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,
  86     const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
  87     const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theNorm,
  88     const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theFeatures,
  89     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultFaces,
  90     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultWires)
  91 {
  92   if (theFeatures.empty())
  93     return;
  94
  95   // Create the list of edges with shared vertexes
  96   BOPAlgo_Builder aBuilder;
  97   BOPAlgo_PaveFiller aPF;
  98   TopoDS_Shape aFeaturesCompound;
  99
 100   // Obtain only edges from the features list
 101   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > anEdges;
 102   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator aFeatIt = theFeatures.begin();
 103   for (; aFeatIt != theFeatures.end(); aFeatIt++) {
 104     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(*aFeatIt);
 105     const TopoDS_Edge& anEdge = aShape->impl<TopoDS_Edge>();
 106     if (anEdge.ShapeType() == TopAbs_EDGE)
 107       anEdges.push_back(aShape);
 108   }
 109
 110   if (anEdges.size() == 1) {  // If there is only one feature, BOPAlgo_Builder will decline to work. Need to process it anyway
 111     aFeaturesCompound = anEdges.front()->impl<TopoDS_Shape>();
 112   } else {
 113     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator anIt = anEdges.begin();
 114     for (; anIt != anEdges.end(); anIt++) {
 115       std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aPreview(*anIt);
 116       aBuilder.AddArgument(aPreview->impl<TopoDS_Edge>());
 117     }
 118     aPF.SetArguments(aBuilder.Arguments());
 119     aPF.Perform();
 120     int aErr = aPF.ErrorStatus();
 121     if (aErr)
 122       return;
 123     aBuilder.PerformWithFiller(aPF);
 124     aErr = aBuilder.ErrorStatus();
 125     if (aErr)
 126       return;
 127     aFeaturesCompound = aBuilder.Shape();
 128   }
 129
 130   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapVE;  // map between vertexes and edges
 131   BOPTools::MapShapesAndAncestors(aFeaturesCompound, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, aMapVE);
 132   if (aMapVE.IsEmpty())  // in case of not-initialized circle
 133     return;
 134
 135   gp_Dir aDirX = theDirX->impl<gp_Dir>();
 136   gp_Dir aNorm = theNorm->impl<gp_Dir>();
 137   gp_Dir aDirY = aNorm.Crossed(aDirX);
 138
 139   gp_Pln aPlane(theOrigin->impl<gp_Pnt>(), aNorm);
 140
 141   // Set of edges used in loops
 142   std::set<TopoDS_Edge*> anEdgesInLoops;
 143   // Lists for processed vertexes and edges
 144   std::list<TopoDS_Vertex> aProcVertexes;
 145   std::list<TopoDS_Edge> aProcEdges;
 146
 147   // Search the start vertex
 148   TopoDS_Vertex aStartVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 149   aProcVertexes.push_back(aStartVertex);
 150
 151   TopoDS_Vertex aCurVertex = aStartVertex;
 152   gp_Dir aCurDir = aDirY.Reversed();
 153   gp_Dir aCurNorm = aNorm.Reversed();
 154
 155   // Go through the edges and find loops
 156   TopoDS_Vertex aNextVertex;
 157   TopoDS_Edge aBindingEdge;
 158   gp_Dir aNextDir;
 159   while (aMapVE.Extent() > 0) {
 160     if (aCurVertex.IsNull())
 161       return;
 162     if (!aProcEdges.empty())
 163       aBindingEdge = aProcEdges.back();
 164     findNextVertex(aCurVertex, aMapVE, aCurDir, aCurNorm, aNextVertex, aBindingEdge, aNextDir);
 165     aCurNorm = aNorm;
 166
 167     // Try to find next vertex in the list of already processed
 168     bool isLoopFound = false;
 169     std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aVertIter = aProcVertexes.begin();
 170     std::list<TopoDS_Edge>::iterator anEdgeIter = aProcEdges.begin();
 171     for (; aVertIter != aProcVertexes.end(); aVertIter++) {
 172       if (aVertIter->IsSame(aNextVertex)) {
 173         isLoopFound = true;
 174         break;
 175       }
 176       if (anEdgeIter != aProcEdges.end())
 177         anEdgeIter++;
 178     }
 179
 180     bool isCircleFound = (isLoopFound && anEdgeIter == aProcEdges.end());
 181     aProcVertexes.push_back(aNextVertex);
 182     aProcEdges.push_back(aBindingEdge);
 183
 184     if (isLoopFound) {
 185       // If the binding edge is a full circle, then it may be added recently. Need to update edge iterator
 186       if (isCircleFound) {
 187         anEdgeIter = aProcEdges.end();
 188         anEdgeIter--;
 189       }
 190       else if (aVertIter != aProcVertexes.begin()) {
 191         // Check the orientation of the loop
 192         gp_Dir aCN = getOuterEdgeDirection(*anEdgeIter, *aVertIter);
 193         gp_Dir aCP = getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), *aVertIter);
 194         aCN.Reverse();
 195         aCP.Reverse();
 196         if (aCN.DotCross(aCP, aNorm) < -tolerance) {
 197           // The found loop has wrong orientation and may contain sub-loops.
