src/HYDROData/HYDROData_DTM.cxx

   1
   2 #include <HYDROData_DTM.h>
   3 #include <HYDROData_Profile.h>
   4
   5 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
   6 #include <Geom2dAPI_Interpolate.hxx>
   7 #include <TColgp_HArray1OfPnt2d.hxx>
   8 #include <TColgp_Array1OfVec2d.hxx>
   9 #include <TColStd_HArray1OfBoolean.hxx>
  10 #include <TopoDS.hxx>
  11 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  12 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  13 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  14 #include <BRep_Tool.hxx>
  15 #include <gp_Ax3.hxx>
  16 #include <Geom_Line.hxx>
  17 #include <Geom2d_Line.hxx>
  18 #include <Geom2d_TrimmedCurve.hxx>
  19 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  20 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
  21 #include <GeomAPI_Interpolate.hxx>
  22 #include <TColStd_Array1OfReal.hxx>
  23 #include <TColStd_Array1OfInteger.hxx>
  24 #include <TColgp_Array1OfPnt.hxx>
  25 #include <TColgp_Array1OfVec.hxx>
  26 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  27 #include <Geom2dAPI_InterCurveCurve.hxx>
  28 #include <Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  29 #include <Geom2dAdaptor_Curve.hxx>
  30 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  31 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  32 #include <limits>
  33
  34 #include <BRepLib_MakeEdge.hxx>
  35 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  36 #include <BRep_Builder.hxx>
  37 #include <GeomProjLib.hxx>
  38 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  39 #include <Geom_Plane.hxx>
  40 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  41 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  42 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  43 #include <TopExp.hxx>
  44 #include <TopTools_IndexedMapOfOrientedShape.hxx>
  45
  46 #include <BRepLib_MakeEdge.hxx>
  47 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  48 #include <BRep_Builder.hxx>
  49 #include <ShapeAnalysis_Wire.hxx>
  50 #include <BRepAlgo_NormalProjection.hxx>
  51 #include <ShapeUpgrade_UnifySameDomain.hxx>
  52 #include <BRepBuilderAPI_MakePolygon.hxx>
  53 #include <BOPAlgo_Builder.hxx>
  54
  55 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeShape.hxx>
  56 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  57 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  58
  59 IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  60 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT( HYDROData_DTM, HYDROData_Bathymetry )
  61
  62 HYDROData_DTM::CurveUZ::CurveUZ( double theXCurv, const gp_Vec2d& theProfileDir, double theDeltaZ )
  63   : myXcurv( theXCurv ), myProfileDir( theProfileDir ), myDeltaZ( theDeltaZ )
  64 {
  65 }
  66
  67 HYDROData_DTM::CurveUZ::~CurveUZ()
  68 {
  69 }
  70
  71 double HYDROData_DTM::CurveUZ::Xcurv() const
  72 {
  73   return myXcurv;
  74 }
  75
  76 gp_Vec2d HYDROData_DTM::CurveUZ::ProfileDir() const
  77 {
  78   return myProfileDir;
  79 }
  80
  81 double HYDROData_DTM::CurveUZ::DeltaZ() const
  82 {
  83   return myDeltaZ;
  84 }
  85
  86 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator + ( const CurveUZ& c ) const
  87 {
  88   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv() + c.Xcurv(), ProfileDir() + c.ProfileDir(), DeltaZ() + c.DeltaZ() );
  89   size_t n = size(), n1 = c.size();
  90   if( n!=n1 )
  91   {
  92     std::cout << "Warning: different number of points in curves: " << n << ", " << n1 << std::endl;
  93   }
  94   res.reserve( n );
  95   for( int i=0; i<n; i++ )
  96   {
  97     PointUZ p;
  98     p.U = operator[]( i ).U + c[i].U;
  99     p.Z = operator[]( i ).Z;
 100     res.push_back( p );
 101   }
 102   return res;
 103 }
 104
 105 HYDROData_DTM::CurveUZ HYDROData_DTM::CurveUZ::operator * ( double d ) const
 106 {
 107   HYDROData_DTM::CurveUZ res( Xcurv()*d, ProfileDir()*d, DeltaZ()*d );
 108   size_t n = size();
 109   res.reserve( n );
 110   for( int i=0; i<n; i++ )
 111   {
 112     PointUZ p;
 113     p.U = operator[]( i ).U * d;
 114     p.Z = operator[]( i ).Z;
 115     res.push_back( p );
 116   }
 117   return res;
 118 }
 119
 120
 121
 122
