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 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  46
  47 #include <BRepLib_MakeEdge.hxx>
  48 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  49 #include <BRep_Builder.hxx>
  50 #include <ShapeAnalysis_Wire.hxx>
  51 #include <BRepAlgo_NormalProjection.hxx>
  52 #include <ShapeUpgrade_UnifySameDomain.hxx>
  53 #include <BRepBuilderAPI_MakePolygon.hxx>
  54 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  55 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  56 #include <GeomProjLib.hxx>
  57 #include <gp_Pln.hxx>
  58 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeShape.hxx>
  59 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  60 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  61 #include <assert.h>
  62
  63 IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  64 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  65
  66 HYDROData_DTM::CurveUZ::CurveUZ( double theXCurv, const gp_Vec2d& theProfileDir, double theDeltaZ )
  67   : myXcurv( theXCurv ), myProfileDir( theProfileDir ), myDeltaZ( theDeltaZ )
  68 {
  69 }
  70
  71 HYDROData_DTM::CurveUZ::~CurveUZ()
  72 {
  73 }
  74
  75 double HYDROData_DTM::CurveUZ::Xcurv() const
  76 {
  77   return myXcurv;
  78 }
  79
  80 gp_Vec2d HYDROData_DTM::CurveUZ::ProfileDir() const
  81 {
  82   return myProfileDir;
  83 }
  84
  85 double HYDROData_DTM::CurveUZ::DeltaZ() const
  86 {
  87   return myDeltaZ;
  88 }
  89
  90 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator + ( const CurveUZ& c ) const
  91 {
  92   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv() + c.Xcurv(), ProfileDir() + c.ProfileDir(), DeltaZ() + c.DeltaZ() );
  93   size_t n = size(), n1 = c.size();
  94   if( n!=n1 )
  95   {
  96     std::cout << "Warning: different number of points in curves: " << n << ", " << n1 << std::endl;
  97   }
  98   res.reserve( n );
  99   for( int i=0; i<n; i++ )
 100   {
 101     PointUZ p;
 102     p.U = operator[]( i ).U + c[i].U;
 103     p.Z = operator[]( i ).Z;
 104     res.push_back( p );
 105   }
 106   return res;
 107 }
 108
 109 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator * ( double d ) const
 110 {
 111   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv()*d, ProfileDir()*d, DeltaZ()*d );
 112   size_t n = size();
 113   res.reserve( n );
 114   for( int i=0; i<n; i++ )
 115   {
 116     PointUZ p;
 117     p.U = operator[]( i ).U * d;
 118     p.Z = operator[]( i ).Z;
 119     res.push_back( p );
 120   }
 121   return res;
 122 }
 123
 124
 125
 126
 127 HYDROData_DTM::HYDROData_DTM()
 128 {
 129 }
 130
 131 HYDROData_DTM::~HYDROData_DTM()
 132 {
 133 }
 134
 135 HYDROData_SequenceOfObjects HYDROData_DTM::GetProfiles() const
 136 {
 137   return GetReferenceObjects( DataTag_Profiles );
 138 }
 139
 140 void HYDROData_DTM::SetProfiles( const HYDROData_SequenceOfObjects& theProfiles )
 141 {
 142   SetReferenceObjects( theProfiles, DataTag_Profiles );
 143   Changed( Geom_3d );
 144 }
 145
 146 double HYDROData_DTM::GetDDZ() const
 147 {
 148   return GetDouble( DataTag_DDZ );
 149 }
 150
 151 void HYDROData_DTM::SetDDZ( double theDDZ )
 152 {
 153   SetDouble( DataTag_DDZ, theDDZ );
 154   Changed( Geom_3d );
 155 }
 156
 157 double HYDROData_DTM::GetSpatialStep() const
 158 {
 159   return GetDouble( DataTag_SpatialStep );
 160 }
 161
 162 void HYDROData_DTM::SetSpatialStep( double theSpatialStep )
 163 {
 164   SetDouble( DataTag_SpatialStep, theSpatialStep );
 165   Changed( Geom_3d );
 166 }
 167
 168 void HYDROData_DTM::PointsToWire(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Wire& W )
 169 {
 170
 171   BRepBuilderAPI_MakePolygon PM;
 172   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 173     PM.Add(gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 174
 175   W = PM.Wire();
 176 }
 177
 178 void HYDROData_DTM::PointsToEdge(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Edge& E )
 179 {
 180   Handle(TColgp_HArray1OfPnt) gpPoints = new TColgp_HArray1OfPnt(1, (int)pnts.size());
 181
 182   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 183     gpPoints->SetValue(i+1, gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 184
