src/HYDROData/HYDROData_DTM.cxx

   1
   2 #include <HYDROData_DTM.h>
   3 #include <HYDROData_Profile.h>
   4
   5 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
   6 #include <Geom2dAPI_Interpolate.hxx>
   7 #include <TColgp_HArray1OfPnt2d.hxx>
   8 #include <TColgp_Array1OfVec2d.hxx>
   9 #include <TColStd_HArray1OfBoolean.hxx>
  10 #include <TopoDS.hxx>
  11 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  12 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  13 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  14 #include <BRep_Tool.hxx>
  15 #include <gp_Ax3.hxx>
  16 #include <Geom_Line.hxx>
  17 #include <Geom2d_Line.hxx>
  18 #include <Geom2d_TrimmedCurve.hxx>
  19 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  20 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
  21 #include <GeomAPI_Interpolate.hxx>
  22 #include <TColStd_Array1OfReal.hxx>
  23 #include <TColStd_Array1OfInteger.hxx>
  24 #include <TColgp_Array1OfPnt.hxx>
  25 #include <TColgp_Array1OfVec.hxx>
  26 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  27 #include <Geom2dAPI_InterCurveCurve.hxx>
  28 #include <Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  29 #include <Geom2dAdaptor_Curve.hxx>
  30 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  31 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  32 #include <limits>
  33
  34 #include <BRepLib_MakeEdge.hxx>
  35 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  36 #include <BRep_Builder.hxx>
  37 #include <GeomProjLib.hxx>
  38 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  39 #include <Geom_Plane.hxx>
  40 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  41 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  42 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  43 #include <TopExp.hxx>
  44 #include <TopTools_IndexedMapOfOrientedShape.hxx>
  45
  46 #include <BRepLib_MakeEdge.hxx>
  47 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  48 #include <BRep_Builder.hxx>
  49 #include <ShapeAnalysis_Wire.hxx>
  50 #include <BRepAlgo_NormalProjection.hxx>
  51
  52 #include <BRepBuilderAPI_MakePolygon.hxx>
  53
  54
  55 IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  56 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  57
  58 HYDROData_DTM::CurveUZ::CurveUZ( double theXCurv, const gp_Vec2d& theProfileDir, double theDeltaZ )
  59   : myXcurv( theXCurv ), myProfileDir( theProfileDir ), myDeltaZ( theDeltaZ )
  60 {
  61 }
  62
  63 HYDROData_DTM::CurveUZ::~CurveUZ()
  64 {
  65 }
  66
  67 double HYDROData_DTM::CurveUZ::Xcurv() const
  68 {
  69   return myXcurv;
  70 }
  71
  72 gp_Vec2d HYDROData_DTM::CurveUZ::ProfileDir() const
  73 {
  74   return myProfileDir;
  75 }
  76
  77 double HYDROData_DTM::CurveUZ::DeltaZ() const
  78 {
  79   return myDeltaZ;
  80 }
  81
  82 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator + ( const CurveUZ& c ) const
  83 {
  84   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv() + c.Xcurv(), ProfileDir() + c.ProfileDir(), DeltaZ() + c.DeltaZ() );
  85   size_t n = size(), n1 = c.size();
  86   if( n!=n1 )
  87   {
  88     std::cout << "Warning: different number of points in curves: " << n << ", " << n1 << std::endl;
  89   }
  90   res.reserve( n );
  91   for( int i=0; i<n; i++ )
  92   {
  93     PointUZ p;
  94     p.U = operator[]( i ).U + c[i].U;
  95     p.Z = operator[]( i ).Z;
  96     res.push_back( p );
  97   }
  98   return res;
  99 }
 100
 101 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator * ( double d ) const
 102 {
 103   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv()*d, ProfileDir()*d, DeltaZ()*d );
 104   size_t n = size();
 105   res.reserve( n );
 106   for( int i=0; i<n; i++ )
 107   {
 108     PointUZ p;
 109     p.U = operator[]( i ).U * d;
 110     p.Z = operator[]( i ).Z;
 111     res.push_back( p );
 112   }
 113   return res;
 114 }
 115
 116
 117
 118
 119 HYDROData_DTM::HYDROData_DTM()
 120 {
 121 }
 122
 123 HYDROData_DTM::~HYDROData_DTM()
 124 {
 125 }
 126
 127 HYDROData_SequenceOfObjects HYDROData_DTM::GetProfiles() const
