEdgeIter != aProcEdges.end() &&
 210           anEdgeIter->IsSame(aProcEdges.back())) { // The loop on the same edge taken twice
 211         aProcVertexes.pop_back();
 212         aProcEdges.pop_back();
 213         aCurVertex = aProcVertexes.back();
 214         aCurDir = getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), aCurVertex);
 215         aCurNorm = aNorm.Reversed();
 216         continue;
 217       }
 218
 219       // When the orientation is correct or the edges looped through
 220       // the first element, create new face and remove unnecessary edges.
 221       TopoDS_Face aPatch;
 222       createFace(*aVertIter, anEdgeIter, aProcEdges.end(), aPlane, aPatch);
 223       if (!aPatch.IsNull()) {
 224         std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aFace(new GeomAPI_Shape);
 225         aFace->setImpl(new TopoDS_Face(aPatch));
 226         theResultFaces.push_back(aFace);
 227       }
 228       // push the edges used in the loop to the map
 229       std::list<TopoDS_Edge>::iterator anIter;
 230       for (anIter = anEdgeIter; anIter != aProcEdges.end(); anIter++)
 231         anEdgesInLoops.insert(&(*anIter));
 232       // remove unnecessary edges
 233       std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aCopyVLoop = aVertIter;
 234       std::list<TopoDS_Edge>::iterator aCopyELoop = anEdgeIter;
 235       removeWasteEdges(aVertIter, anEdgeIter, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 236
 237       // revert the list of remaining edges
 238       std::list<TopoDS_Vertex> aRemainVertexes;
 239       for (; aVertIter != aProcVertexes.end(); aVertIter++)
 240         aRemainVertexes.push_front(*aVertIter);
 241       std::list<TopoDS_Edge> aRemainEdges;
 242       for (; anEdgeIter != aProcEdges.end(); anEdgeIter++)
 243         aRemainEdges.push_front(*anEdgeIter);
 244       // remove edges and vertexes used in the loop and add remaining ones
 245       if (aCopyVLoop != aProcVertexes.begin()) {
 246         aVertIter = aCopyVLoop;
 247         aVertIter--;
 248       } else
 249         aVertIter = aProcVertexes.end();
 250       aProcVertexes.erase(aCopyVLoop, aProcVertexes.end());
 251       aProcVertexes.insert(aProcVertexes.end(), aRemainVertexes.begin(), aRemainVertexes.end());
 252       if (aCopyELoop != aProcEdges.begin()) {
 253         anEdgeIter = aCopyELoop;
 254         anEdgeIter--;
 255       } else
 256         anEdgeIter = aProcEdges.end();
 257       aProcEdges.erase(aCopyELoop, aProcEdges.end());
 258       aProcEdges.insert(aProcEdges.end(), aRemainEdges.begin(), aRemainEdges.end());
 259
 260       if (aVertIter == aProcVertexes.end())
 261         aVertIter = aProcVertexes.begin();
 262       else
 263         aVertIter++;
 264       if (anEdgeIter == aProcEdges.end())
 265         anEdgeIter = aProcEdges.begin();
 266       else
 267         anEdgeIter++;
 268       aCopyVLoop = aVertIter;
 269       aCopyELoop = anEdgeIter;
 270
 271       if (aVertIter != aProcVertexes.end() &&
 272           aMapVE.Contains(*aVertIter) && aMapVE.FindFromKey(*aVertIter).Extent() <= 1)
 273         removeWasteEdges(aVertIter, anEdgeIter, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 274       if (aCopyVLoop != aVertIter)
 275         aProcVertexes.erase(aCopyVLoop, aVertIter);
 276       if (aCopyELoop != anEdgeIter)
 277         aProcEdges.erase(aCopyELoop, anEdgeIter);
 278
 279       // Check whether the next vertex already exists
 280       if (aVertIter != aProcVertexes.end())
 281         aVertIter++;
 282       if (aVertIter != aProcVertexes.end() && anEdgeIter != aProcEdges.end()) {
 283         aNextVertex = *aVertIter;
 284         aNextDir = getOuterEdgeDirection(*anEdgeIter, aNextVertex);
 285         aProcVertexes.erase(++aVertIter, aProcVertexes.end());
 286         aProcEdges.erase(++anEdgeIter, aProcEdges.end());
 287       } else {
 288         // Recalculate current vertex and current direction
 289         aProcEdges.clear();
 290         aProcVertexes.clear();