 198           // Need to check it once again with another initial direction.
 199           aCurVertex = *aVertIter;
 200           do {
 201             aProcVertexes.pop_back();
 202             aProcEdges.pop_back();
 203           } while (aCurVertex != aProcVertexes.back());
 204           aCurDir = aCN.Reversed();
 205           aCurNorm = aNorm.Reversed();
 206           continue;
 207         }
 208       }
 209
 210       if (!isCircleFound && anEdgeIter != aProcEdges.end() &&
 211           anEdgeIter->IsSame(aProcEdges.back())) { // The loop on the same edge taken twice
 212         aProcVertexes.pop_back();
 213         aProcEdges.pop_back();
 214         aCurVertex = aProcVertexes.back();
 215         aCurDir = getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), aCurVertex);
 216         aCurNorm = aNorm.Reversed();
 217         continue;
 218       }
 219
 220       // When the orientation is correct or the edges looped through
 221       // the first element, create new face and remove unnecessary edges.
 222       TopoDS_Face aPatch;
 223       createFace(*aVertIter, anEdgeIter, aProcEdges.end(), aPlane, aPatch);
 224       if (!aPatch.IsNull()) {
 225         std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aFace(new GeomAPI_Shape);
 226         aFace->setImpl(new TopoDS_Face(aPatch));
 227         theResultFaces.push_back(aFace);
 228       }
 229       // push the edges used in the loop to the map
 230       std::list<TopoDS_Edge>::iterator anIter;
 231       for (anIter = anEdgeIter; anIter != aProcEdges.end(); anIter++)
 232         anEdgesInLoops.insert(&(*anIter));
 233       // remove unnecessary edges
 234       std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aCopyVLoop = aVertIter;
 235       std::list<TopoDS_Edge>::iterator aCopyELoop = anEdgeIter;
 236       removeWasteEdges(aVertIter, anEdgeIter, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 237
 238       // revert the list of remaining edges
 239       std::list<TopoDS_Vertex> aRemainVertexes;
 240       for (; aVertIter != aProcVertexes.end(); aVertIter++)
 241         aRemainVertexes.push_front(*aVertIter);
 242       std::list<TopoDS_Edge> aRemainEdges;
 243       for (; anEdgeIter != aProcEdges.end(); anEdgeIter++)
 244         aRemainEdges.push_front(*anEdgeIter);
 245       // remove edges and vertexes used in the loop and add remaining ones
 246       if (aCopyVLoop != aProcVertexes.begin()) {
 247         aVertIter = aCopyVLoop;
 248         aVertIter--;
 249       } else
 250         aVertIter = aProcVertexes.end();
 251       aProcVertexes.erase(aCopyVLoop, aProcVertexes.end());
 252       aProcVertexes.insert(aProcVertexes.end(), aRemainVertexes.begin(), aRemainVertexes.end());
 253       if (aCopyELoop != aProcEdges.begin()) {
 254         anEdgeIter = aCopyELoop;
 255         anEdgeIter--;
 256       } else
 257         anEdgeIter = aProcEdges.end();
 258       aProcEdges.erase(aCopyELoop, aProcEdges.end());
 259       aProcEdges.insert(aProcEdges.end(), aRemainEdges.begin(), aRemainEdges.end());
 260
 261       if (aVertIter == aProcVertexes.end())
 262         aVertIter = aProcVertexes.begin();
 263       else
 264         aVertIter++;
 265       if (anEdgeIter == aProcEdges.end())
 266         anEdgeIter = aProcEdges.begin();
 267       else
 268         anEdgeIter++;
 269       aCopyVLoop = aVertIter;
 270       aCopyELoop = anEdgeIter;
 271
 272       if (aVertIter != aProcVertexes.end() &&
 273           aMapVE.Contains(*aVertIter) && aMapVE.FindFromKey(*aVertIter).Extent() <= 1)
 274         removeWasteEdges(aVertIter, anEdgeIter, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 275       if (aCopyVLoop != aVertIter)
 276         aProcVertexes.erase(aCopyVLoop, aVertIter);
 277       if (aCopyELoop != anEdgeIter)
 278         aProcEdges.erase(aCopyELoop, anEdgeIter);
 279
 280       // Check whether the next vertex already exists
 281       if (aVertIter != aProcVertexes.end())
 282         aVertIter++;
 283       if (aVertIter != aProcVertexes.end() && anEdgeIter != aProcEdges.end()) {
 284         aNextVertex = *aVertIter;