 185   GeomAPI_Interpolate anInterpolator(gpPoints, Standard_False,1.0e-6);
 186   anInterpolator.Perform() ;
 187   if (anInterpolator.IsDone())
 188   {
 189     Handle(Geom_Curve) C = anInterpolator.Curve();
 190     E = BRepBuilderAPI_MakeEdge(C).Edge();
 191   }
 192 }
 193
 194 TopTools_IndexedMapOfOrientedShape HYDROData_DTM::Create3DShape(const AltitudePoints& left,
 195                                                                 const AltitudePoints& right,
 196                                                                 const std::vector<AltitudePoints>& main_profiles)
 197 {
 198   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll;
 199   //TopoDS_Wire LWire, RWire;
 200   //PointsToWire(left, LWire);
 201   //PointsToWire(right, RWire);
 202   TopoDS_Edge LEdge, REdge;
 203   PointsToEdge(left, LEdge);
 204   PointsToEdge(right, REdge);
 205   if (!LEdge.IsNull())
 206     ll.Add(LEdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 207
 208   for (int k = 0; k < main_profiles.size(); k++)
 209   {
 210     TopoDS_Wire W;
 211     PointsToWire(main_profiles[k], W);
 212     TopAbs_Orientation Ori = TopAbs_INTERNAL;
 213     if (k == 0 || k == main_profiles.size() - 1)
 214       Ori = TopAbs_FORWARD;
 215     ll.Add(W.Oriented(Ori));
 216   }
 217
 218   if (!REdge.IsNull())
 219     ll.Add(REdge.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 220   //yes, add subshapes in this order (left + profiles + right)
 221   //otherwise the projected wire will be non-manifold
 222
 223   return ll;
 224 }
 225
 226
 227 void HYDROData_DTM::Update()
 228 {
 229   AltitudePoints points;
 230   TopoDS_Shape Out3dPres;
 231   TopoDS_Shape Out2dPres;
 232   TopoDS_Shape OutLeftB;
 233   TopoDS_Shape OutRightB;
 234   TopoDS_Shape OutInlet;
 235   TopoDS_Shape OutOutlet;
 236
 237   HYDROData_SequenceOfObjects objs = GetProfiles();
 238   double ddz = GetDDZ();
 239   double step = GetSpatialStep();
 240   std::set<int> InvInd;
 241   bool WireIntersections; //__TODO
 242   CreateProfilesFromDTM( objs, ddz, step, points, Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, true, true, InvInd, -1, WireIntersections );
 243   SetAltitudePoints( points );
 244
 245   SetShape( DataTag_LeftBankShape, OutLeftB);
 246   SetShape( DataTag_RightBankShape, OutRightB);
 247   SetShape( DataTag_InletShape, OutInlet);
 248   SetShape( DataTag_OutletShape, OutOutlet );
 249   SetShape( DataTag_3DShape, Out3dPres );
 250   SetShape( DataTag_2DShape, Out2dPres );
 251
 252   HYDROData_Bathymetry::Update();
 253 }
 254
 255 void HYDROData_DTM::GetPresentationShapes( TopoDS_Shape& Out3dPres,
 256                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 257                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 258                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 259                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 260                                            TopoDS_Shape& OutOutlet )
 261 {
 262   //without update!
 263   OutLeftB = GetShape( DataTag_LeftBankShape);
 264   OutRightB = GetShape( DataTag_RightBankShape);
 265   OutInlet = GetShape( DataTag_InletShape);
 266   OutOutlet = GetShape( DataTag_OutletShape );
 267   Out3dPres = GetShape( DataTag_3DShape );
 268   Out2dPres = GetShape( DataTag_2DShape );
 269 }
 270 void HYDROData_DTM::CreateProfilesFromDTM (const HYDROData_SequenceOfObjects& InpProfiles,
 271                                            double ddz,
 272                                            double step,
 273                                            AltitudePoints& points,
 274                                            TopoDS_Shape& Out3dPres,
 275                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 276                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 277                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 278                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 279                                            TopoDS_Shape& OutOutlet,
 280                                            bool Create3dPres,
