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 <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  40 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  42 #include <TopExp.hxx>
  43 #include <TopTools_IndexedMapOfOrientedShape.hxx>
  44 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.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 #include <ShapeUpgrade_UnifySameDomain.hxx>
  52 #include <BRepBuilderAPI_MakePolygon.hxx>
  53 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  54 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  55 #include <GeomProjLib.hxx>
  56 #include <gp_Pln.hxx>
  57 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeShape.hxx>
  58 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  59 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  60 #include <assert.h>
  61
  62 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  63
  64 HYDROData_DTM::CurveUZ::CurveUZ( double theXCurv, const gp_Vec2d& theProfileDir, double theDeltaZ, double theMaxZ )
  65   : myXcurv( theXCurv ), myProfileDir( theProfileDir ), myDeltaZ( theDeltaZ ), myMaxZ (theMaxZ)
  66 {
  67 }
  68
  69 HYDROData_DTM::CurveUZ::~CurveUZ()
  70 {
  71 }
  72
  73 double HYDROData_DTM::CurveUZ::Xcurv() const
  74 {
  75   return myXcurv;
  76 }
  77
  78 gp_Vec2d HYDROData_DTM::CurveUZ::ProfileDir() const
  79 {
  80   return myProfileDir;
  81 }
  82
  83 double HYDROData_DTM::CurveUZ::DeltaZ() const
  84 {
  85   return myDeltaZ;
  86 }
  87
  88 double HYDROData_DTM::CurveUZ::MaxZ() const
  89 {
  90   return myMaxZ;
  91 }
  92
  93 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator + ( const CurveUZ& c ) const
  94 {
  95   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv() + c.Xcurv(), ProfileDir() + c.ProfileDir(), DeltaZ() + c.DeltaZ(), MaxZ() + c.MaxZ() );
  96   size_t n = size(), n1 = c.size();
  97   if( n!=n1 )
  98   {
  99     std::cout << "Warning: different number of points in curves: " << n << ", " << n1 << std::endl;
 100   }
 101   res.reserve( n );
 102   for( int i=0; i<n; i++ )
 103   {
 104     PointUZ p;
 105     p.U = operator[]( i ).U + c[i].U;
 106     p.Z = operator[]( i ).Z;
 107     res.push_back( p );
 108   }
 109   return res;
 110 }
 111
 112 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator * ( double d ) const
 113 {
 114   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv()*d, ProfileDir()*d, DeltaZ()*d, MaxZ()*d );
 115   size_t n = size();
 116   res.reserve( n );
 117   for( int i=0; i<n; i++ )
 118   {
 119     PointUZ p;
 120     p.U = operator[]( i ).U * d;
 121     p.Z = operator[]( i ).Z;
 122     res.push_back( p );
 123   }
 124   return res;
 125 }
 126
 127
 128
 129
 130 HYDROData_DTM::HYDROData_DTM()
 131 {
 132 }
 133
 134 HYDROData_DTM::~HYDROData_DTM()
 135 {
 136 }
 137
 138 HYDROData_SequenceOfObjects HYDROData_DTM::GetProfiles() const
 139 {
 140   return GetReferenceObjects( DataTag_Profiles );
 141 }
 142
 143 void HYDROData_DTM::SetProfiles( const HYDROData_SequenceOfObjects& theProfiles )
 144 {
 145   SetReferenceObjects( theProfiles, DataTag_Profiles );
 146   Changed( Geom_3d );
 147 }
 148
 149 double HYDROData_DTM::GetDDZ() const
 150 {
 151   return GetDouble( DataTag_DDZ );
 152 }
 153
 154 void HYDROData_DTM::SetDDZ( double theDDZ )
 155 {
 156   SetDouble( DataTag_DDZ, theDDZ );
 157   Changed( Geom_3d );
 158 }
 159
 160 double HYDROData_DTM::GetSpatialStep() const
 161 {
 162   return GetDouble( DataTag_SpatialStep );
 163 }
 164
 165 void HYDROData_DTM::SetSpatialStep( double theSpatialStep )
 166 {
 167   SetDouble( DataTag_SpatialStep, theSpatialStep );
 168   Changed( Geom_3d );
 169 }
 170
 171 void HYDROData_DTM::PointsToWire(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Wire& W )
 172 {
 173
 174   BRepBuilderAPI_MakePolygon PM;
 175   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 176     PM.Add(gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 177
 178   W = PM.Wire();
 179 }
 180
 181 void HYDROData_DTM::PointsToEdge(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Edge& E )
 182 {
 183   Handle(TColgp_HArray1OfPnt) gpPoints = new TColgp_HArray1OfPnt(1, (int)pnts.size());
 184