 285         aNextDir = getOuterEdgeDirection(*anEdgeIter, aNextVertex);
 286         aProcVertexes.erase(++aVertIter, aProcVertexes.end());
 287         aProcEdges.erase(++anEdgeIter, aProcEdges.end());
 288       } else {
 289         // Recalculate current vertex and current direction
 290         aProcEdges.clear();
 291         aProcVertexes.clear();
 292         if (aMapVE.Extent() > 0) {
 293           aNextVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 294           aProcVertexes.push_back(aNextVertex);
 295         }
 296         aNextDir = aDirY.Reversed();
 297         aCurNorm = aNorm.Reversed();
 298       }
 299     }
 300
 301     // if next vertex connected only to alone edge, this is a part of wire (not a closed loop),
 302     // we need to go back through the list of already checked edges to find a branching vertex
 303     if (!aMapVE.IsEmpty() && aMapVE.Contains(aNextVertex)
 304         && aMapVE.FindFromKey(aNextVertex).Size() == 1) {
 305       std::list<TopoDS_Vertex>::reverse_iterator aVRIter = aProcVertexes.rbegin();
 306       std::list<TopoDS_Edge>::reverse_iterator aERIter = aProcEdges.rbegin();
 307       if (aVRIter != aProcVertexes.rend())
 308         aVRIter++;
 309       if (aERIter != aProcEdges.rend())
 310         aERIter++;
 311
 312       for (; aERIter != aProcEdges.rend(); aERIter++, aVRIter++)
 313         if (aMapVE.FindFromKey(*aVRIter).Size() > 2)
 314           break;
 315       if (aERIter != aProcEdges.rend()
 316           || (aVRIter != aProcVertexes.rend() && aMapVE.FindFromKey(*aVRIter).Size() == 1)) {  // the branching vertex was found or current list of edges is a wire without branches
 317         std::list<TopoDS_Edge>::iterator aEIter;
 318         TopoDS_Edge aCurEdge;
 319         if (aERIter != aProcEdges.rend()) {
 320           aEIter = aERIter.base();
 321           aCurEdge = *aERIter;
 322         } else
 323           aEIter = aProcEdges.begin();
 324         std::list<TopoDS_Wire> aTail;
 325         createWireList(*aVRIter, aEIter, aProcEdges.end(), anEdgesInLoops, aTail);
 326         std::list<TopoDS_Wire>::const_iterator aTailIter = aTail.begin();
 327         for (; aTailIter != aTail.end(); aTailIter++)
 328           if (!aTailIter->IsNull()) {
 329             std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aWire(new GeomAPI_Shape);
 330             aWire->setImpl(new TopoDS_Shape(*aTailIter));
 331             theResultWires.push_back(aWire);
 332           }
 333         std::list<TopoDS_Vertex>::iterator aVIter = aVRIter.base();
 334         std::list<TopoDS_Edge>::iterator aEItCopy = aEIter;
 335         removeWasteEdges(--aVIter, aEItCopy, aProcVertexes.end(), aProcEdges.end(), aMapVE);
 336
 337         aProcEdges.erase(aEIter, aProcEdges.end());
 338         aVIter = aVRIter.base();
 339         aProcVertexes.erase(aVIter, aProcVertexes.end());
 340
 341         if (!aProcVertexes.empty()) {
 342           aNextVertex = aProcVertexes.back();
 343           if (!aCurEdge.IsNull())
 344             aNextDir = getOuterEdgeDirection(aCurEdge, aNextVertex);
 345         }
 346       } else {  // there is no branching vertex in the list of proceeded,
 347                 // so we should revert the list and go the opposite way
 348         aProcVertexes.reverse();
 349         aProcEdges.reverse();
 350         aNextVertex = aProcVertexes.back();
 351         aNextDir =
 352             aProcEdges.empty() ? aDirY : getOuterEdgeDirection(aProcEdges.back(), aNextVertex);
 353       }
 354     }
 355
 356     // When all edges of current component of connectivity are processed,
 357     // we should repeat procedure for finding initial vertex in the remaining
 358     if (!aMapVE.IsEmpty() && !aMapVE.Contains(aNextVertex)) {
 359       aProcVertexes.clear();
 360       aProcEdges.clear();
 361
 362       aStartVertex = findStartVertex(aMapVE, aDirX, aDirY);
 363       aProcVertexes.push_back(aStartVertex);
 364       aNextVertex = aStartVertex;
 365       aNextDir = aDirY.Reversed();
 366       aCurNorm = aNorm.Reversed();
 367     }
 368
 369     aCurVertex = aNextVertex;