 128 {
 129   return GetReferenceObjects( DataTag_Profiles );
 130 }
 131
 132 void HYDROData_DTM::SetProfiles( const HYDROData_SequenceOfObjects& theProfiles )
 133 {
 134   SetReferenceObjects( theProfiles, DataTag_Profiles );
 135   Changed( Geom_3d );
 136 }
 137
 138 double HYDROData_DTM::GetDDZ() const
 139 {
 140   return GetDouble( DataTag_DDZ );
 141 }
 142
 143 void HYDROData_DTM::SetDDZ( double theDDZ )
 144 {
 145   SetDouble( DataTag_DDZ, theDDZ );
 146   Changed( Geom_3d );
 147 }
 148
 149 double HYDROData_DTM::GetSpatialStep() const
 150 {
 151   return GetDouble( DataTag_SpatialStep );
 152 }
 153
 154 void HYDROData_DTM::SetSpatialStep( double theSpatialStep )
 155 {
 156   SetDouble( DataTag_SpatialStep, theSpatialStep );
 157   Changed( Geom_3d );
 158 }
 159
 160 void HYDROData_DTM::PointToWire(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Wire& W )
 161 {
 162   /*BRepLib_MakeWire WM;
 163   if (pnts.empty())
 164     return;
 165   for (int i = 0; i < pnts.size() - 1; i++)
 166   {
 167     gp_Pnt p1(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z);
 168     gp_Pnt p2(pnts[i+1].X, pnts[i+1].Y, pnts[i+1].Z);
 169     WM.Add(BRepLib_MakeEdge(p1, p2).Edge());
 170   }
 171   if (WM.IsDone())*/
 172
 173   BRepBuilderAPI_MakePolygon PM;
 174   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 175     PM.Add(gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 176
 177   W = PM.Wire();
 178 }
 179
 180 TopTools_IndexedMapOfOrientedShape HYDROData_DTM::Create3DShape(const AltitudePoints& left,
 181                                                                 const AltitudePoints& right,
 182                                                                 const std::vector<AltitudePoints>& main_profiles)
 183 {
 184   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll;
 185   TopoDS_Wire LWire, RWire;
 186   PointToWire(left, LWire);
 187   PointToWire(right, RWire);
 188   if (!LWire.IsNull())
 189     ll.Add(LWire.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 190
 191   for (int k = 0; k < main_profiles.size(); k++)
 192   {
 193     TopoDS_Wire W;
 194     PointToWire(main_profiles[k], W);
 195     TopAbs_Orientation Ori = TopAbs_INTERNAL;
 196     if (k == 0 || k == main_profiles.size() - 1)
 197       Ori = TopAbs_FORWARD;
 198     ll.Add(W.Oriented(Ori));
 199   }
 200
 201   if (!RWire.IsNull())
 202     ll.Add(RWire.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 203   //yes, add subshapes in this order (left + profiles + right)
 204   //otherwise the projected wire will be non-manifold
 205
 206   return ll;
 207 }
 208
 209
 210 void HYDROData_DTM::Update()
 211 {
 212   AltitudePoints points;
 213   TopoDS_Shape Out3dPres;
 214   TopoDS_Shape Out2dPres;
 215   TopoDS_Shape OutLeftB;
 216   TopoDS_Shape OutRightB;
 217   TopoDS_Shape OutInlet;
 218   TopoDS_Shape OutOutlet;
 219
 220   HYDROData_SequenceOfObjects objs = GetProfiles();
 221   double ddz = GetDDZ();
 222   double step = GetSpatialStep();
 223   std::set<int> InvInd;
 224   bool WireIntersections; //__TODO
 225   CreateProfilesFromDTM( objs, ddz, step, points, Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, true, true, InvInd, -1, WireIntersections );
 226   SetAltitudePoints( points );
 227
 228   SetShape( DataTag_LeftBankShape, OutLeftB);
 229   SetShape( DataTag_RightBankShape, OutRightB);
 230   SetShape( DataTag_InletShape, OutInlet);
 231   SetShape( DataTag_OutletShape, OutOutlet );
 232   SetShape( DataTag_3DShape, Out3dPres );
 233   SetShape( DataTag_2DShape, Out2dPres );
 234
 235   HYDROData_Bathymetry::Update();
 236 }
 237
 238 void HYDROData_DTM::GetPresentationShapes( TopoDS_Shape& Out3dPres,
 239                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 240                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 241                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 242                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 243                                            TopoDS_Shape& OutOutlet )
 244 {
 245   //without update!