 281                                            bool Create2dPres,
 282                                            std::set<int>& InvInd,
 283                                            int thePntsLimit,
 284                                            bool& WireIntersections)
 285 {
 286   int aLower = InpProfiles.Lower(), anUpper = InpProfiles.Upper();
 287   size_t n = anUpper - aLower + 1;
 288
 289   std::vector<Handle_HYDROData_Profile> profiles;
 290   profiles.reserve( n );
 291   for( int i=aLower; i<=anUpper; i++ )
 292   {
 293     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = Handle(HYDROData_Profile)::DownCast( InpProfiles.Value( i ) );
 294     if( !aProfile.IsNull() )
 295       profiles.push_back( aProfile );
 296   }
 297   const double EPS = 1E-3;
 298   AltitudePoints left;
 299   AltitudePoints right;
 300   std::vector<AltitudePoints> main_profiles;
 301
 302   if( thePntsLimit > 0 )
 303   {
 304     int aNbPoints = EstimateNbPoints( profiles, ddz, step );
 305     if( aNbPoints < 0 || aNbPoints > thePntsLimit )
 306       return;
 307   }
 308
 309   if( ddz>EPS && step>EPS )
 310     CreateProfiles(profiles, ddz, step, left, right, points, main_profiles,
 311     Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, Create3dPres, Create2dPres, InvInd, WireIntersections );
 312 }
 313
 314 bool HYDROData_DTM::GetPlanarFaceFromBanks( const TopoDS_Edge& LB, const TopoDS_Edge& RB, TopoDS_Face& outF,
 315   TopTools_SequenceOfShape* Boundr)
 316 {
 317   BRep_Builder BB;
 318   TopoDS_Face F;
 319   Handle_Geom_Plane refpl = new Geom_Plane(gp_Pnt(0,0,0), gp_Dir(0,0,1));
 320
 321   TopoDS_Vertex VFI, VLI, VFO, VLO;
 322   TopoDS_Edge prLB;
 323   TopoDS_Edge prRB;
 324
 325
 326   BRepAdaptor_Curve LBAD(LB);
 327   Handle_Geom_Curve LBPC = GeomProjLib::ProjectOnPlane(LBAD.Curve().Curve(), refpl, gp_Dir(0, 0, -1), 1 );
 328   prLB = BRepLib_MakeEdge(LBPC).Edge();
 329
 330   BRepAdaptor_Curve RBAD(RB);
 331   Handle_Geom_Curve RBPC = GeomProjLib::ProjectOnPlane(RBAD.Curve().Curve(), refpl, gp_Dir(0, 0, -1), 1 );
 332   prRB = BRepLib_MakeEdge(RBPC).Edge();
 333
 334   TopExp::Vertices(prLB, VFI, VFO, 1);
 335   TopExp::Vertices(prRB, VLI, VLO, 1);
 336   TopoDS_Edge prIL = BRepLib_MakeEdge(VFI, VLI).Edge();
 337   TopoDS_Edge prOL = BRepLib_MakeEdge(VFO, VLO).Edge();
 338   TopoDS_Wire prW = BRepLib_MakeWire(prLB, prIL, prOL, prRB).Wire();
 339   outF = BRepBuilderAPI_MakeFace(refpl->Pln(), prW, 1).Face();
 340
 341   if (Boundr)
 342   {
 343     Boundr->Append(prLB);
 344     Boundr->Append(prIL);
 345     Boundr->Append(prOL);
 346     Boundr->Append(prRB);
 347   }
 348
 349   ShapeAnalysis_Wire WA(prW, outF, Precision::Confusion());
 350   bool res = WA.CheckSelfIntersection();
 351   return !res;
 352 }
 353
 354 void HYDROData_DTM::CreateProfiles(const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 355                                    double theDDZ,
 356                                    double theSpatialStep,
 357                                    AltitudePoints& theOutLeft,
 358                                    AltitudePoints& theOutRight,
 359                                    AltitudePoints& theOutPoints,
 360                                    std::vector<AltitudePoints>& theOutMainProfiles,
 361                                    TopoDS_Shape& Out3dPres,
 362                                    TopoDS_Shape& Out2dPres,
 363                                    TopoDS_Shape& OutLeftB,
 364                                    TopoDS_Shape& OutRightB,
 365                                    TopoDS_Shape& OutInlet,
 366                                    TopoDS_Shape& OutOutlet,
 367                                    bool Create3dPres,
 368                                    bool Create2dPres,
 369                                    std::set<int>& InvInd,
 370                                    bool& ProjStat)
 371 {
 372   if (theProfiles.empty())
 373     return;
 374   theOutPoints = Interpolate( theProfiles, theDDZ, theSpatialStep, theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles, InvInd );
 375   //note that if Create3dPres is false => Create2dPres flag is meaningless!