 370     aCurDir = aNextDir;
 371   }
 372
 373   if (theResultFaces.size() > 1)
 374     fixIntersections(theResultFaces);
 375 }
 376
 377 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::createFaces(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>& theOrigin,
 378                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
 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::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > aFilteredWires;
 384   std::shared_ptr<GeomAPI_PlanarEdges> aWire =
 385     std::dynamic_pointer_cast<GeomAPI_PlanarEdges>(theWire);
 386   if(aWire) {
 387     // Filter wires, return only faces.
 388     createFaces(theOrigin, theDirX, theNorm,
 389                 aWire->getEdges(), theResultFaces, aFilteredWires);
 390
 391     return;
 392   } else { // it may be only one circle
 393     std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge = std::dynamic_pointer_cast<GeomAPI_Edge>(theWire);
 394     if (anEdge) {
 395       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > aList;
 396       aList.push_back(anEdge);
 397       createFaces(theOrigin, theDirX, theNorm,
 398                   aList, theResultFaces, aFilteredWires);
 399     }
 400   }
 401 }
 402
 403
 404 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::fixIntersections(
 405     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theFaces)
 406 {
 407   BRepClass_FaceClassifier aClassifier;
 408
 409   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::iterator anIter1 = theFaces.begin();
 410   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::iterator anIter2;
 411   for (; anIter1 != theFaces.end(); anIter1++) {
 412     anIter2 = anIter1;
 413     for (++anIter2; anIter2 != theFaces.end(); anIter2++) {
 414       const TopoDS_Face& aF1 = (*anIter1)->impl<TopoDS_Face>();
 415       assert(aF1.ShapeType() == TopAbs_FACE);  // all items in result list should be faces
 416       TopExp_Explorer aVert2((*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_VERTEX);
 417       for (; aVert2.More(); aVert2.Next()) {
 418         const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&)aVert2.Current();
 419         aClassifier.Perform(aF1, BRep_Tool::Pnt(aV), tolerance);
 420         TopAbs_State aState = aClassifier.State();
 421         if (aState != TopAbs_IN && aState != TopAbs_ON)
 422           break;
 423       }
 424       if (aVert2.More()) {  // second shape is not inside first, change the shapes order and repeat comparision
 425         const TopoDS_Face& aF2 = (*anIter2)->impl<TopoDS_Face>();
 426         assert(aF2.ShapeType() == TopAbs_FACE);  // all items in result list should be faces
 427         TopExp_Explorer aVert1((*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>(), TopAbs_VERTEX);
 428         for (; aVert1.More(); aVert1.Next()) {
 429           const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&)aVert2.Current();
 430           aClassifier.Perform(aF2, BRep_Tool::Pnt(aV), tolerance);
 431           TopAbs_State aState = aClassifier.State();
 432           if (aState != TopAbs_IN && aState != TopAbs_ON)
 433             break;
 434         }
 435         if (!aVert1.More()) {  // first shape should be cut from the second
 436           BRepAlgoAPI_Cut aCut((*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>(), (*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>());
 437           aCut.Build();
 438           TopExp_Explorer anExp(aCut.Shape(), TopAbs_FACE);
 439           bool isFirstFace = true;
 440           for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
 441             if (anExp.Current().ShapeType() != TopAbs_FACE) continue;
 442             if (isFirstFace) {
 443               (*anIter2)->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 444               isFirstFace = false;
 445             } else {
 446               std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape);
 447               aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 448               theFaces.push_back(aShape);
 449             }