 246   OutLeftB = GetShape( DataTag_LeftBankShape);
 247   OutRightB = GetShape( DataTag_RightBankShape);
 248   OutInlet = GetShape( DataTag_InletShape);
 249   OutOutlet = GetShape( DataTag_OutletShape );
 250   Out3dPres = GetShape( DataTag_3DShape );
 251   Out2dPres = GetShape( DataTag_2DShape );
 252 }
 253 void HYDROData_DTM::CreateProfilesFromDTM (const HYDROData_SequenceOfObjects& InpProfiles,
 254                                            double ddz,
 255                                            double step,
 256                                            AltitudePoints& points,
 257                                            TopoDS_Shape& Out3dPres,
 258                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 259                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 260                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 261                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 262                                            TopoDS_Shape& OutOutlet,
 263                                            bool Create3dPres,
 264                                            bool Create2dPres,
 265                                            std::set<int>& InvInd,
 266                                            int thePntsLimit,
 267                                            bool& WireIntersections)
 268 {
 269   int aLower = InpProfiles.Lower(), anUpper = InpProfiles.Upper();
 270   size_t n = anUpper - aLower + 1;
 271
 272   std::vector<Handle_HYDROData_Profile> profiles;
 273   profiles.reserve( n );
 274   for( int i=aLower; i<=anUpper; i++ )
 275   {
 276     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = Handle(HYDROData_Profile)::DownCast( InpProfiles.Value( i ) );
 277     if( !aProfile.IsNull() )
 278       profiles.push_back( aProfile );
 279   }
 280   const double EPS = 1E-3;
 281   AltitudePoints left;
 282   AltitudePoints right;
 283   std::vector<AltitudePoints> main_profiles;
 284
 285   if( thePntsLimit > 0 )
 286   {
 287     int aNbPoints = EstimateNbPoints( profiles, ddz, step );
 288     if( aNbPoints < 0 || aNbPoints > thePntsLimit )
 289       return;
 290   }
 291
 292   if( ddz>EPS && step>EPS )
 293     CreateProfiles(profiles, ddz, step, left, right, points, main_profiles,
 294     Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, Create3dPres, Create2dPres, InvInd, WireIntersections );
 295 }
 296
 297 void HYDROData_DTM::ProjWireOnPlane(const TopoDS_Wire& inpWire, const Handle_Geom_Plane& RefPlane, TopoDS_Wire& outWire)
 298 {
 299   /*BRepTools_WireExplorer ex(TopoDS::Wire(inpWire.Oriented(TopAbs_FORWARD)));
 300   BRepLib_MakeWire WM;
 301   for (;ex.More();ex.Next())
 302   {
 303     const TopoDS_Edge& CE = ex.Current();
 304     double f, l;
 305     Handle(Geom_Curve) C3d = BRep_Tool::Curve(CE, f, l);
 306     Handle(Geom_Curve) ProjectedCurve = GeomProjLib::ProjectOnPlane(new Geom_TrimmedCurve(C3d, f, l), RefPlane, RefPlane->Position().Direction(), Standard_True);
 307     if (!ProjectedCurve.IsNull())
 308     {
 309       TopoDS_Edge ProjEdge = BRepLib_MakeEdge(ProjectedCurve, f, l );
 310       if (!BRep_Tool::Degenerated(ProjEdge))
 311         WM.Add(ProjEdge); //auto sharing between edges if vertex is coincident
 312     }
 313   }*/
 314
 315   BRep_Builder BB;
 316   TopoDS_Face F;
 317   BB.MakeFace(F, RefPlane, Precision::Confusion());
 318   BRepLib_MakeWire WM;
 319
 320   BRepAlgo_NormalProjection nproj(F);
 321   nproj.Add(inpWire);
 322   nproj.SetDefaultParams();
 323   nproj.Build();
 324   if(!nproj.IsDone())
 325     return;
 326   TopoDS_Shape projRes = nproj.Projection();
 327   TopExp_Explorer exp(projRes, TopAbs_EDGE);
 328   TopTools_ListOfShape llE;
 329   for (;exp.More();exp.Next())
 330     llE.Append(exp.Current());
 331
 332   WM.Add(llE);
 333   outWire = WM.Wire();
 334
 335   outWire.Orientation(inpWire.Orientation()); //take from the original wire
 336 }
 337
 338
 339 bool HYDROData_DTM::Get2dFaceFrom3dPres(const TopoDS_Compound& cmp, TopoDS_Face& outF )
 340 {
 341   Handle_Geom_Plane refpl = new Geom_Plane(gp_Pnt(0,0,0), gp_Dir(0,0,1));
 342   BRepLib_MakeWire WM;
 343   TopoDS_Iterator it(cmp);
 344   //TopTools_IndexedMapOfShape IntW;
 345   for (;it.More(); it.Next())
 346   {
 347     const TopoDS_Wire& W = TopoDS::Wire(it.Value());
 348     if (W.Orientation() != TopAbs_INTERNAL)
 349     {
 350       //use list of edges to protect againts non-manifold cases.