 123 HYDROData_DTM::HYDROData_DTM()
 124 {
 125 }
 126
 127 HYDROData_DTM::~HYDROData_DTM()
 128 {
 129 }
 130
 131 HYDROData_SequenceOfObjects HYDROData_DTM::GetProfiles() const
 132 {
 133   return GetReferenceObjects( DataTag_Profiles );
 134 }
 135
 136 void HYDROData_DTM::SetProfiles( const HYDROData_SequenceOfObjects& theProfiles )
 137 {
 138   SetReferenceObjects( theProfiles, DataTag_Profiles );
 139   Changed( Geom_3d );
 140 }
 141
 142 double HYDROData_DTM::GetDDZ() const
 143 {
 144   return GetDouble( DataTag_DDZ );
 145 }
 146
 147 void HYDROData_DTM::SetDDZ( double theDDZ )
 148 {
 149   SetDouble( DataTag_DDZ, theDDZ );
 150   Changed( Geom_3d );
 151 }
 152
 153 double HYDROData_DTM::GetSpatialStep() const
 154 {
 155   return GetDouble( DataTag_SpatialStep );
 156 }
 157
 158 void HYDROData_DTM::SetSpatialStep( double theSpatialStep )
 159 {
 160   SetDouble( DataTag_SpatialStep, theSpatialStep );
 161   Changed( Geom_3d );
 162 }
 163
 164 void HYDROData_DTM::PointToWire(const AltitudePoints& pnts, TopoDS_Wire& W )
 165 {
 166   /*BRepLib_MakeWire WM;
 167   if (pnts.empty())
 168     return;
 169   for (int i = 0; i < pnts.size() - 1; i++)
 170   {
 171     gp_Pnt p1(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z);
 172     gp_Pnt p2(pnts[i+1].X, pnts[i+1].Y, pnts[i+1].Z);
 173     WM.Add(BRepLib_MakeEdge(p1, p2).Edge());
 174   }
 175   if (WM.IsDone())*/
 176
 177   BRepBuilderAPI_MakePolygon PM;
 178   for (int i = 0; i < pnts.size(); i++)
 179     PM.Add(gp_Pnt(pnts[i].X, pnts[i].Y, pnts[i].Z));
 180
 181   W = PM.Wire();
 182 }
 183
 184 TopTools_IndexedMapOfOrientedShape HYDROData_DTM::Create3DShape(const AltitudePoints& left,
 185                                                                 const AltitudePoints& right,
 186                                                                 const std::vector<AltitudePoints>& main_profiles)
 187 {
 188   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll;
 189   TopoDS_Wire LWire, RWire;
 190   PointToWire(left, LWire);
 191   PointToWire(right, RWire);
 192   if (!LWire.IsNull())
 193     ll.Add(LWire.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 194
 195   for (int k = 0; k < main_profiles.size(); k++)
 196   {
 197     TopoDS_Wire W;
 198     PointToWire(main_profiles[k], W);
 199     TopAbs_Orientation Ori = TopAbs_INTERNAL;
 200     if (k == 0 || k == main_profiles.size() - 1)
 201       Ori = TopAbs_FORWARD;
 202     ll.Add(W.Oriented(Ori));
 203   }
 204
 205   if (!RWire.IsNull())
 206     ll.Add(RWire.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 207   //yes, add subshapes in this order (left + profiles + right)
 208   //otherwise the projected wire will be non-manifold
 209
 210   return ll;
 211 }
 212
 213
 214 void HYDROData_DTM::Update()
 215 {
 216   AltitudePoints points;
 217   TopoDS_Shape Out3dPres;
 218   TopoDS_Shape Out2dPres;
 219   TopoDS_Shape OutLeftB;
 220   TopoDS_Shape OutRightB;
 221   TopoDS_Shape OutInlet;
 222   TopoDS_Shape OutOutlet;
 223
 224   HYDROData_SequenceOfObjects objs = GetProfiles();
 225   double ddz = GetDDZ();
 226   double step = GetSpatialStep();
 227   std::set<int> InvInd;
 228   bool WireIntersections; //__TODO
 229   CreateProfilesFromDTM( objs, ddz, step, points, Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, true, true, InvInd, -1, WireIntersections );
 230   SetAltitudePoints( points );
 231
 232   SetShape( DataTag_LeftBankShape, OutLeftB);
 233   SetShape( DataTag_RightBankShape, OutRightB);
 234   SetShape( DataTag_InletShape, OutInlet);
 235   SetShape( DataTag_OutletShape, OutOutlet );
 236   SetShape( DataTag_3DShape, Out3dPres );
 237   SetShape( DataTag_2DShape, Out2dPres );
 238
 239   HYDROData_Bathymetry::Update();
 240 }
 241
 242 void HYDROData_DTM::GetPresentationShapes( TopoDS_Shape& Out3dPres,
 243                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 244                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 245                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 246                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 247                                            TopoDS_Shape& OutOutlet )
 248 {
 249   //without update!