 376   if( theOutPoints.empty() )
 377     return;
 378
 379   if (Create3dPres)
 380   {
 381     TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll = Create3DShape( theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles);
 382
 383     if (ll.IsEmpty())
 384       return;
 385     BRep_Builder BB;
 386     TopoDS_Compound cmp;
 387     BB.MakeCompound(cmp);
 388     for (int i = 1; i <= ll.Extent(); i++)
 389       BB.Add(cmp, ll(i));
 390
 391     Out3dPres = cmp;
 392
 393     //same order as in HYDROData_DTM::Update()
 394     OutLeftB = ll(1);
 395     OutRightB = ll(ll.Extent());
 396     OutInlet = ll(2);
 397     OutOutlet = ll(ll.Extent() - 1);
 398
 399     if (Create2dPres)
 400     {
 401       TopoDS_Face outF;
 402       ProjStat = GetPlanarFaceFromBanks(TopoDS::Edge(OutLeftB), TopoDS::Edge(OutRightB), outF, NULL);
 403       Out2dPres = outF;
 404     };
 405   }
 406 }
 407
 408
 409
 410
 411 void HYDROData_DTM::GetProperties( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 412                     gp_Pnt& theLowestPoint, gp_Vec2d& theDir,
 413                     double& theZMin, double& theZMax )
 414 {
 415   theLowestPoint = theProfile->GetBottomPoint();
 416
 417   gp_XY aLeft, aRight;
 418   theProfile->GetLeftPoint( aLeft, true, true );
 419   theProfile->GetRightPoint( aRight, true, true );
 420   double x = aRight.X()-aLeft.X();
 421   double y = aRight.Y()-aLeft.Y();
 422   theDir = gp_Vec2d( x, y );
 423
 424   HYDROData_Profile::ProfilePoints points = theProfile->GetProfilePoints();
 425   int lo = points.Lower();
 426   int up = points.Upper();
 427   theZMin = std::numeric_limits<double>::max();
 428   theZMax = -theZMin;
 429   for( int i=lo; i<=up; i++ )
 430   {
 431     double z = points.Value( i ).Z();
 432     if( z>theZMax )
 433       theZMax = z;
 434     if( z<theZMin )
 435       theZMin = z;
 436   }
 437 }
 438
 439 inline gp_Pnt2d To2D( const gp_Pnt& thePnt, const gp_Trsf& theTr,
 440                       double& theUMin, double& theUMax )
 441 {
 442   gp_Pnt p = thePnt.Transformed( theTr );
 443   double u = p.X();
 444   double z = p.Z();
 445   if( u<theUMin )
 446     theUMin = u;
 447   if( u>theUMax )
 448     theUMax = u;
 449   return gp_Pnt2d( u, z );
 450 }
 451
 452 Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) To2D( const TColgp_Array1OfPnt& thePoints,
 453                                     const gp_Trsf& theTr,
 454                                     double& theUMin, double& theUMax )
 455 {
 456   int low = thePoints.Lower(), up = thePoints.Upper();
 457   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( low, up );
 458   for( int i=low; i<=up; i++ )
 459     points->SetValue( i, To2D( thePoints.Value( i ), theTr, theUMin, theUMax ) );
 460   return points;
 461 }
 462
 463 Handle(Geom2d_Curve) CurveTo2D( const Handle(Geom_Curve)& theCurve,
 464                                 Standard_Real theFirst, Standard_Real theLast,
 465                                 const gp_Trsf& theTr,
 466                                 double& theUMin, double& theUMax )
 467 {
 468   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_Line ) ) )
 469   {
 470     gp_Pnt aFirstPnt, aLastPnt;
 471     theCurve->D0( theFirst, aFirstPnt );
 472     theCurve->D0( theLast, aLastPnt );
 473
 474     gp_Pnt2d
 475       aFirst2d = To2D( aFirstPnt, theTr, theUMin, theUMax ),
 476       aLast2d = To2D( aLastPnt, theTr, theUMin, theUMax );
 477
 478     gp_Vec2d dir( aFirst2d, aLast2d );
 479     Handle_Geom2d_Line aLine2d = new Geom2d_Line( aFirst2d, gp_Dir2d( dir.X(), dir.Y() ) );
 480     return new Geom2d_TrimmedCurve( aLine2d, 0, aLast2d.Distance( aFirst2d ) );
 481   }
 482
 483   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_BSplineCurve ) ) )
 484   {
 485     Handle(Geom_BSplineCurve) aSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast( theCurve );
 486
 487     Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) poles = To2D( aSpline->Poles(), theTr, theUMin, theUMax );
 488     const TColStd_Array1OfReal& knots = aSpline->Knots();
 489     const TColStd_Array1OfInteger& multiplicities = aSpline->Multiplicities();
 490     int aDegree = aSpline->Degree();
 491
 492     return new Geom2d_BSplineCurve( poles->Array1(), knots, multiplicities, aDegree );
 493   }
 494
 495   return Handle(Geom2d_Curve)();
 496 }