 351       //auto sharing between edges will be added automatically
 352       TopTools_IndexedMapOfShape ME;
 353       TopTools_ListOfShape LE;
 354       TopExp::MapShapes(W, TopAbs_EDGE, ME);
 355       for (int i = 1; i <= ME.Extent(); i++)
 356         LE.Append(ME(i));
 357       WM.Add(LE);
 358     }
 359     //else
 360     //  IntW.Add(W);
 361   }
 362
 363   TopoDS_Wire outW;
 364   ProjWireOnPlane(WM.Wire(), refpl, outW);
 365   BRepBuilderAPI_MakeFace mf(refpl, outW, true); //check inside is true by def
 366   outF = mf.Face();
 367
 368   ShapeAnalysis_Wire WA(outW, outF, Precision::Confusion());
 369   bool res = WA.CheckSelfIntersection();
 370   return res;
 371
 372   ///!!! the internal wires cant be added with 'internal' ori.
 373   // it's possible to do with brep builder yet the result will not be correct!
 374   // more proper way is to use BOP operation here.
 375   /*for (int i = 1; i <= IntW.Extent(); i++)
 376   {
 377   TopoDS_Wire outIW;
 378   const TopoDS_Wire& W = TopoDS::Wire(IntW(i));
 379   ProjWireOnPlane(W, refpl, outIW);
 380   BB.Add(outF, outIW);
 381   }*/
 382 }
 383
 384 void HYDROData_DTM::CreateProfiles(const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 385                                    double theDDZ,
 386                                    double theSpatialStep,
 387                                    AltitudePoints& theOutLeft,
 388                                    AltitudePoints& theOutRight,
 389                                    AltitudePoints& theOutPoints,
 390                                    std::vector<AltitudePoints>& theOutMainProfiles,
 391                                    TopoDS_Shape& Out3dPres,
 392                                    TopoDS_Shape& Out2dPres,
 393                                    TopoDS_Shape& OutLeftB,
 394                                    TopoDS_Shape& OutRightB,
 395                                    TopoDS_Shape& OutInlet,
 396                                    TopoDS_Shape& OutOutlet,
 397                                    bool Create3dPres,
 398                                    bool Create2dPres,
 399                                    std::set<int>& InvInd,
 400                                    bool& WireIntersections)
 401 {
 402   if (theProfiles.empty())
 403     return;
 404   theOutPoints = Interpolate( theProfiles, theDDZ, theSpatialStep, theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles, InvInd );
 405   //note that if Create3dPres is false => Create2dPres flag is meaningless!
 406   if (Create3dPres)
 407   {
 408     TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll = Create3DShape( theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles);
 409
 410     if (ll.IsEmpty())
 411       return;
 412     BRep_Builder BB;
 413     TopoDS_Compound cmp;
 414     BB.MakeCompound(cmp);
 415     for (int i = 1; i <= ll.Extent(); i++)
 416       BB.Add(cmp, ll(i));
 417
 418     Out3dPres = cmp;
 419
 420     //same order as in HYDROData_DTM::Update()
 421     OutLeftB = ll(1);
 422     OutRightB = ll(ll.Extent());
 423     OutInlet = ll(2);
 424     OutOutlet = ll(ll.Extent() - 1);
 425
 426     if (Create2dPres)
 427     {
 428       TopoDS_Face outF;
 429       WireIntersections = Get2dFaceFrom3dPres(cmp, outF); //__TODO
 430       Out2dPres = outF;
 431     };
 432   }
 433 }
 434
 435
 436
 437
 438 void HYDROData_DTM::GetProperties( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 439                     gp_Pnt& theLowestPoint, gp_Vec2d& theDir,
 440                     bool isNormalDir,
 441                     double& theZMin, double& theZMax )
 442 {
 443   theLowestPoint = theProfile->GetBottomPoint();
 444
 445   gp_XY aLeft, aRight;
 446   theProfile->GetLeftPoint( aLeft, true, true );
 447   theProfile->GetRightPoint( aRight, true, true );
 448   double x = aRight.X()-aLeft.X();
 449   double y = aRight.Y()-aLeft.Y();
 450   if( isNormalDir )
 451     theDir = gp_Vec2d( -y, x );
 452   else
 453     theDir = gp_Vec2d( x, y );
 454
 455   HYDROData_Profile::ProfilePoints points = theProfile->GetProfilePoints();
 456   int lo = points.Lower();
 457   int up = points.Upper();
 458   theZMin = std::numeric_limits<double>::max();
 459   theZMax = -theZMin;
 460   for( int i=lo; i<=up; i++ )
 461   {
 462     double z = points.Value( i ).Z();
 463     if( z>theZMax )
 464       theZMax = z;
 465     if( z<theZMin )
 466       theZMin = z;
 467   }
 468 }
 469