 291         if (aMapVE.Extent() > 0) {
 292           aNextVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 293           aProcVertexes.push_back(aNextVertex);
 294         }
 295         aNextDir = aDirY.Reversed();
 296         aCurNorm = aNorm.Reversed();
 297       }
 298     }
 299
 300     // if next vertex connected only to alone edge, this is a part of wire (not a closed loop),
 301     // we need to go back through the list of already checked edges to find a branching vertex
 302     if (!aMapVE.IsEmpty() && aMapVE.Contains(aNextVertex)
 303         && aMapVE.FindFromKey(aNextVertex).Size() == 1) {
 304       std::list<TopoDS_Vertex>::reverse_iterator aVRIter = aProcVertexes.rbegin();
 305       std::list<TopoDS_Edge>::reverse_iterator aERIter = aProcEdges.rbegin();
 306       if (aVRIter != aProcVertexes.rend())
 307         aVRIter++;
 308       if (aERIter != aProcEdges.rend())
 309         aERIter++;
 310
 311       for (; aERIter != aProcEdges.rend(); aERIter++, aVRIter++)
 312         if (aMapVE.FindFromKey(*aVRIter).Size() > 2)
 313           break;
 314       if (aERIter != aProcEdges.rend()
 315           || (aVRIter != aProcVertexes.rend() && aMapVE.FindFromKey(*aVRIter).Size() == 1)) {  // the branching vertex was found or current list of edges is a wire without branches
 316         std::list<TopoDS_Edge>::iterator aEIter;
 317         TopoDS_Edge aCurEdge;
 318         if (aERIter != aProcEdges.rend()) {
 319           aEIter = aERIter.base();
 320           aCurEdge = *aERIter;
 321         } else
 322           aEIter = aProcEdges.begin();
 323         std::list<TopoDS_Wire> aTail;
 324         createWireList(*aVRIter, aEIter, aProcEdges.end(), anEdgesInLoops, aTail);
 325         std::list<TopoDS_Wire>::const_iterator aTailIter = aTail.begin();
 326         for (; aTailIter != aTail.end(); aTailIter++)
 327           if (!aTailIter->IsNull()) {
 328             std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aWire(new GeomAPI_Shape);
 329             aWire->setImpl(new TopoDS_Shape(*aTailIter));
 330             theResultWires.push_back(aWire);
 331           }
 332         std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aVIter = aVRIter.base();
 333         std::list<TopoDS_Edge>::iterator aEItCopy = aEIter;
 334         removeWasteEdges(--aVIter, aEItCopy, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 335
 336         aProcEdges.erase(aEIter, aProcEdges.end());
 337         aVIter = aVRIter.base();
 338         aProcVertexes.erase(aVIter, aProcVertexes.end());
 339
 340         if (!aProcVertexes.empty()) {
 341           aNextVertex = aProcVertexes.back();
 342           if (!aCurEdge.IsNull())
 343             aNextDir = getOuterEdgeDirection(aCurEdge, aNextVertex);
 344         }
 345       } else {  // there is no branching vertex in the list of proceeded,
 346                 // so we should revert the list and go the opposite way
 347         aProcVertexes.reverse();
 348         aProcEdges.reverse();
 349         aNextVertex = aProcVertexes.back();
 350         aNextDir =
 351             aProcEdges.empty() ? aDirY : getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), aNextVertex);
 352       }
 353     }
 354
 355     // When all edges of current component of connectivity are processed,
 356     // we should repeat procedure for finding initial vertex in the remaining
 357     if (!aMapVE.IsEmpty() && !aMapVE.Contains(aNextVertex)) {
 358       aProcVertexes.clear();
 359       aProcEdges.clear();
 360
 361       aStartVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 362       aProcVertexes.push_back(aStartVertex);
 363       aNextVertex = aStartVertex;
 364       aNextDir = aDirY.Reversed();
 365       aCurNorm = aNorm.Reversed();
 366     }
 367
 368     aCurVertex = aNextVertex;
 369     aCurDir = aNextDir;
 370   }
 371
 372   if (theResultFaces.size() > 1)
 373     fixIntersections(theResultFaces);
 374 }
 375
 376 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::createFaces(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>& theOrigin,