 497
 498 #include <GCE2d_MakeSegment.hxx>
 499 #include <Geom2dAPI_InterCurveCurve.hxx>
 500 bool IsCooriented( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile1,
 501                    const Handle_HYDROData_Profile& theProfile2 )
 502 {
 503   if( theProfile1==theProfile2 )
 504     return true;
 505
 506   gp_XY lp1, rp1, lp2, rp2;
 507   theProfile1->GetLeftPoint(lp1);
 508   theProfile1->GetRightPoint(rp1);
 509   theProfile2->GetLeftPoint(lp2);
 510   theProfile2->GetRightPoint(rp2);
 511
 512   GCE2d_MakeSegment s1(lp1, lp2);
 513   GCE2d_MakeSegment s2(rp1, rp2);
 514
 515   Geom2dAPI_InterCurveCurve inter;
 516   inter.Init(s1, s2);
 517   if (inter.NbPoints() == 0)
 518     return true;
 519   else
 520     return false;
 521 }
 522
 523 Handle_Geom2d_BSplineCurve HYDROData_DTM::CreateHydraulicAxis(
 524   const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 525   std::vector<double>& theDistances )
 526 {
 527   size_t n = theProfiles.size();
 528   if( n==1 )
 529     return Handle_Geom2d_BSplineCurve();
 530
 531   Handle_Geom2d_BSplineCurve aResult;
 532
 533   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( 1, (int)n );
 534   TColgp_Array1OfVec2d tangents( 1, (int)n );
 535   Handle(TColStd_HArray1OfBoolean) flags = new TColStd_HArray1OfBoolean( 1, (int)n );
 536
 537   for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 538   {
 539     Handle_HYDROData_Profile aProfile = theProfiles[i-1];
 540     Handle_HYDROData_Profile aPrevProfile = i==1 ? theProfiles[i-1] : theProfiles[i-2];
 541     Handle_HYDROData_Profile aNextProfile = i==n ? theProfiles[i-1] : theProfiles[i];
 542
 543     if( !IsCooriented( aProfile, aNextProfile ) )
 544     {
 545       gp_XY lp, rp;
 546       aProfile->GetLeftPoint( lp, true );
 547       aProfile->GetRightPoint( rp, true );
 548       aProfile->SetLeftPoint( rp, true );
 549       aProfile->SetRightPoint( lp, true );
 550     }
 551     aProfile->Update();
 552
 553     gp_Pnt aLowest;
 554     gp_Vec2d aNormal;
 555     double zmin, zmax;
 556
 557     gp_XYZ curP = aProfile->GetBottomPoint();
 558     gp_XY curP2d = gp_XY(curP.X(), curP.Y());
 559
 560     gp_XYZ nextP;
 561     if( i==n )
 562       nextP = aPrevProfile->GetBottomPoint(true);
 563     else
 564       nextP = aNextProfile->GetBottomPoint(true);
 565
 566     gp_XY nextP2d = gp_XY(nextP.X(), nextP.Y());
 567
 568     gp_Vec2d aPrTangent;
 569     GetProperties( aProfile, aLowest, aPrTangent, zmin, zmax );
 570     aNormal.SetCoord( -aPrTangent.Y(), aPrTangent.X() );
 571
 572     gp_Vec2d aDirToNextProfile(nextP2d.X() - curP2d.X(), nextP2d.Y() - curP2d.Y() );
 573     if( i==n )
 574       aDirToNextProfile.Reverse();
 575     if (aNormal.Dot(aDirToNextProfile) < 0)
 576       aNormal.Reverse();
 577
 578     aNormal.Normalize();
 579
 580     points->SetValue( (int)i, gp_Pnt2d( aLowest.X(), aLowest.Y() ) );
 581     tangents.SetValue( (int)i, aNormal );
 582     flags->SetValue( (int)i, Standard_True );
 583   }
 584
 585   Geom2dAPI_Interpolate anInterpolator( points, Standard_False, Standard_False );
 586   anInterpolator.Load( tangents, flags );
 587   anInterpolator.Perform();
 588   if( anInterpolator.IsDone() )
 589   {
 590     aResult = anInterpolator.Curve();
 591
 592     //fill the distances vector
 593     Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( aResult );
 594
 595     theDistances.clear();
 596     theDistances.reserve( n );
 597     Standard_Real aParamFirst = anAdaptor.FirstParameter(), aParamLast = anAdaptor.LastParameter();
 598     for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 599     {
 600       gp_Pnt2d aPnt = points->Value( (Standard_Integer)i );
 601       Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProject( aPnt, aResult );
 602       Standard_Real aParam = aProject.LowerDistanceParameter();
 603       double aDistance = GCPnts_AbscissaPoint::Length( anAdaptor, aParamFirst, aParam );
 604       theDistances.push_back( aDistance );
 605     }
 606   }
 607   return aResult;
 608 }
 609
 610 std::vector<Handle_Geom2d_Curve> HYDROData_DTM::ProfileToParametric(
 611   const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 612   double& theUMin, double& theUMax, gp_Vec2d& theDir )
 613 {
 614   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves;
 615
 616   // Transformation of the coordinate systems