 470 inline gp_Pnt2d To2D( const gp_Pnt& thePnt, const gp_Trsf& theTr,
 471                       double& theUMin, double& theUMax )
 472 {
 473   gp_Pnt p = thePnt.Transformed( theTr );
 474   double u = p.X();
 475   double z = p.Z();
 476   if( u<theUMin )
 477     theUMin = u;
 478   if( u>theUMax )
 479     theUMax = u;
 480   return gp_Pnt2d( u, z );
 481 }
 482
 483 Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) To2D( const TColgp_Array1OfPnt& thePoints,
 484                                     const gp_Trsf& theTr,
 485                                     double& theUMin, double& theUMax )
 486 {
 487   int low = thePoints.Lower(), up = thePoints.Upper();
 488   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( low, up );
 489   for( int i=low; i<=up; i++ )
 490     points->SetValue( i, To2D( thePoints.Value( i ), theTr, theUMin, theUMax ) );
 491   return points;
 492 }
 493
 494 Handle(Geom2d_Curve) CurveTo2D( const Handle(Geom_Curve)& theCurve,
 495                                 Standard_Real theFirst, Standard_Real theLast,
 496                                 const gp_Trsf& theTr,
 497                                 double& theUMin, double& theUMax )
 498 {
 499   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_Line ) ) )
 500   {
 501     gp_Pnt aFirstPnt, aLastPnt;
 502     theCurve->D0( theFirst, aFirstPnt );
 503     theCurve->D0( theLast, aLastPnt );
 504
 505     gp_Pnt2d
 506       aFirst2d = To2D( aFirstPnt, theTr, theUMin, theUMax ),
 507       aLast2d = To2D( aLastPnt, theTr, theUMin, theUMax );
 508
 509     gp_Vec2d dir( aFirst2d, aLast2d );
 510     Handle_Geom2d_Line aLine2d = new Geom2d_Line( aFirst2d, gp_Dir2d( dir.X(), dir.Y() ) );
 511     return new Geom2d_TrimmedCurve( aLine2d, 0, aLast2d.Distance( aFirst2d ) );
 512   }
 513
 514   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_BSplineCurve ) ) )
 515   {
 516     Handle(Geom_BSplineCurve) aSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast( theCurve );
 517
 518     Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) poles = To2D( aSpline->Poles(), theTr, theUMin, theUMax );
 519     const TColStd_Array1OfReal& knots = aSpline->Knots();
 520     const TColStd_Array1OfInteger& multiplicities = aSpline->Multiplicities();
 521     int aDegree = aSpline->Degree();
 522
 523     return new Geom2d_BSplineCurve( poles->Array1(), knots, multiplicities, aDegree );
 524   }
 525
 526   return Handle(Geom2d_Curve)();
 527 }
 528
 529 Handle_Geom2d_BSplineCurve HYDROData_DTM::CreateHydraulicAxis(
 530   const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 531   std::vector<double>& theDistances )
 532 {
 533   size_t n = theProfiles.size();
 534   Handle_Geom2d_BSplineCurve aResult;
 535
 536   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( 1, (int)n );
 537   TColgp_Array1OfVec2d tangents( 1, (int)n );
 538   Handle(TColStd_HArray1OfBoolean) flags = new TColStd_HArray1OfBoolean( 1, (int)n );
 539
 540   for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 541   {
 542     Handle_HYDROData_Profile aProfile = theProfiles[i-1];
 543     aProfile->Update();
 544
 545     gp_Pnt aLowest;
 546     gp_Vec2d aTangent;
 547     double zmin, zmax;
 548     GetProperties( aProfile, aLowest, aTangent, true, zmin, zmax );
 549     aTangent.Normalize();
 550
 551     points->SetValue( (int)i, gp_Pnt2d( aLowest.X(), aLowest.Y() ) );
 552     tangents.SetValue( (int)i, aTangent );
 553     flags->SetValue( (int)i, Standard_True );
 554   }
 555
 556   Geom2dAPI_Interpolate anInterpolator( points, Standard_False, Standard_False );
 557   anInterpolator.Load( tangents, flags );
 558   anInterpolator.Perform();
 559   if( anInterpolator.IsDone() )
 560   {
 561     aResult = anInterpolator.Curve();
 562
 563     //fill the distances vector
 564     Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( aResult );
 565
 566     theDistances.clear();
 567     theDistances.reserve( n );
 568     Standard_Real aParamFirst = anAdaptor.FirstParameter(), aParamLast = anAdaptor.LastParameter();
 569     for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 570     {
 571       gp_Pnt2d aPnt = points->Value( (Standard_Integer)i );
 572       Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProject( aPnt, aResult );
 573       Standard_Real aParam = aProject.LowerDistanceParameter();
 574       double aDistance = GCPnts_AbscissaPoint::Length( anAdaptor, aParamFirst, aParam );
 575       theDistances.push_back( aDistance );
 576     }
 577   }