 185   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 186     gpPoints->SetValue(i+1, gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 187
 188   GeomAPI_Interpolate anInterpolator(gpPoints, Standard_False,1.0e-6);
 189   anInterpolator.Perform() ;
 190   if (anInterpolator.IsDone())
 191   {
 192     Handle(Geom_BSplineCurve) C = anInterpolator.Curve();
 193     E = BRepBuilderAPI_MakeEdge(C).Edge();
 194   }
 195 }
 196
 197 TopTools_IndexedMapOfOrientedShape HYDROData_DTM::Create3DShape(const AltitudePoints& left,
 198                                                                 const AltitudePoints& right,
 199                                                                 const std::vector<AltitudePoints>& main_profiles)
 200 {
 201   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll;
 202   //TopoDS_Wire LWire, RWire;
 203   //PointsToWire(left, LWire);
 204   //PointsToWire(right, RWire);
 205   TopoDS_Edge LEdge, REdge;
 206   PointsToEdge(left, LEdge);
 207   PointsToEdge(right, REdge);
 208   if (!LEdge.IsNull())
 209     ll.Add(LEdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 210
 211   for (int k = 0; k < main_profiles.size(); k++)
 212   {
 213     TopoDS_Wire W;
 214     PointsToWire(main_profiles[k], W);
 215     TopAbs_Orientation Ori = TopAbs_INTERNAL;
 216     if (k == 0 || k == main_profiles.size() - 1)
 217       Ori = TopAbs_FORWARD;
 218     ll.Add(W.Oriented(Ori));
 219   }
 220
 221   if (!REdge.IsNull())
 222     ll.Add(REdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 223   //yes, add subshapes in this order (left + profiles + right)
 224   //otherwise the projected wire will be non-manifold
 225
 226   return ll;
 227 }
 228
 229
 230 void HYDROData_DTM::Update()
 231 {
 232   AltitudePoints points;
 233   TopoDS_Shape Out3dPres;
 234   TopoDS_Shape Out2dPres;
 235   TopoDS_Shape OutLeftB;
 236   TopoDS_Shape OutRightB;
 237   TopoDS_Shape OutInlet;
 238   TopoDS_Shape OutOutlet;
 239
 240   HYDROData_SequenceOfObjects objs = GetProfiles();
 241   double ddz = GetDDZ();
 242   double step = GetSpatialStep();
 243   std::set<int> InvInd;
 244   bool WireIntersections; //__TODO
 245   CreateProfilesFromDTM( objs, ddz, step, points, Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, true, true, InvInd, -1, WireIntersections );
 246   SetAltitudePoints( points );
 247
 248   SetShape( DataTag_LeftBankShape, OutLeftB);
 249   SetShape( DataTag_RightBankShape, OutRightB);
 250   SetShape( DataTag_InletShape, OutInlet);
 251   SetShape( DataTag_OutletShape, OutOutlet );
 252   SetShape( DataTag_3DShape, Out3dPres );
 253   SetShape( DataTag_2DShape, Out2dPres );
 254
 255   HYDROData_Bathymetry::Update();
 256 }
 257
 258 void HYDROData_DTM::GetPresentationShapes( TopoDS_Shape& Out3dPres,
 259                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 260                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 261                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 262                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 263                                            TopoDS_Shape& OutOutlet )
 264 {
 265   //without update!
 266   OutLeftB = GetShape( DataTag_LeftBankShape);
 267   OutRightB = GetShape( DataTag_RightBankShape);
 268   OutInlet = GetShape( DataTag_InletShape);
 269   OutOutlet = GetShape( DataTag_OutletShape );
 270   Out3dPres = GetShape( DataTag_3DShape );
 271   Out2dPres = GetShape( DataTag_2DShape );
 272 }
 273 void HYDROData_DTM::CreateProfilesFromDTM (const HYDROData_SequenceOfObjects& InpProfiles,
 274                                            double ddz,
 275                                            double step,
 276                                            AltitudePoints& points,
 277                                            TopoDS_Shape& Out3dPres,
 278                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 279                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 280                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 281                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 282                                            TopoDS_Shape& OutOutlet,
 283                                            bool Create3dPres,