 377                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
 378                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirY,
 379                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theNorm,
 380                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theWire,
 381                                             std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultFaces)
 382 {
 383   std::shared_ptr<GeomAPI_PlanarEdges> aWire = std::dynamic_pointer_cast<GeomAPI_PlanarEdges>(theWire);
 384   if(!aWire)
 385     return;
 386   // Filter wires, return only faces.
 387   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > aFilteredWires;
 388   createFaces(theOrigin, theDirX, theDirY, theNorm,
 389               aWire->getEdges(), theResultFaces, aFilteredWires);
 390 }
 391
 392
 393 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::fixIntersections(
 394     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theFaces)
 395 {
 396   BRepClass_FaceClassifier aClassifier;
 397
 398   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::iterator anIter1 = theFaces.begin();
 399   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::iterator anIter2;
 400   for (; anIter1 != theFaces.end(); anIter1++) {
 401     anIter2 = anIter1;
 402     for (++anIter2; anIter2 != theFaces.end(); anIter2++) {
 403       const TopoDS_Face& aF1 = (*anIter1)->impl<TopoDS_Face>();
 404       assert(aF1.ShapeType() == TopAbs_FACE);  // all items in result list should be faces
 405       TopExp_Explorer aVert2((*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_VERTEX);
 406       for (; aVert2.More(); aVert2.Next()) {
 407         const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&)aVert2.Current();
 408         aClassifier.Perform(aF1, BRep_Tool::Pnt(aV), tolerance);
 409         TopAbs_State aState = aClassifier.State();
 410         if (aState != TopAbs_IN && aState != TopAbs_ON)
 411           break;
 412       }
 413       if (aVert2.More()) {  // second shape is not inside first, change the shapes order and repeat comparision
 414         const TopoDS_Face& aF2 = (*anIter2)->impl<TopoDS_Face>();
 415         assert(aF2.ShapeType() == TopAbs_FACE);  // all items in result list should be faces
 416         TopExp_Explorer aVert1((*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_VERTEX);
 417         for (; aVert1.More(); aVert1.Next()) {
 418           const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&)aVert2.Current();
 419           aClassifier.Perform(aF2, BRep_Tool::Pnt(aV), tolerance);
 420           TopAbs_State aState = aClassifier.State();
 421           if (aState != TopAbs_IN && aState != TopAbs_ON)
 422             break;
 423         }
 424         if (!aVert1.More()) {  // first shape should be cut from the second
 425           BRepAlgoAPI_Cut aCut((*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>(), (*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>());
 426           aCut.Build();
 427           TopExp_Explorer anExp(aCut.Shape(), TopAbs_FACE);
 428           bool isFirstFace = true;
 429           for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
 430             if (anExp.Current().ShapeType() != TopAbs_FACE) continue;
 431             if (isFirstFace) {
 432               (*anIter2)->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 433               isFirstFace = false;
 434             } else {
 435               std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape);
 436               aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 437               theFaces.push_back(aShape);
 438             }
 439           }
 440         }
 441       } else {  // second shape should be cut from the first
 442         BRepAlgoAPI_Cut aCut((*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>(), (*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>());
 443         aCut.Build();