 450           }
 451         }
 452       } else {  // second shape should be cut from the first
 453         BRepAlgoAPI_Cut aCut((*anIter1)->impl<TopoDS_Shape>(), (*anIter2)->impl<TopoDS_Shape>());
 454         aCut.Build();
 455         TopExp_Explorer anExp(aCut.Shape(), TopAbs_FACE);
 456         bool isFirstFace = true;
 457         for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
 458           if (anExp.Current().ShapeType() != TopAbs_FACE) continue;
 459           if (isFirstFace) {
 460             (*anIter1)->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 461             isFirstFace = false;
 462           } else {
 463             std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(new GeomAPI_Shape);
 464             aShape->setImpl(new TopoDS_Shape(anExp.Current()));
 465             theFaces.push_back(aShape);
 466           }
 467         }
 468       }
 469     }
 470   }
 471 }
 472
 473 // =================== Auxiliary functions ====================================
 474 const TopoDS_Vertex& findStartVertex(const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE,
 475                                     const gp_Dir& theDirX, const gp_Dir& theDirY)
 476 {
 477   int aStartVertexInd = 1;
 478   double aMaxX = -DBL_MAX;
 479   double aMaxY = -DBL_MAX;
 480   int aNbVert = theMapVE.Extent();
 481   for (int i = 1; i <= aNbVert; i++) {
 482     const TopoDS_Vertex& aV = (const TopoDS_Vertex&) theMapVE.FindKey(i);
 483     const gp_Pnt& aVertPnt = BRep_Tool::Pnt(aV);
 484
 485     double aX = aVertPnt.XYZ().Dot(theDirX.XYZ());
 486     double aY = aVertPnt.XYZ().Dot(theDirY.XYZ());
 487     if ((aX > aMaxX || (fabs(aX - aMaxX) < tolerance && aY > aMaxY))
 488         && theMapVE.FindFromIndex(i).Extent() > 1) {
 489       aMaxX = aX;
 490       aMaxY = aY;
 491       aStartVertexInd = i;
 492     }
 493   }
 494   return static_cast<const TopoDS_Vertex&>(theMapVE.FindKey(aStartVertexInd));
 495 }
 496
 497 void findNextVertex(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 498                     const BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theVertexEdgeMap,
 499                     const gp_Dir& theStartDir, const gp_Dir& theNormal, TopoDS_Vertex& theNextVertex,
 500                     TopoDS_Edge& theNextEdge, gp_Dir& theNextDir)
 501 {
 502   theNextVertex = TopoDS_Vertex();
 503   const BOPCol_ListOfShape& anEdgesList = theVertexEdgeMap.FindFromKey(theStartVertex);
 504   int anEdgesNum = anEdgesList.Extent();
 505   BOPCol_ListOfShape::Iterator aEdIter(anEdgesList);
 506   double aBestEdgeProj = DBL_MAX;
 507   for (; aEdIter.More(); aEdIter.Next()) {
 508     const TopoDS_Edge& anEdge = static_cast<const TopoDS_Edge&>(aEdIter.Value());
 509     gp_Dir aTang = getOuterEdgeDirection(anEdge, theStartVertex);
 510     aTang.Reverse();
 511
 512     // The projection is normalized in segment (-1, 1),
 513     // where (-1, 0] corresponds to the angles (pi/2, 0] between theStartDir and aTang
 514     // and [0, 1) corresponds to the angles [0, -pi/2)
 515     double aProj = (aTang.Dot(theStartDir) - 1.0) * 0.5;
 516     if (anEdgesNum > 1 && fabs(fabs(aProj) - 1) < tolerance)
 517       continue;
 518     if (theStartDir.DotCross(aTang, theNormal) < tolerance)
 519       aProj *= -1.0;
 520
 521     if (aProj < aBestEdgeProj) {
 522       aBestEdgeProj = aProj;
 523       theNextEdge = anEdge;
 524       TopExp_Explorer aVertExp(theNextEdge, TopAbs_VERTEX);
 525       for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next())
 526         if (!aVertExp.Current().IsSame(theStartVertex)) {
 527           theNextVertex = static_cast<const TopoDS_Vertex&>(aVertExp.Current());
 528           theNextDir = getOuterEdgeDirection(anEdge, theNextVertex);
 529           break;
 530         }
 531       if (!aVertExp.More()) {  // This edge is a full circle
 532         TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 533         TopExp::Vertices(theNextEdge, aV1, aV2);
 534         if (aV1.Orientation() == theStartVertex.Orientation())
 535           theNextVertex = aV2;
 536         else