 284                                            bool Create2dPres,
 285                                            std::set<int>& InvInd,
 286                                            int thePntsLimit,
 287                                            bool& WireIntersections)
 288 {
 289   int aLower = InpProfiles.Lower(), anUpper = InpProfiles.Upper();
 290   size_t n = anUpper - aLower + 1;
 291
 292   std::vector<Handle(HYDROData_Profile)> profiles;
 293   profiles.reserve( n );
 294   for( int i=aLower; i<=anUpper; i++ )
 295   {
 296     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = Handle(HYDROData_Profile)::DownCast( InpProfiles.Value( i ) );
 297     if( !aProfile.IsNull() )
 298       profiles.push_back( aProfile );
 299   }
 300   const double EPS = 1E-3;
 301   AltitudePoints left;
 302   AltitudePoints right;
 303   std::vector<AltitudePoints> main_profiles;
 304
 305   if( thePntsLimit > 0 )
 306   {
 307     int aNbPoints = EstimateNbPoints( profiles, ddz, step );
 308     if( aNbPoints < 0 || aNbPoints > thePntsLimit )
 309       return;
 310   }
 311
 312   if( ddz>EPS && step>EPS )
 313     CreateProfiles(profiles, ddz, step, left, right, points, main_profiles,
 314     Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, Create3dPres, Create2dPres, InvInd, WireIntersections );
 315 }
 316
 317 bool HYDROData_DTM::GetPlanarFaceFromBanks( const TopoDS_Edge& LB, const TopoDS_Edge& RB, TopoDS_Face& outF,
 318   TopTools_SequenceOfShape* Boundr)
 319 {
 320   BRep_Builder BB;
 321   TopoDS_Face F;
 322   Handle_Geom_Plane refpl = new Geom_Plane(gp_Pnt(0,0,0), gp_Dir(0,0,1));
 323
 324   TopoDS_Vertex VFI, VLI, VFO, VLO;
 325   TopoDS_Edge prLB;
 326   TopoDS_Edge prRB;
 327
 328
 329   BRepAdaptor_Curve LBAD(LB);
 330   Handle_Geom_Curve LBPC = GeomProjLib::ProjectOnPlane(LBAD.Curve().Curve(), refpl, gp_Dir(0, 0, -1), 1 );
 331   prLB = BRepLib_MakeEdge(LBPC).Edge();
 332
 333   BRepAdaptor_Curve RBAD(RB);
 334   Handle_Geom_Curve RBPC = GeomProjLib::ProjectOnPlane(RBAD.Curve().Curve(), refpl, gp_Dir(0, 0, -1), 1 );
 335   prRB = BRepLib_MakeEdge(RBPC).Edge();
 336
 337   TopExp::Vertices(prLB, VFI, VFO, 1);
 338   TopExp::Vertices(prRB, VLI, VLO, 1);
 339   TopoDS_Edge prIL = BRepLib_MakeEdge(VFI, VLI).Edge();
 340   TopoDS_Edge prOL = BRepLib_MakeEdge(VFO, VLO).Edge();
 341   TopoDS_Wire prW = BRepLib_MakeWire(prLB, prIL, prOL, prRB).Wire();
 342   outF = BRepBuilderAPI_MakeFace(refpl->Pln(), prW, 1).Face();
 343
 344   if (Boundr)
 345   {
 346     Boundr->Append(prLB);
 347     Boundr->Append(prIL);
 348     Boundr->Append(prOL);
 349     Boundr->Append(prRB);
 350   }
 351
 352   ShapeAnalysis_Wire WA(prW, outF, Precision::Confusion());
 353   bool res = WA.CheckSelfIntersection();
 354   return !res;
 355 }
 356
 357 void HYDROData_DTM::CreateProfiles(const std::vector<Handle(HYDROData_Profile)>& theProfiles,
 358                                    double theDDZ,
 359                                    double theSpatialStep,
 360                                    AltitudePoints& theOutLeft,
 361                                    AltitudePoints& theOutRight,
 362                                    AltitudePoints& theOutPoints,
 363                                    std::vector<AltitudePoints>& theOutMainProfiles,
 364                                    TopoDS_Shape& Out3dPres,
 365                                    TopoDS_Shape& Out2dPres,
 366                                    TopoDS_Shape& OutLeftB,
 367                                    TopoDS_Shape& OutRightB,
 368                                    TopoDS_Shape& OutInlet,
 369                                    TopoDS_Shape& OutOutlet,
 370                                    bool Create3dPres,
 371                                    bool Create2dPres,
 372                                    std::set<int>& InvInd,
 373                                    bool& ProjStat)
 374 {
 375   if (theProfiles.empty())
 376     return;
 377   theOutPoints = Interpolate( theProfiles, theDDZ, theSpatialStep, theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles, InvInd );
 378   //note that if Create3dPres is false => Create2dPres flag is meaningless!
