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