 617   gp_Pnt aLowest;
 618   double zmin, zmax;
 619   GetProperties( theProfile, aLowest, theDir, zmin, zmax );
 620
 621   gp_Ax3 aStd3d( gp_Pnt( 0, 0, 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( 1, 0, 0 ) );
 622   gp_Ax3 aLocal( gp_Pnt( aLowest.X(), aLowest.Y(), 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( theDir.X(), theDir.Y(), 0 ) );
 623
 624   gp_Trsf aTransf;
 625   aTransf.SetTransformation( aStd3d, aLocal );
 626
 627   // Iteration via edges
 628   TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire( theProfile->GetShape3D() );
 629   TopExp_Explorer anExp( aWire, TopAbs_EDGE );
 630   for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 631   {
 632     // Extract an edge from wire
 633     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge( anExp.Current() );
 634
 635     // Extract a curve corresponding to the edge
 636     TopLoc_Location aLoc;
 637     Standard_Real aFirst, aLast;
 638     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve( anEdge, aLoc, aFirst, aLast );
 639
 640     // Convert the curve to 2d CS
 641     Handle(Geom2d_Curve) aCurve2d = CurveTo2D( aCurve, aFirst, aLast, aTransf, theUMin, theUMax );
 642     if( !aCurve2d.IsNull() )
 643       curves.push_back( aCurve2d );
 644   }
 645   return curves;
 646 }
 647
 648
 649 bool CalcMidWidth( const std::set<double>& intersections, double& theMid, double& theWid )
 650 {
 651   double umin = std::numeric_limits<double>::max(),
 652          umax = -umin;
 653
 654   size_t n = intersections.size();
 655   if( n <= 0 )
 656     return false;
 657
 658   std::set<double>::const_iterator it = intersections.begin(), last = intersections.end();
 659   for( ; it!=last; it++ )
 660   {
 661     double u = *it;
 662     if( u<umin )
 663       umin = u;
 664     if( u>umax )
 665       umax = u;
 666   }
 667   theMid = ( umin+umax )/2;
 668   theWid = umax-umin;
 669   return true;
 670 }
 671
 672 void HYDROData_DTM::ProfileDiscretization( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 673                                            double theXCurv, double theMinZ, double theMaxZ, double theDDZ,
 674                                            CurveUZ& theMidPointCurve,
 675                                            CurveUZ& theWidthCurve,
 676                                            int& intersection_nb,
 677                                            double theTolerance)
 678 {
 679   double aDblMax = std::numeric_limits<double>::max(),
 680          aUMin = aDblMax,
 681          aUMax = -aUMin,
 682          aVMax = 1000000;
 683
 684   gp_Vec2d aProfileDir;
 685   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves = ProfileToParametric( theProfile, aUMin, aUMax, aProfileDir );
 686   size_t n = curves.size();
 687
 688   if( n==0 )
 689     return;
 690
 691   // we add the "virtual" vertical lines to simulate the intersection with profile
 692   gp_Pnt2d aFirst, aLast;
 693   curves[0]->D0( curves[0]->FirstParameter(), aFirst );
 694   curves[n-1]->D0( curves[n-1]->LastParameter(), aLast );
 695   Handle(Geom2d_Line) aV1 = new Geom2d_Line( aFirst, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 696   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT1 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV1, 0.0, aVMax );
 697
 698   Handle(Geom2d_Line) aV2 = new Geom2d_Line( aLast, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 699   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT2 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV2, 0.0, aVMax );
 700
 701   curves.push_back( aT1 );
 702   curves.push_back( aT2 );
 703
 704   int psize = ( int )( ( theMaxZ-theMinZ ) / theDDZ + 1 );
 705   theMidPointCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 706   theMidPointCurve.reserve( psize );
 707   theWidthCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 708   theWidthCurve.reserve( psize );
 709
 710   n = curves.size();
 711   // for each discrete value of z we search intersection with profile
 712   for( double z1 = theMinZ; z1 <= theMaxZ; z1 += theDDZ )
 713   {
 714     Handle(Geom2d_Line) aLine = new Geom2d_Line( gp_Pnt2d( 0, z1 ), gp_Dir2d( 1, 0 ) );
 715     std::set<double> intersections;
 716     for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 717     {
 718       Handle_Geom2d_Curve aCurve = curves[i];