 444         TopExp_Explorer anExp(aCut.Shape(), TopAbs_FACE);
 445         bool isFirstFace = true;
 446         for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
 447           if (anExp.Current().ShapeType() != TopAbs_FACE) continue;
 448           if (isFirstFace) {
 449             (*anIter1)->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 450             isFirstFace = false;
 451           } else {
 452             std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape);
 453             aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 454             theFaces.push_back(aShape);
 455           }
 456         }
 457       }
 458     }
 459   }
 460 }
 461
 462 // =================== Auxiliary functions ====================================
 463 const TopoDS_Vertex& findStartVertex(const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE,
 464                                     const gp_Dir& theDirX, const gp_Dir& theDirY)
 465 {
 466   int aStartVertexInd = 1;
 467   double aMaxX = -DBL_MAX;
 468   double aMaxY = -DBL_MAX;
 469   int aNbVert = theMapVE.Extent();
 470   for (int i = 1; i <= aNbVert; i++) {
 471     const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&) theMapVE.FindKey(i);
 472     const gp_Pnt& aVertPnt = BRep_Tool::Pnt(aV);
 473
 474     double aX = aVertPnt.XYZ().Dot(theDirX.XYZ());
 475     double aY = aVertPnt.XYZ().Dot(theDirY.XYZ());
 476     if ((aX > aMaxX || (fabs(aX - aMaxX) < tolerance && aY > aMaxY))
 477         && theMapVE.FindFromIndex(i).Extent() > 1) {
 478       aMaxX = aX;
 479       aMaxY = aY;
 480       aStartVertexInd = i;
 481     }
 482   }
 483   return static_cast<const TopoDS_Vertex&>(theMapVE.FindKey(aStartVertexInd));
 484 }
 485
 486 void findNextVertex(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 487                     const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theVertexEdgeMap,
 488                     const gp_Dir& theStartDir, const gp_Dir& theNormal, TopoDS_Vertex& theNextVertex,
 489                     TopoDS_Edge& theNextEdge, gp_Dir& theNextDir)
 490 {
 491   theNextVertex = TopoDS_Vertex();
 492   const BOPCol_ListOfShape& anEdgesList = theVertexEdgeMap.FindFromKey(theStartVertex);
 493   int anEdgesNum = anEdgesList.Extent();
 494   BOPCol_ListOfShape::Iterator aEdIter(anEdgesList);
 495   double aBestEdgeProj = DBL_MAX;
 496   for (; aEdIter.More(); aEdIter.Next()) {
 497     const TopoDS_Edge& anEdge = static_cast<const TopoDS_Edge&>(aEdIter.Value());
 498     gp_Dir aTang = getOuterEdgeDirection(anEdge, theStartVertex);
 499     aTang.Reverse();
 500
 501     // The projection is normalized in segment (-1, 1),
 502     // where (-1, 0] corresponds to the angles (pi/2, 0] between theStartDir and aTang
 503     // and [0, 1) corresponds to the angles [0, -pi/2)
 504     double aProj = (aTang.Dot(theStartDir) - 1.0) * 0.5;
 505     if (anEdgesNum > 1 && fabs(fabs(aProj) - 1) < tolerance)
 506       continue;
 507     if (theStartDir.DotCross(aTang, theNormal) < tolerance)
 508       aProj *= -1.0;
 509
 510     if (aProj < aBestEdgeProj) {
 511       aBestEdgeProj = aProj;
 512       theNextEdge = anEdge;
 513       TopExp_Explorer aVertExp(theNextEdge, TopAbs_VERTEX);
 514       for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next())
 515         if (!aVertExp.Current().IsSame(theStartVertex)) {
 516           theNextVertex = static_cast<const TopoDS_Vertex&>(aVertExp.Current());
 517           theNextDir = getOuterEdgeDirection(anEdge, theNextVertex);
 518           break;
 519         }
 520       if (!aVertExp.More()) {  // This edge is a full circle
 521         TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 522         TopExp::Vertices(theNextEdge, aV1, aV2);
 523         if (aV1.Orientation() == theStartVertex.Orientation())
 524           theNextVertex = aV2;
 525         else
 526           theNextVertex = aV1;
 527         theNextDir = getOuterEdgeDirection(anEdge, theNextVertex);
 528       }
 529     }
 530   }