 250   OutLeftB = GetShape( DataTag_LeftBankShape);
 251   OutRightB = GetShape( DataTag_RightBankShape);
 252   OutInlet = GetShape( DataTag_InletShape);
 253   OutOutlet = GetShape( DataTag_OutletShape );
 254   Out3dPres = GetShape( DataTag_3DShape );
 255   Out2dPres = GetShape( DataTag_2DShape );
 256 }
 257 void HYDROData_DTM::CreateProfilesFromDTM (const HYDROData_SequenceOfObjects& InpProfiles,
 258                                            double ddz,
 259                                            double step,
 260                                            AltitudePoints& points,
 261                                            TopoDS_Shape& Out3dPres,
 262                                            TopoDS_Shape& Out2dPres,
 263                                            TopoDS_Shape& OutLeftB,
 264                                            TopoDS_Shape& OutRightB,
 265                                            TopoDS_Shape& OutInlet,
 266                                            TopoDS_Shape& OutOutlet,
 267                                            bool Create3dPres,
 268                                            bool Create2dPres,
 269                                            std::set<int>& InvInd,
 270                                            int thePntsLimit,
 271                                            bool& WireIntersections)
 272 {
 273   int aLower = InpProfiles.Lower(), anUpper = InpProfiles.Upper();
 274   size_t n = anUpper - aLower + 1;
 275
 276   std::vector<Handle_HYDROData_Profile> profiles;
 277   profiles.reserve( n );
 278   for( int i=aLower; i<=anUpper; i++ )
 279   {
 280     Handle(HYDROData_Profile) aProfile = Handle(HYDROData_Profile)::DownCast( InpProfiles.Value( i ) );
 281     if( !aProfile.IsNull() )
 282       profiles.push_back( aProfile );
 283   }
 284   const double EPS = 1E-3;
 285   AltitudePoints left;
 286   AltitudePoints right;
 287   std::vector<AltitudePoints> main_profiles;
 288
 289   if( thePntsLimit > 0 )
 290   {
 291     int aNbPoints = EstimateNbPoints( profiles, ddz, step );
 292     if( aNbPoints < 0 || aNbPoints > thePntsLimit )
 293       return;
 294   }
 295
 296   if( ddz>EPS && step>EPS )
 297     CreateProfiles(profiles, ddz, step, left, right, points, main_profiles,
 298     Out3dPres, Out2dPres, OutLeftB, OutRightB, OutInlet, OutOutlet, Create3dPres, Create2dPres, InvInd, WireIntersections );
 299 }
 300
 301 void HYDROData_DTM::ProjWireOnPlane(const TopoDS_Shape& inpWire, const Handle_Geom_Plane& RefPlane,
 302   TopTools_DataMapOfShapeListOfShape* E2PE)
 303 {
 304   BRep_Builder BB;
 305
 306   //project shape (edges) on planar face
 307   TopoDS_Face F;
 308   BB.MakeFace(F, RefPlane, Precision::Confusion());
 309   BRepAlgo_NormalProjection nproj(F);
 310   nproj.Add(inpWire);
 311   nproj.SetDefaultParams();
 312   nproj.Build();
 313   if(!nproj.IsDone())
 314     return;
 315
 316   TopoDS_Shape projRes = nproj.Projection();
 317
 318   // unite all vertexes/edges from projected result
 319   BOPAlgo_Builder anAlgo;
 320   TopExp_Explorer exp(projRes, TopAbs_EDGE);
 321   for (;exp.More(); exp.Next())
 322   {
 323     const TopoDS_Edge& E = TopoDS::Edge(exp.Current());
 324     if (E.Orientation() != TopAbs_INTERNAL)
 325       anAlgo.AddArgument(E);
 326   }
 327   anAlgo.Perform();
 328   int stat = anAlgo.ErrorStatus();
 329   TopoDS_Shape projResConn = anAlgo.Shape();
 330
 331   // make wire => vertexes and edges should be untouched after this operation!