 719       Geom2dAPI_InterCurveCurve anIntersect( aCurve, aLine, theTolerance );
 720       for( int k=1, m=anIntersect.NbPoints(); k<=m; k++ )
 721         intersections.insert( anIntersect.Point( k ).X() );
 722     }
 723
 724     intersection_nb = intersections.size();
 725     if( intersection_nb >= 1 )
 726     {
 727       double u_mid, u_wid;
 728       if( !CalcMidWidth( intersections, u_mid, u_wid ) )
 729         continue;
 730
 731       double z = z1 - theMinZ;
 732       PointUZ p_mid;
 733       p_mid.U = u_mid;
 734       p_mid.Z = z;
 735       theMidPointCurve.push_back( p_mid );
 736
 737       PointUZ p_wid;
 738       p_wid.U = u_wid;
 739       p_wid.Z = z;
 740       theWidthCurve.push_back( p_wid );
 741     }
 742   }
 743 }
 744
 745 void HYDROData_DTM::Interpolate( const CurveUZ& theCurveA, const CurveUZ& theCurveB,
 746                                  int theNbSteps, std::vector<CurveUZ>& theInterpolation,
 747                                  bool isAddSecond )
 748 {
 749   theInterpolation.clear();
 750   int d = isAddSecond ? 2 : 1;
 751   theInterpolation.reserve( theNbSteps+d );
 752   double dt = 1.0 / double( theNbSteps + 1 );
 753   double t = dt;
 754   theInterpolation.push_back( theCurveA );
 755   for( int i=0; i<theNbSteps; i++, t+=dt )
 756   {
 757     CurveUZ anInterp = theCurveA*(1-t) + theCurveB*t;
 758     theInterpolation.push_back( anInterp );
 759   }
 760   if( isAddSecond )
 761     theInterpolation.push_back( theCurveB );
 762 }
 763 #include <BRepLib_MakeEdge2d.hxx>
 764 void HYDROData_DTM::CurveTo3D( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 765                                const CurveUZ& theMidCurve, const CurveUZ& theWidthCurve,
 766                                AltitudePoints& thePoints )
 767 {
 768   Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( theHydraulicAxis );
 769   TopoDS_Edge E2d = BRepLib_MakeEdge2d(theHydraulicAxis).Edge();
 770   GCPnts_AbscissaPoint ap( anAdaptor, theMidCurve.Xcurv(), anAdaptor.FirstParameter() );
 771   double aParam = ap.Parameter();
 772
 773   gp_Pnt2d point;
 774   anAdaptor.D0( aParam, point );
 775   gp_Vec2d profile_dir = theMidCurve.ProfileDir();
 776   //gp_Dir tangent_n( -profile_dir.Y(), profile_dir.X(), dz );
 777   profile_dir.Normalize();
 778
 779   size_t n = theMidCurve.size();
 780   std::map<double, AltitudePoint> sorted_points;
 781   for( size_t i=0; i<n; i++ )
 782   {
 783     double param1 = theMidCurve[i].U - theWidthCurve[i].U / 2;
 784     double param2 = theMidCurve[i].U + theWidthCurve[i].U / 2;
 785
 786     gp_Pnt2d p1 = point.Translated( param1 * profile_dir);
 787     gp_Pnt2d p2 = point.Translated( param2 * profile_dir);
 788
 789     double z = theMidCurve[i].Z + theMidCurve.DeltaZ();
 790
 791     AltitudePoint p3d_1( p1.X(), p1.Y(), z ), p3d_2( p2.X(), p2.Y(), z );
 792
 793     sorted_points[param1] = p3d_1;
 794     sorted_points[param2] = p3d_2;
 795   }
 796
 797   thePoints.reserve( sorted_points.size() );
 798   const double EPS = 1E-12;
 799   std::map<double, AltitudePoint>::const_iterator it = sorted_points.begin(), last = sorted_points.end();
 800   for( ; it!=last; it++ )
 801     if( thePoints.empty() || thePoints.back().SquareDistance( it->second ) > EPS )
 802       thePoints.push_back( it->second );
 803 }
 804
 805 inline double max( double a, double b )
 806 {
 807   if( a>b )
 808     return a;
 809   else
 810     return b;
 811 }
 812
 813 inline double min( double a, double b )
 814 {
 815   if( a<b )
 816     return a;
 817   else
 818     return b;
 819 }
 820
 821 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
 822
 823 std::vector<HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints> HYDROData_DTM::Interpolate
 824   ( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 825     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileA,
 826     double theXCurvA,
 827     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileB,
 828     double theXCurvB,
 829     double theDDZ, int theNbSteps, bool isAddSecond,
 830     int& inter_nb_1, int& inter_nb_2)
 831 {
 832   double zminA, zmaxA, zminB, zmaxB;
 833   gp_Pnt lowestA, lowestB;
 834   gp_Vec2d dirA, dirB;
 835
 836   GetProperties( theProfileA, lowestA, dirA, zminA, zmaxA );
 837   GetProperties( theProfileB, lowestB, dirB, zminB, zmaxB );
 838
 839