 578   return aResult;
 579 }
 580
 581 std::vector<Handle_Geom2d_Curve> HYDROData_DTM::ProfileToParametric(
 582   const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 583   double& theUMin, double& theUMax, gp_Vec2d& theDir )
 584 {
 585   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves;
 586
 587   // Transformation of the coordinate systems
 588   gp_Pnt aLowest;
 589   double zmin, zmax;
 590   GetProperties( theProfile, aLowest, theDir, false, zmin, zmax );
 591
 592   gp_Ax3 aStd3d( gp_Pnt( 0, 0, 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( 1, 0, 0 ) );
 593   gp_Ax3 aLocal( gp_Pnt( aLowest.X(), aLowest.Y(), 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( theDir.X(), theDir.Y(), 0 ) );
 594
 595   gp_Trsf aTransf;
 596   aTransf.SetTransformation( aStd3d, aLocal );
 597
 598   // Iteration via edges
 599   TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire( theProfile->GetShape3D() );
 600   TopExp_Explorer anExp( aWire, TopAbs_EDGE );
 601   for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 602   {
 603     // Extract an edge from wire
 604     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge( anExp.Current() );
 605
 606     // Extract a curve corresponding to the edge
 607     TopLoc_Location aLoc;
 608     Standard_Real aFirst, aLast;
 609     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve( anEdge, aLoc, aFirst, aLast );
 610
 611     // Convert the curve to 2d CS
 612     Handle(Geom2d_Curve) aCurve2d = CurveTo2D( aCurve, aFirst, aLast, aTransf, theUMin, theUMax );
 613     if( !aCurve2d.IsNull() )
 614       curves.push_back( aCurve2d );
 615   }
 616   return curves;
 617 }
 618
 619
 620 bool CalcMidWidth( const std::set<double>& intersections, double& theMid, double& theWid )
 621 {
 622   double umin = std::numeric_limits<double>::max(),
 623          umax = -umin;
 624
 625   size_t n = intersections.size();
 626   if( n <= 0 )
 627     return false;
 628
 629   std::set<double>::const_iterator it = intersections.begin(), last = intersections.end();
 630   for( ; it!=last; it++ )
 631   {
 632     double u = *it;
 633     if( u<umin )
 634       umin = u;
 635     if( u>umax )
 636       umax = u;
 637   }
 638   theMid = ( umin+umax )/2;
 639   theWid = umax-umin;
 640   return true;
 641 }
 642
 643 void HYDROData_DTM::ProfileDiscretization( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 644                                            double theXCurv, double theMinZ, double theMaxZ, double theDDZ,
 645                                            CurveUZ& theMidPointCurve,
 646                                            CurveUZ& theWidthCurve,
 647                                            int& intersection_nb,
 648                                            double theTolerance)
 649 {
 650   double aDblMax = std::numeric_limits<double>::max(),
 651          aUMin = aDblMax,
 652          aUMax = -aUMin,
 653          aVMax = 1000000;
 654
 655   gp_Vec2d aProfileDir;
 656   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves = ProfileToParametric( theProfile, aUMin, aUMax, aProfileDir );
 657   size_t n = curves.size();
 658
 659   if( n==0 )
 660     return;
 661
 662   // we add the "virtual" vertical lines to simulate the intersection with profile
 663   gp_Pnt2d aFirst, aLast;
 664   curves[0]->D0( curves[0]->FirstParameter(), aFirst );
 665   curves[n-1]->D0( curves[n-1]->LastParameter(), aLast );
 666   Handle(Geom2d_Line) aV1 = new Geom2d_Line( aFirst, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 667   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT1 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV1, 0.0, aVMax );
 668
 669   Handle(Geom2d_Line) aV2 = new Geom2d_Line( aLast, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 670   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT2 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV2, 0.0, aVMax );
 671
 672   curves.push_back( aT1 );
 673   curves.push_back( aT2 );
 674
 675   int psize = ( int )( ( theMaxZ-theMinZ ) / theDDZ + 1 );
 676   theMidPointCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 677   theMidPointCurve.reserve( psize );
 678   theWidthCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 679   theWidthCurve.reserve( psize );
 680
 681   n = curves.size();
 682   // for each discrete value of z we search intersection with profile
 683   for( double z1 = theMinZ; z1 <= theMaxZ; z1 += theDDZ )
 684   {