 332   exp.Init(projResConn, TopAbs_EDGE);
 333   //TopTools_ListOfShape llE;
 334   //TopoDS_Wire RW;
 335   //BRepLib_MakeWire WM;
 336
 337   //for (;exp.More();exp.Next())
 338   //  llE.Append(exp.Current());
 339   //
 340   //WM.Add(llE);
 341   //outWire = WM.Wire();
 342
 343   //outWire.Orientation(inpWire.Orientation()); //take from the original wire
 344
 345   //history mode: edge to projected edges
 346   if (E2PE)
 347   {
 348     TopExp_Explorer ex(inpWire, TopAbs_EDGE);
 349     for (;ex.More();ex.Next())
 350     {
 351       const TopoDS_Edge& CE = TopoDS::Edge(ex.Current());
 352       TopTools_ListOfShape NEL;
 353       const TopTools_ListOfShape& LS = nproj.Generated(CE);
 354       TopTools_ListIteratorOfListOfShape it(LS);
 355       for (;it.More();it.Next())
 356       {
 357         const TopoDS_Shape& PCE = it.Value();
 358         TopTools_ListOfShape PLS = anAlgo.Modified(PCE);
 359         if (PLS.IsEmpty())
 360           PLS.Append(PCE);
 361         TopTools_ListIteratorOfListOfShape itp(PLS);
 362         for (;itp.More();itp.Next())
 363           NEL.Append(itp.Value());
 364       }
 365
 366       E2PE->Bind(CE, NEL);
 367     }
 368   }
 369 }
 370 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
 371 bool HYDROData_DTM::Get2dFaceFrom3dPres(const TopoDS_Compound& cmp, TopoDS_Face& outF,
 372   TopTools_SequenceOfShape* Boundr, std::set<int> ind )
 373 {
 374   //ind : set of indices (starts with 0). index == number of boundary (inlet, outlet, etc..)
 375   //in compound cmp.
 376   //if Boundr is not null => this method will return sequence of boundary wires (inlet, outlet...)
 377
 378   Handle_Geom_Plane refpl = new Geom_Plane(gp_Pnt(0,0,0), gp_Dir(0,0,1));
 379   TopTools_DataMapOfShapeListOfShape E2PE;
 380   ProjWireOnPlane(cmp, refpl, &E2PE);
 381   TopTools_ListOfShape ELL;
 382
 383   TopoDS_Iterator it(cmp);
 384   int i = 0;
 385   for (;it.More(); it.Next())
 386   {
 387     const TopoDS_Wire& W = TopoDS::Wire(it.Value());
 388     if (W.Orientation() != TopAbs_INTERNAL)
 389     {
 390       TopoDS_Wire PW;
 391       TopExp_Explorer ex(W, TopAbs_EDGE);
 392       TopTools_ListOfShape LEpW;
 393       TopTools_ListOfShape LEpWDummy;
 394       for (;ex.More();ex.Next())
 395       {
 396         const TopoDS_Edge& CE = TopoDS::Edge(ex.Current());
 397         TopTools_ListOfShape LS = E2PE.Find(CE);
 398         LEpW.Append(LS);
 399       }
 400
 401       if (ind.count(i) != 0)
 402       {
 403         BRepLib_MakeWire WM;
 404         WM.Add(LEpW);
 405         const TopoDS_Wire& WMW = WM.Wire();
 406         //assume that wire is a straight line,
 407         //take first and last vertex and make simple edge (RE)
 408         TopoDS_Vertex VF, VL;
 409         TopExp::Vertices(WMW, VF, VL);
 410         TopoDS_Edge RE = BRepLib_MakeEdge(VF, VL).Edge();
 411         if (RE.IsNull())
 412         {
 413           LEpWDummy = LEpW; //LEpW will be nullified after appending to ELL
 414           ELL.Append(LEpW);
 415         }
 416         else
 417         {
 418           LEpWDummy.Append(RE);
 419           ELL.Append(RE);
 420         }
 421         //TODO: in the new version of OCCT, USD can process separate wires
