src/GeomAlgoAPI/GeomAlgoAPI_SketchBuilder.cpp

   1 // Copyright (C) 2014-2019  CEA/DEN, EDF R&D
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include <GeomAlgoAPI_SketchBuilder.h>
  21 #include <GeomAPI_PlanarEdges.h>
  22
  23 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  24 #include <BRep_Builder.hxx>
  25 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  26 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  27 #include <Geom_Plane.hxx>
  28 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  29 #include <Precision.hxx>
  30 #include <TopExp.hxx>
  31 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  32 #include <TopoDS.hxx>
  33 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  34 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  35 #include <GProp_GProps.hxx>
  36 #include <BRepGProp.hxx>
  37
  38 #include <list>
  39 #include <cmath>
  40 #include <algorithm>
  41
  42 static TopoDS_Vertex findStartVertex(const TopoDS_Shape& theShape)
  43 {
  44   static const double aTol = Precision::PConfusion();
  45
  46   TopExp_Explorer anExp(theShape, TopAbs_VERTEX);
  47   TopoDS_Vertex aStart = TopoDS::Vertex(anExp.Current());
  48   gp_Pnt aStartPnt(BRep_Tool::Pnt(aStart));
  49   TopoDS_Vertex aCurrent;
  50   gp_Pnt aCurrentPnt;
  51
  52   for (anExp.Next(); anExp.More(); anExp.Next()) {
  53     aCurrent = TopoDS::Vertex(anExp.Current());
  54     aCurrentPnt = BRep_Tool::Pnt(aCurrent);
  55     if ((aCurrentPnt.X() > aStartPnt.X() + aTol) ||
  56         (aCurrentPnt.X() > aStartPnt.X() - aTol && aCurrentPnt.Y() > aStartPnt.Y() + aTol) ||
  57         (aCurrentPnt.X() > aStartPnt.X() - aTol && aCurrentPnt.Y() > aStartPnt.Y() - aTol &&
  58             aCurrentPnt.Z() > aStartPnt.Z() + aTol)) {
  59       aStart = aCurrent;
  60       aStartPnt = aCurrentPnt;
  61     }
  62   }
  63   return aStart;
  64 }
  65
  66 static TopoDS_Vertex findStartVertex(const TopoDS_Wire& theWire, const TopoDS_Face& theFace,
  67     const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theInitialShapes)
  68 {
  69   // Try to find edge lying on the one of original edges.
  70   // First found edge will be taken as a start edge for the result wire
  71   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator aFeatIt = theInitialShapes.begin();
  72   for (; aFeatIt != theInitialShapes.end(); aFeatIt++) {
  73     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(*aFeatIt);
  74     const TopoDS_Edge& anEdge = aShape->impl<TopoDS_Edge>();
  75     if (anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE)
  76       continue;
  77
  78     double aFirst, aLast;
  79     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
  80     if (aCurve->DynamicType() == STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))
  81       aCurve = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aCurve)->BasisCurve();
  82
  83     BRepTools_WireExplorer anExp(theWire, theFace);
  84     for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
  85       const TopoDS_Edge& aShapeEdge = anExp.Current();
  86       double aF, aL;
  87       Handle(Geom_Curve) aShapeCurve = BRep_Tool::Curve(aShapeEdge, aF, aL);
  88       if (aShapeCurve->DynamicType() == STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))
  89         aShapeCurve = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aShapeCurve)->BasisCurve();
  90
  91       if (aCurve != aShapeCurve)
  92         continue;
  93
  94       // the edge is found, search vertex
  95       TopoDS_Vertex aV1, aV2;
  96       TopExp::Vertices(aShapeEdge, aV1, aV2);
  97       return fabs(aF - aFirst) <= fabs(aL - aFirst) ? aV1 : aV2;
  98     }
  99   }
 100
 101   // start vertex is not found, use algorithm to search vertex with the greatest coordinates
 102   return findStartVertex(theWire);
 103 }
 104
 105 // returns true if the first shape must be located earlier than the second
 106 bool isFirst(const TopoDS_Shape& theFirst, const TopoDS_Shape& theSecond,
 107   NCollection_DataMap<TopoDS_Shape, NCollection_Array1<int> >& theAreaToIndex,
 108   const NCollection_DataMap<Handle(Geom_Curve), int>& theCurveToIndex)
 109 {
 110   // fill theAreaToIndex for both shapes if needed
 111   for(int aShapeNum = 1; aShapeNum <= 2; aShapeNum++) {
 112     TopoDS_Shape aShape = aShapeNum == 1 ? theFirst : theSecond;
 113     if (!theAreaToIndex.IsBound(aShape)) { // fill the list of curve indices
 114       NCollection_List<int> aNewList;
 115       TopExp_Explorer anEdgesExp(aShape, TopAbs_EDGE);
 116       for (; anEdgesExp.More(); anEdgesExp.Next()) {
 117         double aFirst, aLast;
 118         Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(
 119           TopoDS::Edge(anEdgesExp.Current()), aFirst, aLast);