 685     Handle(Geom2d_Line) aLine = new Geom2d_Line( gp_Pnt2d( 0, z1 ), gp_Dir2d( 1, 0 ) );
 686     std::set<double> intersections;
 687     for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 688     {
 689       Handle_Geom2d_Curve aCurve = curves[i];
 690       Geom2dAPI_InterCurveCurve anIntersect( aCurve, aLine, theTolerance );
 691       for( int k=1, m=anIntersect.NbPoints(); k<=m; k++ )
 692         intersections.insert( anIntersect.Point( k ).X() );
 693     }
 694
 695     intersection_nb = intersections.size();
 696     if( intersection_nb >= 1 )
 697     {
 698       double u_mid, u_wid;
 699       if( !CalcMidWidth( intersections, u_mid, u_wid ) )
 700         continue;
 701
 702       double z = z1 - theMinZ;
 703       PointUZ p_mid;
 704       p_mid.U = u_mid;
 705       p_mid.Z = z;
 706       theMidPointCurve.push_back( p_mid );
 707
 708       PointUZ p_wid;
 709       p_wid.U = u_wid;
 710       p_wid.Z = z;
 711       theWidthCurve.push_back( p_wid );
 712     }
 713   }
 714 }
 715
 716 void HYDROData_DTM::Interpolate( const CurveUZ& theCurveA, const CurveUZ& theCurveB,
 717                                  int theNbSteps, std::vector<CurveUZ>& theInterpolation,
 718                                  bool isAddSecond )
 719 {
 720   theInterpolation.clear();
 721   int d = isAddSecond ? 2 : 1;
 722   theInterpolation.reserve( theNbSteps+d );
 723   double dt = 1.0 / double( theNbSteps + 1 );
 724   double t = dt;
 725   theInterpolation.push_back( theCurveA );
 726   for( int i=0; i<theNbSteps; i++, t+=dt )
 727   {
 728     CurveUZ anInterp = theCurveA*(1-t) + theCurveB*t;
 729     theInterpolation.push_back( anInterp );
 730   }
 731   if( isAddSecond )
 732     theInterpolation.push_back( theCurveB );
 733 }
 734 #include <BRepLib_MakeEdge2d.hxx>
 735 void HYDROData_DTM::CurveTo3D( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 736                                const CurveUZ& theMidCurve, const CurveUZ& theWidthCurve,
 737                                AltitudePoints& thePoints )
 738 {
 739   Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( theHydraulicAxis );
 740   TopoDS_Edge E2d = BRepLib_MakeEdge2d(theHydraulicAxis).Edge();
 741   GCPnts_AbscissaPoint ap( anAdaptor, theMidCurve.Xcurv(), anAdaptor.FirstParameter() );
 742   double aParam = ap.Parameter();
 743
 744   gp_Pnt2d point;
 745   anAdaptor.D0( aParam, point );
 746   gp_Vec2d profile_dir = theMidCurve.ProfileDir();
 747   //gp_Dir tangent_n( -profile_dir.Y(), profile_dir.X(), dz );
 748   profile_dir.Normalize();
 749
 750   size_t n = theMidCurve.size();
 751   std::map<double, AltitudePoint> sorted_points;
 752   for( size_t i=0; i<n; i++ )
 753   {
 754     double param1 = theMidCurve[i].U - theWidthCurve[i].U / 2;
 755     double param2 = theMidCurve[i].U + theWidthCurve[i].U / 2;
 756
 757     gp_Pnt2d p1 = point.Translated( param1 * profile_dir);
 758     gp_Pnt2d p2 = point.Translated( param2 * profile_dir);
 759
 760     double z = theMidCurve[i].Z + theMidCurve.DeltaZ();
 761
 762     AltitudePoint p3d_1( p1.X(), p1.Y(), z ), p3d_2( p2.X(), p2.Y(), z );
 763
 764     sorted_points[param1] = p3d_1;
 765     sorted_points[param2] = p3d_2;
 766   }
 767
 768   thePoints.reserve( sorted_points.size() );
 769   const double EPS = 1E-12;
 770   std::map<double, AltitudePoint>::const_iterator it = sorted_points.begin(), last = sorted_points.end();
 771   for( ; it!=last; it++ )
 772     if( thePoints.empty() || thePoints.back().SquareDistance( it->second ) > EPS )
 773       thePoints.push_back( it->second );
 774 }
 775
 776 inline double max( double a, double b )
 777 {
 778   if( a>b )
 779     return a;
 780   else
 781     return b;
 782 }
 783
 784 inline double min( double a, double b )
 785 {
 786   if( a<b )
 787     return a;
 788   else
 789     return b;
 790 }
 791
 792 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
 793
 794 std::vector<HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints> HYDROData_DTM::Interpolate
 795   ( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 796     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileA,
 797     double theXCurvA,
 798     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileB,
 799     double theXCurvB,
 800     double theDDZ, int theNbSteps, bool isAddSecond,
 801     int& inter_nb_1, int& inter_nb_2)
 802 {
 803   double zminA, zmaxA, zminB, zmaxB;
 804   gp_Pnt lowestA, lowestB;
 805   gp_Vec2d dirA, dirB;
 806
 807   GetProperties( theProfileA, lowestA, dirA, false, zminA, zmaxA );