 422         //ShapeUpgrade_UnifySameDomain USD(WMW, 1U, 0U, 1U); //concat bsplines
 423         //USD.Build();
 424         //const TopoDS_Shape& RSU = USD.Shape();
 425         //TopExp_Explorer exp(RSU, TopAbs_EDGE);
 426         //TopTools_ListOfShape DummyL;
 427         //for (;it.More();it.Next())
 428         //  DummyL.Append(it.Value());
 429         //if (DummyL.Extent() == 1)
 430         //  ELL.Append(DummyL.First()); //if one edge => accept this result
 431         //else
 432         //  ELL.Append(LEpW);  //else put 'as is'
 433       }
 434       else
 435       {
 436         LEpWDummy = LEpW;
 437         ELL.Append(LEpW);
 438       }
 439
 440       if (Boundr)
 441       {
 442         //make inlet, outlet, left/tight banks [wires]
 443         //shouldn't change topology of the edges
 444         BRepLib_MakeWire IWM;
 445         IWM.Add(LEpWDummy);
 446         Boundr->Append(IWM.Wire());
 447       }
 448     }
 449     i++;
 450   }
 451
 452   //make primary wire
 453   BRepLib_MakeWire WME;
 454   WME.Add(ELL);
 455
 456   const TopoDS_Wire& resW = WME.Wire();
 457   BRepBuilderAPI_MakeFace mf(refpl, resW, true); //check inside is true by def
 458   outF = mf.Face();
 459
 460   ShapeAnalysis_Wire WA(resW, outF, Precision::Confusion());
 461   bool res = WA.CheckSelfIntersection(); //TODO check that this return false if OK
 462   return res;
 463
 464   ///!!! the internal wires cant be added with 'internal' ori.
 465   // it's possible to do with brep builder yet the result will not be correct!
 466   // more proper way is to use BOP operation here.
 467   /*for (int i = 1; i <= IntW.Extent(); i++)
 468   {
 469   TopoDS_Wire outIW;
 470   const TopoDS_Wire& W = TopoDS::Wire(IntW(i));
 471   ProjWireOnPlane(W, refpl, outIW);
 472   BB.Add(outF, outIW);
 473   }*/
 474 }
 475
 476 void HYDROData_DTM::CreateProfiles(const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 477                                    double theDDZ,
 478                                    double theSpatialStep,
 479                                    AltitudePoints& theOutLeft,
 480                                    AltitudePoints& theOutRight,
 481                                    AltitudePoints& theOutPoints,
 482                                    std::vector<AltitudePoints>& theOutMainProfiles,
 483                                    TopoDS_Shape& Out3dPres,
 484                                    TopoDS_Shape& Out2dPres,
 485                                    TopoDS_Shape& OutLeftB,
 486                                    TopoDS_Shape& OutRightB,
 487                                    TopoDS_Shape& OutInlet,
 488                                    TopoDS_Shape& OutOutlet,
 489                                    bool Create3dPres,
 490                                    bool Create2dPres,
 491                                    std::set<int>& InvInd,
 492                                    bool& WireIntersections)
 493 {
 494   if (theProfiles.empty())
 495     return;
 496   theOutPoints = Interpolate( theProfiles, theDDZ, theSpatialStep, theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles, InvInd );
 497   //note that if Create3dPres is false => Create2dPres flag is meaningless!