 379   if( theOutPoints.empty() )
 380     return;
 381
 382   if (Create3dPres)
 383   {
 384     TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll = Create3DShape( theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles);
 385
 386     if (ll.IsEmpty())
 387       return;
 388     BRep_Builder BB;
 389     TopoDS_Compound cmp;
 390     BB.MakeCompound(cmp);
 391     for (int i = 1; i <= ll.Extent(); i++)
 392       BB.Add(cmp, ll(i));
 393
 394     Out3dPres = cmp;
 395
 396     //same order as in HYDROData_DTM::Update()
 397     OutLeftB = ll(1);
 398     OutRightB = ll(ll.Extent());
 399     OutInlet = ll(2);
 400     OutOutlet = ll(ll.Extent() - 1);
 401
 402     if (Create2dPres)
 403     {
 404       TopoDS_Face outF;
 405       ProjStat = GetPlanarFaceFromBanks(TopoDS::Edge(OutLeftB), TopoDS::Edge(OutRightB), outF, NULL);
 406       Out2dPres = outF;
 407     };
 408   }
 409 }
 410
 411
 412
 413
 414 void HYDROData_DTM::GetProperties( const Handle(HYDROData_Profile)& theProfile,
 415                     gp_Pnt& theLowestPoint, gp_Vec2d& theDir,
 416                     double& theZMin, double& theZMax )
 417 {
 418   theLowestPoint = theProfile->GetBottomPoint();
 419
 420   gp_XY aLeft, aRight;
 421   theProfile->GetLeftPoint( aLeft, true, true );
 422   theProfile->GetRightPoint( aRight, true, true );
 423   double x = aRight.X()-aLeft.X();
 424   double y = aRight.Y()-aLeft.Y();
 425   theDir = gp_Vec2d( x, y );
 426
 427   HYDROData_Profile::ProfilePoints points = theProfile->GetProfilePoints();
 428   int lo = points.Lower();
 429   int up = points.Upper();
 430   theZMin = std::numeric_limits<double>::max();
 431   theZMax = -theZMin;
 432   for( int i=lo; i<=up; i++ )
 433   {
 434     double z = points.Value( i ).Z();
 435     if( z>theZMax )
 436       theZMax = z;
 437     if( z<theZMin )
 438       theZMin = z;
 439   }
 440 }
 441
 442 inline gp_Pnt2d To2D( const gp_Pnt& thePnt, const gp_Trsf& theTr,
 443                       double& theUMin, double& theUMax )
 444 {
 445   gp_Pnt p = thePnt.Transformed( theTr );
 446   double u = p.X();
 447   double z = p.Z();
 448   if( u<theUMin )
 449     theUMin = u;
 450   if( u>theUMax )
 451     theUMax = u;
 452   return gp_Pnt2d( u, z );
 453 }
 454
 455 Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) To2D( const TColgp_Array1OfPnt& thePoints,
 456                                     const gp_Trsf& theTr,
 457                                     double& theUMin, double& theUMax )
 458 {
 459   int low = thePoints.Lower(), up = thePoints.Upper();
 460   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( low, up );
 461   for( int i=low; i<=up; i++ )
 462     points->SetValue( i, To2D( thePoints.Value( i ), theTr, theUMin, theUMax ) );
 463   return points;
 464 }
 465
 466 Handle(Geom2d_Curve) CurveTo2D( const Handle(Geom_Curve)& theCurve,
 467                                 Standard_Real theFirst, Standard_Real theLast,
 468                                 const gp_Trsf& theTr,
 469                                 double& theUMin, double& theUMax )
 470 {
 471   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_Line ) ) )
 472   {
 473     gp_Pnt aFirstPnt, aLastPnt;
 474     theCurve->D0( theFirst, aFirstPnt );
 475     theCurve->D0( theLast, aLastPnt );
 476
 477     gp_Pnt2d
 478       aFirst2d = To2D( aFirstPnt, theTr, theUMin, theUMax ),
 479       aLast2d = To2D( aLastPnt, theTr, theUMin, theUMax );
 480
 481     gp_Vec2d dir( aFirst2d, aLast2d );
 482     Handle(Geom2d_Line) aLine2d = new Geom2d_Line( aFirst2d, gp_Dir2d( dir.X(), dir.Y() ) );
 483     return new Geom2d_TrimmedCurve( aLine2d, 0, aLast2d.Distance( aFirst2d ) );
 484   }
 485
 486   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_BSplineCurve ) ) )
 487   {
 488     Handle(Geom_BSplineCurve) aSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast( theCurve );
 489
 490     Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) poles = To2D( aSpline->Poles(), theTr, theUMin, theUMax );
 491     const TColStd_Array1OfReal& knots = aSpline->Knots();
 492     const TColStd_Array1OfInteger& multiplicities = aSpline->Multiplicities();
 493     int aDegree = aSpline->Degree();
 494
 495     return new Geom2d_BSplineCurve( poles->Array1(), knots, multiplicities, aDegree );
 496   }
 497
 498   return Handle(Geom2d_Curve)();
 499 }
 500
 501 #include <GCE2d_MakeSegment.hxx>
 502 #include <Geom2dAPI_InterCurveCurve.hxx>
 503 bool IsCooriented( const Handle(HYDROData_Profile)& theProfile1,