 531
 532   // Probably there are two tangent edges. We will take the edge differs from current one
 533   if (theNextVertex.IsNull() && anEdgesNum == 2) {
 534     BOPCol_ListOfShape::Iterator aEdIter(anEdgesList);
 535     if (aEdIter.Value() == theNextEdge)
 536       aEdIter.Next();
 537     theNextEdge = static_cast<const TopoDS_Edge&>(aEdIter.Value());
 538     TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 539     TopExp::Vertices(theNextEdge, aV1, aV2);
 540     theNextVertex = theStartVertex.IsSame(aV1) ? aV2 : aV1;
 541     theNextDir = getOuterEdgeDirection(theNextEdge, theNextVertex);
 542   }
 543 }
 544
 545 static void addEdgeToWire(const TopoDS_Edge& theEdge, const BRep_Builder& theBuilder,
 546                           TopoDS_Shape& theSpliceVertex, TopoDS_Wire& theWire)
 547 {
 548   TopoDS_Edge anEdge = theEdge;
 549   bool isCurVertChanged = false;
 550   TopoDS_Shape aCurVertChanged;
 551
 552   TopExp_Explorer aVertExp(theEdge, TopAbs_VERTEX);
 553   for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next()) {
 554     const TopoDS_Shape& aVertex = aVertExp.Current();
 555     if (aVertex.IsSame(theSpliceVertex)
 556         && aVertex.Orientation() != theEdge.Orientation()) {  // Current vertex is the last for the edge, so its orientation is wrong, need to revert the edge
 557       anEdge.Reverse();
 558       break;
 559     }
 560     if (!aVertex.IsSame(theSpliceVertex)) {
 561       aCurVertChanged = aVertex;
 562       isCurVertChanged = true;
 563     }
 564   }
 565   theSpliceVertex = isCurVertChanged ? aCurVertChanged : aVertExp.Current();
 566
 567   theBuilder.Add(theWire, anEdge);
 568 }
 569
 570 void createFace(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 571                 const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 572                 const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 573                 const gp_Pln& thePlane,
 574                 TopoDS_Face& theResFace)
 575 {
 576   TopoDS_Wire aResWire;
 577   BRep_Builder aBuilder;
 578   aBuilder.MakeWire(aResWire);
 579
 580   TopoDS_Vertex aCurVertex = theStartVertex;
 581   std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator anEdgeIter = theStartEdge;
 582   for (; anEdgeIter != theEndOfEdges; anEdgeIter++) {
 583     if (!anEdgeIter->IsNull())
 584       addEdgeToWire(*anEdgeIter, aBuilder, aCurVertex, aResWire);
 585   }
 586
 587   BRepBuilderAPI_MakeFace aFaceBuilder(thePlane, aResWire);
 588   if (aFaceBuilder.Error() == BRepBuilderAPI_FaceDone)
 589     theResFace = aFaceBuilder.Face();
 590 }
 591
 592 void createWireList(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 593                     const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 594                     const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 595                     const std::set<TopoDS_Edge*>& theEdgesInLoops,
 596                     std::list<TopoDS_Wire>& theResWires)
 597 {
 598   BRep_Builder aBuilder;
 599   bool needNewWire = true;
 600   TopoDS_Vertex aCurVertex = theStartVertex;
 601
 602   std::list<TopoDS_Edge>::iterator anIter = theStartEdge;
 603   while (anIter != theEndOfEdges) {
 604     while (anIter != theEndOfEdges && needNewWire && theEdgesInLoops.count(&(*anIter)) != 0) {
 605       TopExp_Explorer aVertExp(*anIter, TopAbs_VERTEX);
 606       for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next())
 607         if (!aVertExp.Current().IsSame(aCurVertex)) {
 608           aCurVertex = static_cast<const TopoDS_Vertex&>(aVertExp.Current());
 609           break;
 610         }
 611       anIter++;
 612     }
 613     if (anIter == theEndOfEdges)
 614       break;
 615
 616     if (needNewWire) {  // The new wire should be created
 617       TopoDS_Wire aWire;
 618       aBuilder.MakeWire(aWire);
 619       theResWires.push_back(aWire);
 620       needNewWire = false;
 621     } else if (theEdgesInLoops.count(&(*anIter)) != 0) {  // There was found the edge already used in loop.