 537           theNextVertex = aV1;
 538         theNextDir = getOuterEdgeDirection(anEdge, theNextVertex);
 539       }
 540     }
 541   }
 542
 543   // Probably there are two tangent edges. We will take the edge differs from current one
 544   if (theNextVertex.IsNull() && anEdgesNum == 2) {
 545     BOPCol_ListOfShape::Iterator aEdIter(anEdgesList);
 546     if (aEdIter.Value() == theNextEdge)
 547       aEdIter.Next();
 548     theNextEdge = static_cast<const TopoDS_Edge&>(aEdIter.Value());
 549     TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 550     TopExp::Vertices(theNextEdge, aV1, aV2);
 551     theNextVertex = theStartVertex.IsSame(aV1) ? aV2 : aV1;
 552     theNextDir = getOuterEdgeDirection(theNextEdge, theNextVertex);
 553   }
 554 }
 555
 556 static void addEdgeToWire(const TopoDS_Edge& theEdge, const BRep_Builder& theBuilder,
 557                           TopoDS_Shape& theSpliceVertex, TopoDS_Wire& theWire)
 558 {
 559   TopoDS_Edge anEdge = theEdge;
 560   bool isCurVertChanged = false;
 561   TopoDS_Shape aCurVertChanged;
 562
 563   TopExp_Explorer aVertExp(theEdge, TopAbs_VERTEX);
 564   for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next()) {
 565     const TopoDS_Shape& aVertex = aVertExp.Current();
 566     if (aVertex.IsSame(theSpliceVertex)
 567         && aVertex.Orientation() != theEdge.Orientation()) {  // Current vertex is the last for the edge, so its orientation is wrong, need to revert the edge
 568       anEdge.Reverse();
 569       break;
 570     }
 571     if (!aVertex.IsSame(theSpliceVertex)) {
 572       aCurVertChanged = aVertex;
 573       isCurVertChanged = true;
 574     }
 575   }
 576   theSpliceVertex = isCurVertChanged ? aCurVertChanged : aVertExp.Current();
 577
 578   theBuilder.Add(theWire, anEdge);
 579 }
 580
 581 void createFace(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 582                 const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 583                 const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 584                 const gp_Pln& thePlane,
 585                 TopoDS_Face& theResFace)
 586 {
 587   TopoDS_Wire aResWire;
 588   BRep_Builder aBuilder;
 589   aBuilder.MakeWire(aResWire);
 590
 591   TopoDS_Vertex aCurVertex = theStartVertex;
 592   std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator anEdgeIter = theStartEdge;
 593   for (; anEdgeIter != theEndOfEdges; anEdgeIter++) {
 594     if (!anEdgeIter->IsNull())
 595       addEdgeToWire(*anEdgeIter, aBuilder, aCurVertex, aResWire);
 596   }
 597
 598   BRepBuilderAPI_MakeFace aFaceBuilder(thePlane, aResWire);
 599   if (aFaceBuilder.Error() == BRepBuilderAPI_FaceDone)
 600     theResFace = aFaceBuilder.Face();
 601 }
 602
 603 void createWireList(const TopoDS_Vertex& theStartVertex,
 604                     const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 605                     const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 606                     const std::set<TopoDS_Edge*>& theEdgesInLoops,
 607                     std::list<TopoDS_Wire>& theResWires)
 608 {
 609   BRep_Builder aBuilder;
 610   bool needNewWire = true;
 611   TopoDS_Vertex aCurVertex = theStartVertex;
 612
 613   std::list<TopoDS_Edge>::iterator anIter = theStartEdge;
 614   while (anIter != theEndOfEdges) {
 615     while (anIter != theEndOfEdges && needNewWire && theEdgesInLoops.count(&(*anIter)) != 0) {
 616       TopExp_Explorer aVertExp(*anIter, TopAbs_VERTEX);
 617       for (; aVertExp.More(); aVertExp.Next())
 618         if (!aVertExp.Current().IsSame(aCurVertex)) {
 619           aCurVertex = static_cast<const TopoDS_Vertex&>(aVertExp.Current());
 620           break;
 621         }
 622       anIter++;
 623     }
 624     if (anIter == theEndOfEdges)
 625       break;
 626
 627     if (needNewWire) {  // The new wire should be created
 628       TopoDS_Wire aWire;
 629       aBuilder.MakeWire(aWire);
 630       theResWires.push_back(aWire);
 631       needNewWire = false;
 632     } else if (theEdgesInLoops.count(&(*anIter)) != 0) {  // There was found the edge already used in loop.