 120         if (aCurve->DynamicType() == STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))
 121           aCurve = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aCurve)->BasisCurve();
 122         if (theCurveToIndex.IsBound(aCurve)) {
 123           aNewList.Append(theCurveToIndex.Find(aCurve));
 124         }
 125       }
 126       if (aNewList.Extent()) {
 127         NCollection_Array1<int> aNewArray(1, aNewList.Extent());
 128         NCollection_List<int>::Iterator aListIter(aNewList);
 129         for (int anIndex = 1; aListIter.More(); aListIter.Next(), anIndex++) {
 130           aNewArray.SetValue(anIndex, aListIter.Value());
 131         }
 132         std::sort(aNewArray.begin(), aNewArray.end());
 133         theAreaToIndex.Bind(aShape, aNewArray);
 134       }
 135     }
 136   }
 137   bool isFirst;
 138   bool aGeomCompare = !theAreaToIndex.IsBound(theFirst) || !theAreaToIndex.IsBound(theSecond);
 139   if (!aGeomCompare) {
 140     // compare lists of indices one by one to find chich list indices are lower
 141     NCollection_Array1<int>::Iterator aFirstList(theAreaToIndex.ChangeFind(theFirst));
 142     NCollection_Array1<int>::Iterator aSecondList(theAreaToIndex.ChangeFind(theSecond));
 143     for (; aFirstList.More() && aSecondList.More(); aFirstList.Next(), aSecondList.Next()) {
 144       if (aFirstList.Value() < aSecondList.Value()) return true;
 145       if (aFirstList.Value() > aSecondList.Value()) return false;
 146     }
 147     aGeomCompare = !aFirstList.More() && !aSecondList.More();
 148     isFirst = !aFirstList.More();
 149   } else {
 150     isFirst = !theAreaToIndex.IsBound(theFirst);
 151   }
 152   // if faces are identical by curves names (circle splitted by line in seam-point), use parameters
 153   if (aGeomCompare) {
 154     GProp_GProps aGProps;
 155     BRepGProp::SurfaceProperties(theFirst, aGProps);
 156     gp_Pnt aCentre1 = aGProps.CentreOfMass();
 157     BRepGProp::SurfaceProperties(theSecond, aGProps);
 158     gp_Pnt aCentre2 = aGProps.CentreOfMass();
 159     return aCentre1.X() + aCentre1.Y() + aCentre1.Z() < aCentre2.X() + aCentre2.Y() + aCentre2.Z();
 160   }
 161   // if in first list there is no elements left, it is the first
 162   return isFirst;
 163 }
 164
 165 // sorts faces (in theAreas list) to make persistent order: by initial shapes edges
 166 static void sortFaces(TopTools_ListOfShape& theAreas,
 167   const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theInitialShapes)
 168 {
 169   // collect indices of all edges to operate them quickly
 170   NCollection_DataMap<Handle(Geom_Curve), int> aCurveToIndex; // curve -> index in initial shapes
 171   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator aFeatIt = theInitialShapes.begin();
 172   for (int anIndex = 0; aFeatIt != theInitialShapes.end(); aFeatIt++) {
 173     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(*aFeatIt);
 174     const TopoDS_Edge& anEdge = aShape->impl<TopoDS_Edge>();
 175     if (anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE)
 176       continue;
 177
 178     double aFirst, aLast;
 179     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve(anEdge, aFirst, aLast);
 180     if (aCurve->DynamicType() == STANDARD_TYPE(Geom_TrimmedCurve))
 181       aCurve = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(aCurve)->BasisCurve();
 182     if (!aCurveToIndex.IsBound(aCurve))
 183       aCurveToIndex.Bind(aCurve, anIndex++);
 184   }
 185   // map from area to the most first indices of curves (to compare) in it
 186   NCollection_DataMap<TopoDS_Shape, NCollection_Array1<int> > anAreaToIndex;
 187   // sort areas
 188   TopTools_ListOfShape::Iterator anArea1(theAreas);
 189   for(; anArea1.More(); anArea1.Next()) {
 190     TopTools_ListOfShape::Iterator anArea2 = anArea1;
 191     for(anArea2.Next(); anArea2.More(); anArea2.Next()) {
 192       if (!isFirst(anArea1.Value(), anArea2.Value(), anAreaToIndex, aCurveToIndex)) { // exchange
 193         TopoDS_Shape aTmp = anArea1.Value();
 194         anArea1.ChangeValue() = anArea2.Value();
 195         anArea2.ChangeValue() = aTmp;
 196       }
 197     }
 198   }
 199 }
 200
 201 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::createFaces(
 202     const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>& theOrigin,
 203     const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
 204     const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theNorm,
 205     const std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theFeatures,
 206     std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultFaces)
 207 {
 208   if (theFeatures.empty())
 209     return;
 210
 211   BRep_Builder aBuilder;
 212   // Planar face, where the sketch was built