 622                                                           // Current wire should be released and new one should started
 623       needNewWire = true;
 624       continue;
 625     }
 626
 627     addEdgeToWire(*anIter, aBuilder, aCurVertex, theResWires.back());
 628     anIter++;
 629   }
 630 }
 631
 632 gp_Dir getOuterEdgeDirection(const TopoDS_Edge& theEdge, const TopoDS_Vertex& theVertex)
 633 {
 634   gp_Pnt aVertexPnt = BRep_Tool::Pnt(theVertex);
 635
 636   // Convert the edge to the curve to calculate the tangency.
 637   // There should be only one curve in the edge.
 638   double aFirst, aLast;
 639   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(theEdge, aFirst, aLast);
 640
 641   gp_Pnt aPnt;
 642   gp_Vec aTang;
 643   // A direction is determined not in the boundary points but in the points with small shift.
 644   // It was done to avoid tangency between circle and other edge in the shared vertex.
 645   aCurve->D1(aFirst + shift > aLast ? aFirst : aFirst + shift, aPnt, aTang);
 646   aCurve->D0(aFirst, aPnt);
 647   if (aVertexPnt.IsEqual(aPnt, tolerance))
 648     return gp_Dir(aTang.Reversed());
 649
 650   aCurve->D1(aLast - shift < aFirst ? aLast : aLast - shift, aPnt, aTang);
 651   return gp_Dir(aTang);
 652 }
 653
 654 void removeWasteEdges(std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theStartVertex,
 655                       std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 656                       const std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theEndOfVertexes,
 657                       const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 658                       BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE)
 659 {
 660   bool isVertStep = true;
 661   while (theStartVertex != theEndOfVertexes && theStartEdge != theEndOfEdges) {
 662     BOPCol_ListOfShape& aBunch = theMapVE.ChangeFromKey(*theStartVertex);
 663     BOPCol_ListOfShape::Iterator anApprEdge(aBunch);
 664     for (; anApprEdge.More(); anApprEdge.Next())
 665       if (anApprEdge.Value().IsSame(*theStartEdge))
 666         break;
 667     if (anApprEdge.More())
 668       aBunch.Remove(anApprEdge);
 669
 670     if (isVertStep)
 671       theStartVertex++;
 672     else {
 673       theStartEdge++;
 674       // check current vertex to be a branching point
 675       // if so, it will be a new starting point to find a loop
 676       if (aBunch.Size() > 1)
 677         break;
 678     }
 679     isVertStep = !isVertStep;
 680   }
 681
 682   // The map of vertex-edges may be changed
 683   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapVECopy;
 684   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator aMapIter(theMapVE);
 685   for (int ind = 1; aMapIter.More(); aMapIter.Next(), ind++)
 686     if (!aMapIter.Value().IsEmpty())
 687       aMapVECopy.Add(theMapVE.FindKey(ind), aMapIter.Value());
 688   theMapVE.Clear();
 689   theMapVE.Exchange(aMapVECopy);
 690 }
 691