 498   if (Create3dPres)
 499   {
 500     TopTools_IndexedMapOfOrientedShape ll = Create3DShape( theOutLeft, theOutRight, theOutMainProfiles);
 501
 502     if (ll.IsEmpty())
 503       return;
 504     BRep_Builder BB;
 505     TopoDS_Compound cmp;
 506     BB.MakeCompound(cmp);
 507     for (int i = 1; i <= ll.Extent(); i++)
 508       BB.Add(cmp, ll(i));
 509
 510     Out3dPres = cmp;
 511
 512     //same order as in HYDROData_DTM::Update()
 513     OutLeftB = ll(1);
 514     OutRightB = ll(ll.Extent());
 515     OutInlet = ll(2);
 516     OutOutlet = ll(ll.Extent() - 1);
 517
 518     if (Create2dPres)
 519     {
 520       TopoDS_Face outF;
 521       WireIntersections = Get2dFaceFrom3dPres(cmp, outF); //__TODO
 522       Out2dPres = outF;
 523     };
 524   }
 525 }
 526
 527
 528
 529
 530 void HYDROData_DTM::GetProperties( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 531                     gp_Pnt& theLowestPoint, gp_Vec2d& theDir,
 532                     double& theZMin, double& theZMax )
 533 {
 534   theLowestPoint = theProfile->GetBottomPoint();
 535
 536   gp_XY aLeft, aRight;
 537   theProfile->GetLeftPoint( aLeft, true, true );
 538   theProfile->GetRightPoint( aRight, true, true );
 539   double x = aRight.X()-aLeft.X();
 540   double y = aRight.Y()-aLeft.Y();
 541   theDir = gp_Vec2d( x, y );
 542
 543   HYDROData_Profile::ProfilePoints points = theProfile->GetProfilePoints();
 544   int lo = points.Lower();
 545   int up = points.Upper();
 546   theZMin = std::numeric_limits<double>::max();
 547   theZMax = -theZMin;
 548   for( int i=lo; i<=up; i++ )
 549   {
 550     double z = points.Value( i ).Z();
 551     if( z>theZMax )
 552       theZMax = z;
 553     if( z<theZMin )
 554       theZMin = z;
 555   }
 556 }
 557
 558 inline gp_Pnt2d To2D( const gp_Pnt& thePnt, const gp_Trsf& theTr,
 559                       double& theUMin, double& theUMax )
 560 {
 561   gp_Pnt p = thePnt.Transformed( theTr );
 562   double u = p.X();
 563   double z = p.Z();
 564   if( u<theUMin )
 565     theUMin = u;
 566   if( u>theUMax )
 567     theUMax = u;
 568   return gp_Pnt2d( u, z );
 569 }
 570
 571 Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) To2D( const TColgp_Array1OfPnt& thePoints,
 572                                     const gp_Trsf& theTr,
 573                                     double& theUMin, double& theUMax )
 574 {
 575   int low = thePoints.Lower(), up = thePoints.Upper();
 576   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( low, up );
 577   for( int i=low; i<=up; i++ )
 578     points->SetValue( i, To2D( thePoints.Value( i ), theTr, theUMin, theUMax ) );
 579   return points;
 580 }
 581
 582 Handle(Geom2d_Curve) CurveTo2D( const Handle(Geom_Curve)& theCurve,
 583                                 Standard_Real theFirst, Standard_Real theLast,
 584                                 const gp_Trsf& theTr,
 585                                 double& theUMin, double& theUMax )
 586 {
 587   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_Line ) ) )
 588   {
 589     gp_Pnt aFirstPnt, aLastPnt;
 590     theCurve->D0( theFirst, aFirstPnt );
 591     theCurve->D0( theLast, aLastPnt );
 592
 593     gp_Pnt2d
 594       aFirst2d = To2D( aFirstPnt, theTr, theUMin, theUMax ),
 595       aLast2d = To2D( aLastPnt, theTr, theUMin, theUMax );
 596
 597     gp_Vec2d dir( aFirst2d, aLast2d );
 598     Handle_Geom2d_Line aLine2d = new Geom2d_Line( aFirst2d, gp_Dir2d( dir.X(), dir.Y() ) );
 599     return new Geom2d_TrimmedCurve( aLine2d, 0, aLast2d.Distance( aFirst2d ) );
 600   }
 601
 602   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_BSplineCurve ) ) )
 603   {