 808   GetProperties( theProfileB, lowestB, dirB, false, zminB, zmaxB );
 809
 810
 811   double hmax = max( zmaxA-zminA, zmaxB-zminB );
 812
 813   //double dz = zminB - zminA;
 814   //double zmin = min( zminA, zminB );
 815   //double zmax = max( zmaxA, zmaxB );
 816
 817   CurveUZ midA(0, gp_Vec2d(), 0), midB(0, gp_Vec2d(), 0);
 818   CurveUZ widA(0, gp_Vec2d(), 0), widB(0, gp_Vec2d(), 0);
 819
 820   ProfileDiscretization( theProfileA, theXCurvA, zminA, zminA+hmax, theDDZ, midA, widA, inter_nb_1 );
 821   ProfileDiscretization( theProfileB, theXCurvB, zminB, zminB+hmax, theDDZ, midB, widB, inter_nb_2 );
 822
 823   std::vector<CurveUZ> mid, wid;
 824   Interpolate( midA, midB, theNbSteps, mid, isAddSecond );
 825   Interpolate( widA, widB, theNbSteps, wid, isAddSecond );
 826
 827   size_t p = mid.size();
 828   size_t q = p>0 ? 2*mid[0].size() : 1;
 829   std::vector<AltitudePoints> points;
 830   points.resize( p );
 831
 832   for( size_t i=0; i<p; i++ )
 833   {
 834     points[i].reserve( q );
 835     CurveTo3D( theHydraulicAxis, mid[i], wid[i], points[i] );
 836   }
 837
 838   return points;
 839 }
 840
 841 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_DTM::Interpolate
 842   ( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 843     double theDDZ, double theSpatialStep,
 844     AltitudePoints& theLeft,
 845     AltitudePoints& theRight,
 846     std::vector<AltitudePoints>& theMainProfiles,
 847     std::set<int>& invalInd)
 848 {
 849   AltitudePoints points;
 850   size_t n = theProfiles.size();
 851   if( n<=1 )
 852     return points;
 853
 854   std::vector<double> distances;
 855   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 856   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 857     return points;
 858
 859   theMainProfiles.reserve( n );
 860
 861   for( size_t i=0, n1=n-1; i<n1; i++ )
 862   {
 863     double aDistance = distances[i+1]-distances[i];
 864     int aNbSteps = int(aDistance/theSpatialStep);
 865     bool isAddSecond = i==n1-1;
 866
 867     // 1. Calculate interpolated profiles
 868     int inter_nb_1, inter_nb_2;
 869     std::vector<AltitudePoints> local_points = Interpolate( aHydraulicAxis, theProfiles[i], distances[i],
 870       theProfiles[i+1], distances[i+1], theDDZ, aNbSteps, isAddSecond, inter_nb_1, inter_nb_2 );
 871     int lps = local_points.size();
 872
 873     if (inter_nb_1 > 2)
 874       invalInd.insert(i);
 875
 876     if (inter_nb_2 > 2)
 877       invalInd.insert(i+1);
 878
 879     // 2. Put all points into the global container
 880     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 881     {
 882       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 883       if( i==0 && j==0 )
 884         points.reserve( lp.size() * n );
 885       for( size_t k=0, ks=lp.size(); k<ks; k++ )
 886         points.push_back( lp[k] );
 887     }
 888
 889     // 3. Get left/right banks' points
 890     if( i==0 )
 891     {
 892       theLeft.reserve( lps * n );
 893       theRight.reserve( lps * n );
 894     }
 895     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 896     {
 897       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 898       theLeft.push_back( lp[0] );
 899       theRight.push_back( lp[lp.size()-1] );
 900     }
 901
 902     // 4. Get main profiles points
 903     theMainProfiles.push_back( local_points[0] );
 904     if( isAddSecond )
 905       theMainProfiles.push_back( local_points[lps-1] );
 906   }
 907   return points;
 908 }
 909
 910 int HYDROData_DTM::EstimateNbPoints( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 911                                      double theDDZ, double theSpatialStep )
 912 {
 913   size_t n = theProfiles.size();
 914   if( n<=1 )
 915     return 0;
 916   if( theDDZ<1E-6 || theSpatialStep<1E-6 )
 917     return 1 << 20;
 918
 919   std::vector<double> distances;
 920   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 921   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 922     return 0;
 923
 924   double aCompleteDistance = distances[n-1];
 925   int aNbSteps = int( aCompleteDistance / theSpatialStep ) + 1;
 926   gp_Pnt aLowest;
 927   gp_Vec2d aDir;
 928   double aZMin, aZMax;
 929   GetProperties( theProfiles[0], aLowest, aDir, true, aZMin, aZMax );
 930   int aNbZSteps = (aZMax-aZMin)/theDDZ;
 931
 932   if( aNbSteps > ( 1<<16 ) || aNbZSteps > ( 1<<16 ) )
 933     return 1 << 20;
 934
 935   return aNbSteps * aNbZSteps;
 936 }