 504                    const Handle(HYDROData_Profile)& theProfile2 )
 505 {
 506   if( theProfile1==theProfile2 )
 507     return true;
 508
 509   gp_XY lp1, rp1, lp2, rp2;
 510   theProfile1->GetLeftPoint(lp1);
 511   theProfile1->GetRightPoint(rp1);
 512   theProfile2->GetLeftPoint(lp2);
 513   theProfile2->GetRightPoint(rp2);
 514
 515   GCE2d_MakeSegment s1(lp1, lp2);
 516   GCE2d_MakeSegment s2(rp1, rp2);
 517
 518   Geom2dAPI_InterCurveCurve inter;
 519   inter.Init(s1.Value(), s2.Value());
 520   if (inter.NbPoints() == 0)
 521     return true;
 522   else
 523     return false;
 524 }
 525
 526 Handle(Geom2d_BSplineCurve) HYDROData_DTM::CreateHydraulicAxis(
 527   const std::vector<Handle(HYDROData_Profile)>& theProfiles,
 528   std::vector<double>& theDistances )
 529 {
 530   size_t n = theProfiles.size();
 531   if( n==1 )
 532     return Handle_Geom2d_BSplineCurve();
 533
 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   // Stage 1. Orient all profiles to be co-oriented with the first profile
 541   theProfiles[0]->Update();
 542   for( size_t i = 1; i < n; i++ )
 543   {
 544     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = theProfiles[i];
 545     Handle(HYDROData_Profile) aPrevProfile = theProfiles[i-1];
 546
 547     if( !IsCooriented( aProfile, aPrevProfile ) )
 548     {
 549       gp_XY lp, rp;
 550       aProfile->GetLeftPoint( lp, true );
 551       aProfile->GetRightPoint( rp, true );
 552       aProfile->SetLeftPoint( rp, true );
 553       aProfile->SetRightPoint( lp, true );
 554     }
 555     aProfile->Update();
 556   }
 557
 558   // Stage 2. Calculate normals so that each normal "points" to the next profile
 559   for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 560   {
 561     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = theProfiles[i];
 562     Handle(HYDROData_Profile) aNextProfile = i==n-1 ? theProfiles[i-1] : theProfiles[i+1];
 563
 564     gp_Pnt aLowest;
 565     gp_Vec2d aNormal;
 566     double zmin, zmax;
 567
 568     gp_XYZ curP = aProfile->GetBottomPoint(true);
 569     gp_XY curP2d = gp_XY(curP.X(), curP.Y());
 570
 571     gp_XYZ nextP = aNextProfile->GetBottomPoint(true);
 572     gp_XY nextP2d = gp_XY(nextP.X(), nextP.Y());
 573
 574     gp_Vec2d aPrTangent;
 575     GetProperties( aProfile, aLowest, aPrTangent, zmin, zmax );
 576     aNormal.SetCoord( -aPrTangent.Y(), aPrTangent.X() );
 577
 578     gp_Vec2d aDirToNextProfile(nextP2d.X() - curP2d.X(), nextP2d.Y() - curP2d.Y() );
 579     if( i==n-1 )
 580       aDirToNextProfile.Reverse();
 581
 582     if (aNormal.Dot(aDirToNextProfile) < 0)
 583       aNormal.Reverse();
 584
 585     aNormal.Normalize();
 586
 587     points->SetValue( (int)(i+1), gp_Pnt2d( aLowest.X(), aLowest.Y() ) );
 588     tangents.SetValue( (int)(i+1), aNormal );
 589     flags->SetValue( (int)(i+1), Standard_True );
 590   }
 591
 592   Geom2dAPI_Interpolate anInterpolator( points, Standard_False, Standard_False );
 593   anInterpolator.Load( tangents, flags );
 594   anInterpolator.Perform();
 595   if( anInterpolator.IsDone() )
 596   {
 597     aResult = anInterpolator.Curve();
 598
 599     //fill the distances vector
 600     Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( aResult );
 601
 602     theDistances.clear();
 603     theDistances.reserve( n );
 604     Standard_Real aParamFirst = anAdaptor.FirstParameter(), aParamLast = anAdaptor.LastParameter();
 605     for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 606     {
 607       gp_Pnt2d aPnt = points->Value( (Standard_Integer)i );
 608       Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProject( aPnt, aResult );
 609       Standard_Real aParam = aProject.LowerDistanceParameter();
 610       double aDistance = GCPnts_AbscissaPoint::Length( anAdaptor, aParamFirst, aParam );
 611       theDistances.push_back( aDistance );
 612     }
 613   }
 614   return aResult;
 615 }
 616
 617 std::vector<Handle(Geom2d_Curve)> HYDROData_DTM::ProfileToParametric(
 618   const Handle(HYDROData_Profile)& theProfile,
 619   double& theUMin, double& theUMax, gp_Vec2d& theDir )
 620 {
 621   std::vector<Handle(Geom2d_Curve)> curves;
 622
 623   // Transformation of the coordinate systems
 624   gp_Pnt aLowest;
 625   double zmin, zmax;
 626   GetProperties( theProfile, aLowest, theDir, zmin, zmax );
 627
 628   gp_Ax3 aStd3d( gp_Pnt( 0, 0, 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( 1, 0, 0 ) );
 629   gp_Ax3 aLocal( gp_Pnt( aLowest.X(), aLowest.Y(), 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( theDir.X(), theDir.Y(), 0 ) );