 604     Handle(Geom_BSplineCurve) aSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast( theCurve );
 605
 606     Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) poles = To2D( aSpline->Poles(), theTr, theUMin, theUMax );
 607     const TColStd_Array1OfReal& knots = aSpline->Knots();
 608     const TColStd_Array1OfInteger& multiplicities = aSpline->Multiplicities();
 609     int aDegree = aSpline->Degree();
 610
 611     return new Geom2d_BSplineCurve( poles->Array1(), knots, multiplicities, aDegree );
 612   }
 613
 614   return Handle(Geom2d_Curve)();
 615 }
 616
 617 #include <GCE2d_MakeSegment.hxx>
 618 #include <Geom2dAPI_InterCurveCurve.hxx>
 619 bool IsCooriented( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile1,
 620                    const Handle_HYDROData_Profile& theProfile2 )
 621 {
 622   if( theProfile1==theProfile2 )
 623     return true;
 624
 625   gp_XY lp1, rp1, lp2, rp2;
 626   theProfile1->GetLeftPoint(lp1);
 627   theProfile1->GetRightPoint(rp1);
 628   theProfile2->GetLeftPoint(lp2);
 629   theProfile2->GetRightPoint(rp2);
 630
 631   GCE2d_MakeSegment s1(lp1, lp2);
 632   GCE2d_MakeSegment s2(rp1, rp2);
 633
 634   Geom2dAPI_InterCurveCurve inter;
 635   inter.Init(s1, s2);
 636   if (inter.NbPoints() == 0)
 637     return true;
 638   else
 639     return false;
 640 }
 641
 642 Handle_Geom2d_BSplineCurve HYDROData_DTM::CreateHydraulicAxis(
 643   const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 644   std::vector<double>& theDistances )
 645 {
 646   size_t n = theProfiles.size();
 647   if( n==1 )
 648     return Handle_Geom2d_BSplineCurve();
 649
 650   Handle_Geom2d_BSplineCurve aResult;
 651
 652   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( 1, (int)n );
 653   TColgp_Array1OfVec2d tangents( 1, (int)n );
 654   Handle(TColStd_HArray1OfBoolean) flags = new TColStd_HArray1OfBoolean( 1, (int)n );
 655
 656   for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 657   {
 658     Handle_HYDROData_Profile aProfile = theProfiles[i-1];
 659     Handle_HYDROData_Profile aPrevProfile = i==1 ? theProfiles[i-1] : theProfiles[i-2];
 660     Handle_HYDROData_Profile aNextProfile = i==n ? theProfiles[i-1] : theProfiles[i];
 661
 662     if( !IsCooriented( aProfile, aNextProfile ) )
 663     {
 664       gp_XY lp, rp;
 665       aProfile->GetLeftPoint( lp, true );
 666       aProfile->GetRightPoint( rp, true );
 667       aProfile->SetLeftPoint( rp, true );
 668       aProfile->SetRightPoint( lp, true );
 669     }
 670     aProfile->Update();
 671
 672     gp_Pnt aLowest;
 673     gp_Vec2d aNormal;
 674     double zmin, zmax;
 675
 676     gp_XYZ curP = aProfile->GetBottomPoint();
 677     gp_XY curP2d = gp_XY(curP.X(), curP.Y());
 678
 679     gp_XYZ nextP;
 680     if( i==n )
 681       nextP = aPrevProfile->GetBottomPoint(true);
 682     else
 683       nextP = aNextProfile->GetBottomPoint(true);
 684
 685     gp_XY nextP2d = gp_XY(nextP.X(), nextP.Y());
 686
 687     gp_Vec2d aPrTangent;
 688     GetProperties( aProfile, aLowest, aPrTangent, zmin, zmax );
 689     aNormal.SetCoord( -aPrTangent.Y(), aPrTangent.X() );
 690
 691     gp_Vec2d aDirToNextProfile(nextP2d.X() - curP2d.X(), nextP2d.Y() - curP2d.Y() );
 692     if( i==n )
 693       aDirToNextProfile.Reverse();
 694     if (aNormal.Dot(aDirToNextProfile) < 0)
 695       aNormal.Reverse();
 696
 697     aNormal.Normalize();
 698
 699     points->SetValue( (int)i, gp_Pnt2d( aLowest.X(), aLowest.Y() ) );
 700     tangents.SetValue( (int)i, aNormal );
 701     flags->SetValue( (int)i, Standard_True );
 702   }
 703
 704   Geom2dAPI_Interpolate anInterpolator( points, Standard_False, Standard_False );
 705   anInterpolator.Load( tangents, flags );