 840   double hmax = max( zmaxA-zminA, zmaxB-zminB );
 841
 842   //double dz = zminB - zminA;
 843   //double zmin = min( zminA, zminB );
 844   //double zmax = max( zmaxA, zmaxB );
 845
 846   CurveUZ midA(0, gp_Vec2d(), 0), midB(0, gp_Vec2d(), 0);
 847   CurveUZ widA(0, gp_Vec2d(), 0), widB(0, gp_Vec2d(), 0);
 848
 849   ProfileDiscretization( theProfileA, theXCurvA, zminA, zminA+hmax, theDDZ, midA, widA, inter_nb_1 );
 850   ProfileDiscretization( theProfileB, theXCurvB, zminB, zminB+hmax, theDDZ, midB, widB, inter_nb_2 );
 851
 852   std::vector<CurveUZ> mid, wid;
 853   Interpolate( midA, midB, theNbSteps, mid, isAddSecond );
 854   Interpolate( widA, widB, theNbSteps, wid, isAddSecond );
 855
 856   size_t p = mid.size();
 857   size_t q = p>0 ? 2*mid[0].size() : 1;
 858   std::vector<AltitudePoints> points;
 859   points.resize( p );
 860
 861   for( size_t i=0; i<p; i++ )
 862   {
 863     points[i].reserve( q );
 864     CurveTo3D( theHydraulicAxis, mid[i], wid[i], points[i] );
 865   }
 866
 867   return points;
 868 }
 869
 870 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_DTM::Interpolate
 871   ( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 872     double theDDZ, double theSpatialStep,
 873     AltitudePoints& theLeft,
 874     AltitudePoints& theRight,
 875     std::vector<AltitudePoints>& theMainProfiles,
 876     std::set<int>& invalInd)
 877 {
 878   AltitudePoints points;
 879   size_t n = theProfiles.size();
 880   if( n<=1 )
 881     return points;
 882
 883   std::vector<double> distances;
 884   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 885   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 886     return points;
 887
 888   theMainProfiles.reserve( n );
 889
 890   for( size_t i=0, n1=n-1; i<n1; i++ )
 891   {
 892     double aDistance = distances[i+1]-distances[i];
 893     int aNbSteps = int(aDistance/theSpatialStep);
 894     bool isAddSecond = i==n1-1;
 895
 896     // 1. Calculate interpolated profiles
 897     int inter_nb_1, inter_nb_2;
 898     std::vector<AltitudePoints> local_points = Interpolate( aHydraulicAxis, theProfiles[i], distances[i],
 899       theProfiles[i+1], distances[i+1], theDDZ, aNbSteps, isAddSecond, inter_nb_1, inter_nb_2 );
 900     int lps = local_points.size();
 901
 902     if (inter_nb_1 > 2)
 903       invalInd.insert(i);
 904
 905     if (inter_nb_2 > 2)
 906       invalInd.insert(i+1);
 907
 908     // 2. Put all points into the global container
 909     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 910     {
 911       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 912       if( i==0 && j==0 )
 913         points.reserve( lp.size() * n );
 914       for( size_t k=0, ks=lp.size(); k<ks; k++ )
 915         points.push_back( lp[k] );
 916     }
 917
 918     // 3. Get left/right banks' points
 919     if( i==0 )
 920     {
 921       theLeft.reserve( lps * n );
 922       theRight.reserve( lps * n );
 923     }
 924     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 925     {
 926       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 927       theLeft.push_back( lp[0] );
 928       theRight.push_back( lp[lp.size()-1] );
 929     }
 930
 931     // 4. Get main profiles points
 932     theMainProfiles.push_back( local_points[0] );
 933     if( isAddSecond )
 934       theMainProfiles.push_back( local_points[lps-1] );
 935   }
 936   return points;
 937 }
 938
 939 int HYDROData_DTM::EstimateNbPoints( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 940                                      double theDDZ, double theSpatialStep )
 941 {
 942   size_t n = theProfiles.size();
 943   if( n<=1 )
 944     return 0;
 945   if( theDDZ<1E-6 || theSpatialStep<1E-6 )
 946     return 1 << 20;
 947
 948   std::vector<double> distances;
 949   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 950   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 951     return 0;
 952
 953   double aCompleteDistance = distances[n-1];
 954   int aNbSteps = int( aCompleteDistance / theSpatialStep ) + 1;
 955   gp_Pnt aLowest;
 956   gp_Vec2d aDir;
 957   double aZMin, aZMax;
 958   GetProperties( theProfiles[0], aLowest, aDir, aZMin, aZMax );
 959   int aNbZSteps = (aZMax-aZMin)/theDDZ;
 960
 961   if( aNbSteps > ( 1<<16 ) || aNbZSteps > ( 1<<16 ) )
 962     return 1 << 20;
 963
 964   return aNbSteps * aNbZSteps;
 965 }