 630
 631   gp_Trsf aTransf;
 632   aTransf.SetTransformation( aStd3d, aLocal );
 633
 634   // Iteration via edges
 635   TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire( theProfile->GetShape3D() );
 636   TopExp_Explorer anExp( aWire, TopAbs_EDGE );
 637   for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 638   {
 639     // Extract an edge from wire
 640     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge( anExp.Current() );
 641
 642     // Extract a curve corresponding to the edge
 643     TopLoc_Location aLoc;
 644     Standard_Real aFirst, aLast;
 645     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve( anEdge, aLoc, aFirst, aLast );
 646
 647     // Convert the curve to 2d CS
 648     Handle(Geom2d_Curve) aCurve2d = CurveTo2D( aCurve, aFirst, aLast, aTransf, theUMin, theUMax );
 649     if( !aCurve2d.IsNull() )
 650       curves.push_back( aCurve2d );
 651   }
 652   return curves;
 653 }
 654
 655
 656 bool CalcMidWidth( const std::set<double>& intersections, double& theMid, double& theWid )
 657 {
 658   double umin = std::numeric_limits<double>::max(),
 659          umax = -umin;
 660
 661   size_t n = intersections.size();
 662   if( n <= 0 )
 663     return false;
 664
 665   std::set<double>::const_iterator it = intersections.begin(), last = intersections.end();
 666   for( ; it!=last; it++ )
 667   {
 668     double u = *it;
 669     if( u<umin )
 670       umin = u;
 671     if( u>umax )
 672       umax = u;
 673   }
 674   theMid = ( umin+umax )/2;
 675   theWid = umax-umin;
 676   return true;
 677 }
 678
 679 void HYDROData_DTM::ProfileDiscretization( const Handle(HYDROData_Profile)& theProfile,
 680                                            double theXCurv, double theMinZ, double theMaxZ, double theTopZ, double theDDZ,
 681                                            CurveUZ& theMidPointCurve,
 682                                            CurveUZ& theWidthCurve,
 683                                            int& intersection_nb,
 684                                            double theTolerance)
 685 {
 686   double aDblMax = std::numeric_limits<double>::max(),
 687          aUMin = aDblMax,
 688          aUMax = -aUMin,
 689          aVMax = 1000000;
 690
 691   gp_Vec2d aProfileDir;
 692   std::vector<Handle(Geom2d_Curve)> curves = ProfileToParametric( theProfile, aUMin, aUMax, aProfileDir );
 693   size_t n = curves.size();
 694
 695   if( n==0 )
 696     return;
 697
 698   // we add the "virtual" vertical lines to simulate the intersection with profile
 699   gp_Pnt2d aFirst, aLast;
 700   curves[0]->D0( curves[0]->FirstParameter(), aFirst );
 701   curves[n-1]->D0( curves[n-1]->LastParameter(), aLast );
 702   Handle(Geom2d_Line) aV1 = new Geom2d_Line( aFirst, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 703   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT1 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV1, 0.0, aVMax );
 704
 705   Handle(Geom2d_Line) aV2 = new Geom2d_Line( aLast, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 706   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT2 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV2, 0.0, aVMax );
 707
 708   curves.push_back( aT1 );
 709   curves.push_back( aT2 );
 710
 711   int psize = ( int )( ( theMaxZ-theMinZ ) / theDDZ + 1 );
 712   theMidPointCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ, theTopZ);
 713   theMidPointCurve.reserve( psize );
 714   theWidthCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ, theTopZ );
 715   theWidthCurve.reserve( psize );
 716
 717   n = curves.size();
 718   // for each discrete value of z we search intersection with profile
 719   for( double z1 = theMinZ; z1 <= theMaxZ; z1 += theDDZ )
 720   {
 721     Handle(Geom2d_Line) aLine = new Geom2d_Line( gp_Pnt2d( 0, z1 ), gp_Dir2d( 1, 0 ) );
 722     std::set<double> intersections;
 723     for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 724     {
 725       Handle(Geom2d_Curve) aCurve = curves[i];
 726       Geom2dAPI_InterCurveCurve anIntersect( aCurve, aLine, theTolerance );
 727       for( int k=1, m=anIntersect.NbPoints(); k<=m; k++ )
 728         intersections.insert( anIntersect.Point( k ).X() );
 729     }
 730
 731     intersection_nb = intersections.size();
 732     if( intersection_nb >= 1 )
 733     {
 734       double u_mid, u_wid;
 735       if( !CalcMidWidth( intersections, u_mid, u_wid ) )
 736         continue;