 633                                                           // Current wire should be released and new one should started
 634       needNewWire = true;
 635       continue;
 636     }
 637
 638     addEdgeToWire(*anIter, aBuilder, aCurVertex, theResWires.back());
 639     anIter++;
 640   }
 641 }
 642
 643 gp_Dir getOuterEdgeDirection(const TopoDS_Edge& theEdge, const TopoDS_Vertex& theVertex)
 644 {
 645   gp_Pnt aVertexPnt = BRep_Tool::Pnt(theVertex);
 646
 647   // Convert the edge to the curve to calculate the tangency.
 648   // There should be only one curve in the edge.
 649   double aFirst, aLast;
 650   Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(theEdge, aFirst, aLast);
 651
 652   gp_Pnt aPnt;
 653   gp_Vec aTang;
 654   // A direction is determined not in the boundary points but in the points with small shift.
 655   // It was done to avoid tangency between circle and other edge in the shared vertex.
 656   aCurve->D1(aFirst + shift > aLast ? aFirst : aFirst + shift, aPnt, aTang);
 657   aCurve->D0(aFirst, aPnt);
 658   if (aVertexPnt.IsEqual(aPnt, tolerance))
 659     return gp_Dir(aTang.Reversed());
 660
 661   aCurve->D1(aLast - shift < aFirst ? aLast : aLast - shift, aPnt, aTang);
 662   return gp_Dir(aTang);
 663 }
 664
 665 void removeWasteEdges(std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theStartVertex,
 666                       std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theStartEdge,
 667                       const std::list<TopoDS_Vertex>::iterator& theEndOfVertexes,
 668                       const std::list<TopoDS_Edge>::iterator& theEndOfEdges,
 669                       BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape& theMapVE)
 670 {
 671   bool isVertStep = true;
 672   while (theStartVertex != theEndOfVertexes && theStartEdge != theEndOfEdges) {
 673     BOPCol_ListOfShape& aBunch = theMapVE.ChangeFromKey(*theStartVertex);
 674     BOPCol_ListOfShape::Iterator anApprEdge(aBunch);
 675     for (; anApprEdge.More(); anApprEdge.Next())
 676       if (anApprEdge.Value().IsSame(*theStartEdge))
 677         break;
 678     if (anApprEdge.More())
 679       aBunch.Remove(anApprEdge);
 680
 681     if (isVertStep)
 682       theStartVertex++;
 683     else {
 684       theStartEdge++;
 685       // check current vertex to be a branching point
 686       // if so, it will be a new starting point to find a loop
 687       if (aBunch.Size() > 1)
 688         break;
 689     }
 690     isVertStep = !isVertStep;
 691   }
 692
 693   // The map of vertex-edges may be changed
 694   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape aMapVECopy;
 695   BOPCol_IndexedDataMapOfShapeListOfShape::Iterator aMapIter(theMapVE);
 696   for (int ind = 1; aMapIter.More(); aMapIter.Next(), ind++)
 697     if (!aMapIter.Value().IsEmpty())
 698       aMapVECopy.Add(theMapVE.FindKey(ind), aMapIter.Value());
 699   theMapVE.Clear();
 700   theMapVE.Exchange(aMapVECopy);
 701 }
 702