 213   Handle(Geom_Surface) aPlane(new Geom_Plane(theOrigin->impl<gp_Pnt>(), theNorm->impl<gp_Dir>()));
 214   TopoDS_Face aPlnFace;
 215   aBuilder.MakeFace(aPlnFace, aPlane, Precision::Confusion());
 216
 217   // Use General Fuse algorithm to prepare all subfaces, bounded by given list of edges
 218   BOPAlgo_Builder aBB;
 219   aBB.AddArgument(aPlnFace);
 220
 221   NCollection_List<TopoDS_Shape> anEdges;
 222   NCollection_List<TopoDS_Shape>::Iterator aShapeIt;
 223   std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >::const_iterator aFeatIt = theFeatures.begin();
 224   for (; aFeatIt != theFeatures.end(); aFeatIt++) {
 225     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aShape(*aFeatIt);
 226     const TopoDS_Edge& anEdge = aShape->impl<TopoDS_Edge>();
 227     if (anEdge.ShapeType() == TopAbs_EDGE)
 228       aBB.AddArgument(anEdge);
 229   }
 230   aBB.Perform();
 231   if (aBB.HasErrors())
 232     return;
 233   // Collect faces
 234   TopTools_ListOfShape anAreas = aBB.Modified(aPlnFace);
 235   sortFaces(anAreas, theFeatures); // sort faces by the edges in them
 236   TopTools_ListIteratorOfListOfShape anIt(anAreas);
 237   for (; anIt.More(); anIt.Next()) {
 238     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(anIt.Value());
 239     // avoid infinite faces
 240     BRepTopAdaptor_FClass2d aFClass(aFace, Precision::Confusion());
 241     if (aFClass.PerformInfinitePoint() == TopAbs_IN)
 242       continue;
 243
 244     // rebuild face
 245     TopoDS_Face aNewFace;
 246     aBuilder.MakeFace(aNewFace, aPlane, Precision::Confusion());
 247
 248     // iterate on wires
 249     TopExp_Explorer aWireExp(aFace, TopAbs_WIRE);
 250     for (; aWireExp.More(); aWireExp.Next()) {
 251       TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(aWireExp.Current());
 252
 253       // to make faces equal on different platforms, we will find
 254       // a vertex lying on an edge with the lowest index in the list of initial edges
 255       TopoDS_Vertex aStartVertex = findStartVertex(aWire, aFace, theFeatures);
 256
 257       TopoDS_Wire aNewWire;
 258       aBuilder.MakeWire(aNewWire);
 259       std::list<TopoDS_Edge> aSkippedEdges;
 260       bool aStartFound = false;
 261
 262       // remove internal edges from faces and make wire start from found vertex
 263       BRepTools_WireExplorer anExp(aWire, aFace);
 264       for (; anExp.More(); anExp.Next()) {
 265         if (anExp.Current().Orientation() == TopAbs_INTERNAL)
 266           continue;
 267         if (!aStartFound) {
 268           const TopoDS_Edge& anEdge = anExp.Current();
 269           TopoDS_Vertex aV1, aV2;
 270           TopExp::Vertices(anEdge, aV1, aV2, Standard_True);
 271           if (aV1.IsSame(aStartVertex) == Standard_True)
 272             aStartFound = true;
 273           else
 274             aSkippedEdges.push_back(anEdge);
 275         }
 276         if (aStartFound)
 277           aBuilder.Add(aNewWire, anExp.Current());
 278       }
 279       // add skipped edges to the end of wire
 280       std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator aSkIt = aSkippedEdges.begin();
 281       for (; aSkIt != aSkippedEdges.end(); ++aSkIt)
 282         aBuilder.Add(aNewWire, *aSkIt);
 283
 284       // check the wire is empty
 285       anExp.Init(aNewWire);
 286       if (anExp.More())
 287         aBuilder.Add(aNewFace, aNewWire);
 288     }
 289
 290     // store face
 291     aFace = aNewFace;
 292     std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> aResFace(new GeomAPI_Shape);
 293     aResFace->setImpl(new TopoDS_Face(aFace));
 294     theResultFaces.push_back(aResFace);
 295   }
 296 }
 297
 298 void GeomAlgoAPI_SketchBuilder::createFaces(const std::shared_ptr<GeomAPI_Pnt>& theOrigin,
 299                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theDirX,
 300                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Dir>& theNorm,
 301                                             const std::shared_ptr<GeomAPI_Shape>& theWire,
 302                                 std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> >& theResultFaces)
 303 {
 304   std::shared_ptr<GeomAPI_PlanarEdges> aWire =
 305     std::dynamic_pointer_cast<GeomAPI_PlanarEdges>(theWire);
 306   if(aWire) {
 307     // Filter wires, return only faces.
 308     createFaces(theOrigin, theDirX, theNorm, aWire->getEdges(), theResultFaces);
 309   } else { // it may be only one circle
 310     std::shared_ptr<GeomAPI_Edge> anEdge = std::dynamic_pointer_cast<GeomAPI_Edge>(theWire);
 311     if (anEdge) {
 312       std::list<std::shared_ptr<GeomAPI_Shape> > aList;
 313       aList.push_back(anEdge);
 314       createFaces(theOrigin, theDirX, theNorm, aList, theResultFaces);
 315     }
 316   }
 317 }