 737
 738       double z = z1 - theMinZ;
 739       PointUZ p_mid;
 740       p_mid.U = u_mid;
 741       p_mid.Z = z;
 742       theMidPointCurve.push_back( p_mid );
 743
 744       PointUZ p_wid;
 745       p_wid.U = u_wid;
 746       p_wid.Z = z;
 747       theWidthCurve.push_back( p_wid );
 748     }
 749   }
 750 }
 751
 752 void HYDROData_DTM::Interpolate( const CurveUZ& theCurveA, const CurveUZ& theCurveB,
 753                                  int theNbSteps, std::vector<CurveUZ>& theInterpolation,
 754                                  bool isAddSecond )
 755 {
 756   theInterpolation.clear();
 757   int d = isAddSecond ? 2 : 1;
 758   theInterpolation.reserve( theNbSteps+d );
 759   double dt = 1.0 / double( theNbSteps + 1 );
 760   double t = dt;
 761   theInterpolation.push_back( theCurveA );
 762   for( int i=0; i<theNbSteps; i++, t+=dt )
 763   {
 764     CurveUZ anInterp = theCurveA*(1-t) + theCurveB*t;
 765     theInterpolation.push_back( anInterp );
 766   }
 767   if( isAddSecond )
 768     theInterpolation.push_back( theCurveB );
 769 }
 770 #include <BRepLib_MakeEdge2d.hxx>
 771 void HYDROData_DTM::CurveTo3D( const Handle(Geom2d_BSplineCurve)& theHydraulicAxis,
 772                                const CurveUZ& theMidCurve, const CurveUZ& theWidthCurve,
 773                                AltitudePoints& thePoints )
 774 {
 775   Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( theHydraulicAxis );
 776   TopoDS_Edge E2d = BRepLib_MakeEdge2d(theHydraulicAxis).Edge();
 777   GCPnts_AbscissaPoint ap( anAdaptor, theMidCurve.Xcurv(), anAdaptor.FirstParameter() );
 778   double aParam = ap.Parameter();
 779
 780   gp_Pnt2d point;
 781   anAdaptor.D0( aParam, point );
 782   gp_Vec2d profile_dir = theMidCurve.ProfileDir();
 783   //gp_Dir tangent_n( -profile_dir.Y(), profile_dir.X(), dz );
 784   profile_dir.Normalize();
 785
 786   size_t n = theMidCurve.size();
 787   std::map<double, AltitudePoint> sorted_points;
 788   bool isOnTop = false;
 789   for( size_t i=0; i<n; i++ ) // build the two banks of the interpolated profile, from bottom to top
 790   {
 791     double param1 = theMidCurve[i].U - theWidthCurve[i].U / 2;
 792     double param2 = theMidCurve[i].U + theWidthCurve[i].U / 2;
 793
 794     gp_Pnt2d p1 = point.Translated( param1 * profile_dir);
 795     gp_Pnt2d p2 = point.Translated( param2 * profile_dir);
 796
 797     bool arrivedOnTop = false;
 798     double z = 0;
 799     if (theMidCurve[i].Z <= theMidCurve.MaxZ())
 800       z = theMidCurve[i].Z + theMidCurve.DeltaZ();
 801     else
 802       {
 803         z = theMidCurve.MaxZ() + theMidCurve.DeltaZ(); // limit z to linear interpolation between maxima on extremity profiles
 804         arrivedOnTop = true; // do not keep points after this one
 805       }
 806     if (!isOnTop)
 807       {
 808         AltitudePoint p3d_1( p1.X(), p1.Y(), z ), p3d_2( p2.X(), p2.Y(), z );
 809
 810         sorted_points[param1] = p3d_1;
 811         sorted_points[param2] = p3d_2;
 812       }
 813     //if (arrivedOnTop)
 814     //  isOnTop =true; // do not keep points after this one (commented: leads to strange limits of 2D shape)
 815   }
 816
 817   thePoints.reserve( sorted_points.size() );
 818   const double EPS = 1E-12;
 819   std::map<double, AltitudePoint>::const_iterator it = sorted_points.begin(), last = sorted_points.end();
 820   for( ; it!=last; it++ )
 821     if( thePoints.empty() || thePoints.back().SquareDistance( it->second ) > EPS )
 822       thePoints.push_back( it->second );
 823 }
 824
 825 inline double max( double a, double b )
 826 {
 827   if( a>b )
 828     return a;
 829   else
 830     return b;
 831 }
 832
 833 inline double min( double a, double b )
 834 {
 835   if( a<b )
 836     return a;
 837   else
 838     return b;
 839 }
 840
 841 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
 842
 843 std::vector<HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints> HYDROData_DTM::Interpolate
 844   ( const Handle(Geom2d_BSplineCurve)& theHydraulicAxis,
 845     const Handle(HYDROData_Profile)& theProfileA,
 846     double theXCurvA,
 847     const Handle(HYDROData_Profile)& theProfileB,
 848     double theXCurvB,
 849     double theDDZ, int theNbSteps, bool isAddSecond,
 850     int& inter_nb_1, int& inter_nb_2)
 851 {
 852   double zminA, zmaxA, zminB, zmaxB;
 853   gp_Pnt lowestA, lowestB;
 854   gp_Vec2d dirA, dirB;
 855
 856   GetProperties( theProfileA, lowestA, dirA, zminA, zmaxA );
 857   GetProperties( theProfileB, lowestB, dirB, zminB, zmaxB );
 858
 859
 860   double hmax = max( zmaxA-zminA, zmaxB-zminB );
 861
 862   //double dz = zminB - zminA;
 863   //double zmin = min( zminA, zminB );
 864   //double zmax = max( zmaxA, zmaxB );
 865
 866   CurveUZ midA(0, gp_Vec2d(), 0, 0), midB(0, gp_Vec2d(), 0, 0);
 867   CurveUZ widA(0, gp_Vec2d(), 0, 0), widB(0, gp_Vec2d(), 0, 0);
 868
 869   ProfileDiscretization( theProfileA, theXCurvA, zminA, zminA+hmax, zmaxA-zminA, theDDZ, midA, widA, inter_nb_1 );
 870   ProfileDiscretization( theProfileB, theXCurvB, zminB, zminB+hmax, zmaxB-zminB, theDDZ, midB, widB, inter_nb_2 );
 871
 872   std::vector<CurveUZ> mid, wid;
 873   Interpolate( midA, midB, theNbSteps, mid, isAddSecond );
 874   Interpolate( widA, widB, theNbSteps, wid, isAddSecond );
 875
 876   size_t p = mid.size();
 877   size_t q = p>0 ? 2*mid[0].size() : 1;
 878   std::vector<AltitudePoints> points;
 879   points.resize( p );
 880
 881   for( size_t i=0; i<p; i++ )
 882   {
 883     points[i].reserve( q );
 884     CurveTo3D( theHydraulicAxis, mid[i], wid[i], points[i] );
 885   }
 886
 887   return points;
 888 }
 889
 890 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_DTM::Interpolate
 891   ( const std::vector<Handle(HYDROData_Profile)>& theProfiles,
 892     double theDDZ, double theSpatialStep,
 893     AltitudePoints& theLeft,
 894     AltitudePoints& theRight,
 895     std::vector<AltitudePoints>& theMainProfiles,
 896     std::set<int>& invalInd)
 897 {
 898   AltitudePoints points;
 899   size_t n = theProfiles.size();
 900   if( n<=1 )
 901     return points;
 902
 903   std::vector<double> distances;
 904   Handle(Geom2d_BSplineCurve) aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 905   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 906     return points;
 907
 908   theMainProfiles.reserve( n );
 909
 910   for( size_t i=0, n1=n-1; i<n1; i++ )
 911   {
 912     double aDistance = distances[i+1]-distances[i];
 913     int aNbSteps = int(aDistance/theSpatialStep);
 914     bool isAddSecond = i==n1-1;
 915
 916     // 1. Calculate interpolated profiles
 917     int inter_nb_1, inter_nb_2;
 918     std::vector<AltitudePoints> local_points = Interpolate( aHydraulicAxis, theProfiles[i], distances[i],
 919       theProfiles[i+1], distances[i+1], theDDZ, aNbSteps, isAddSecond, inter_nb_1, inter_nb_2 );
 920     int lps = local_points.size();
 921
 922     if (inter_nb_1 > 2)
 923       invalInd.insert(i);
 924
 925     if (inter_nb_2 > 2)
 926       invalInd.insert(i+1);
 927
 928     // 2. Put all points into the global container
 929     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 930     {
 931       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 932       if( i==0 && j==0 )
 933         points.reserve( lp.size() * n );
 934       for( size_t k=0, ks=lp.size(); k<ks; k++ )
 935         points.push_back( lp[k] );
 936     }
 937
 938     // 3. Get left/right banks' points
 939     if( i==0 )
 940     {
 941       theLeft.reserve( lps * n );
 942       theRight.reserve( lps * n );
 943     }
 944     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 945     {
 946       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 947       theLeft.push_back( lp[0] );
 948       theRight.push_back( lp[lp.size()-1] );
 949     }
 950
 951     // 4. Get main profiles points
 952     theMainProfiles.push_back( local_points[0] );
 953     if( isAddSecond )
 954       theMainProfiles.push_back( local_points[lps-1] );
 955   }
 956   return points;
 957 }
 958
 959 int HYDROData_DTM::EstimateNbPoints( const std::vector<Handle(HYDROData_Profile)>& theProfiles,
 960                                      double theDDZ, double theSpatialStep )
 961 {
 962   size_t n = theProfiles.size();
 963   if( n<=1 )
 964     return 0;
 965   if( theDDZ<1E-6 || theSpatialStep<1E-6 )
 966     return 1 << 20;
 967
 968   std::vector<double> distances;
 969   Handle(Geom2d_BSplineCurve) aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 970   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 971     return 0;
 972
 973   double aCompleteDistance = distances[n-1];
 974   int aNbSteps = int( aCompleteDistance / theSpatialStep ) + 1;
 975   gp_Pnt aLowest;
 976   gp_Vec2d aDir;
 977   double aZMin, aZMax;
 978   GetProperties( theProfiles[0], aLowest, aDir, aZMin, aZMax );
 979   int aNbZSteps = (aZMax-aZMin)/theDDZ;
 980
 981   if( aNbSteps > ( 1<<16 ) || aNbZSteps > ( 1<<16 ) )
 982     return 1 << 20;
 983
 984   return aNbSteps * aNbZSteps;
 985 }