 706   anInterpolator.Perform();
 707   if( anInterpolator.IsDone() )
 708   {
 709     aResult = anInterpolator.Curve();
 710
 711     //fill the distances vector
 712     Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( aResult );
 713
 714     theDistances.clear();
 715     theDistances.reserve( n );
 716     Standard_Real aParamFirst = anAdaptor.FirstParameter(), aParamLast = anAdaptor.LastParameter();
 717     for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 718     {
 719       gp_Pnt2d aPnt = points->Value( (Standard_Integer)i );
 720       Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProject( aPnt, aResult );
 721       Standard_Real aParam = aProject.LowerDistanceParameter();
 722       double aDistance = GCPnts_AbscissaPoint::Length( anAdaptor, aParamFirst, aParam );
 723       theDistances.push_back( aDistance );
 724     }
 725   }
 726   return aResult;
 727 }
 728
 729 std::vector<Handle_Geom2d_Curve> HYDROData_DTM::ProfileToParametric(
 730   const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 731   double& theUMin, double& theUMax, gp_Vec2d& theDir )
 732 {
 733   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves;
 734
 735   // Transformation of the coordinate systems
 736   gp_Pnt aLowest;
 737   double zmin, zmax;
 738   GetProperties( theProfile, aLowest, theDir, zmin, zmax );
 739
 740   gp_Ax3 aStd3d( gp_Pnt( 0, 0, 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( 1, 0, 0 ) );
 741   gp_Ax3 aLocal( gp_Pnt( aLowest.X(), aLowest.Y(), 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( theDir.X(), theDir.Y(), 0 ) );
 742
 743   gp_Trsf aTransf;
 744   aTransf.SetTransformation( aStd3d, aLocal );
 745
 746   // Iteration via edges
 747   TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire( theProfile->GetShape3D() );
 748   TopExp_Explorer anExp( aWire, TopAbs_EDGE );
 749   for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 750   {
 751     // Extract an edge from wire
 752     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge( anExp.Current() );
 753
 754     // Extract a curve corresponding to the edge
 755     TopLoc_Location aLoc;
 756     Standard_Real aFirst, aLast;
 757     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve( anEdge, aLoc, aFirst, aLast );
 758
 759     // Convert the curve to 2d CS
 760     Handle(Geom2d_Curve) aCurve2d = CurveTo2D( aCurve, aFirst, aLast, aTransf, theUMin, theUMax );
 761     if( !aCurve2d.IsNull() )
 762       curves.push_back( aCurve2d );
 763   }
 764   return curves;
 765 }
 766
 767
 768 bool CalcMidWidth( const std::set<double>& intersections, double& theMid, double& theWid )
 769 {
 770   double umin = std::numeric_limits<double>::max(),
 771          umax = -umin;
 772
 773   size_t n = intersections.size();
 774   if( n <= 0 )
 775     return false;
 776
 777   std::set<double>::const_iterator it = intersections.begin(), last = intersections.end();
 778   for( ; it!=last; it++ )
 779   {
 780     double u = *it;
 781     if( u<umin )
 782       umin = u;
 783     if( u>umax )
 784       umax = u;
 785   }
 786   theMid = ( umin+umax )/2;
 787   theWid = umax-umin;
 788   return true;
 789 }
 790
 791 void HYDROData_DTM::ProfileDiscretization( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 792                                            double theXCurv, double theMinZ, double theMaxZ, double theDDZ,
 793                                            CurveUZ& theMidPointCurve,
 794                                            CurveUZ& theWidthCurve,
 795                                            int& intersection_nb,
 796                                            double theTolerance)
 797 {
 798   double aDblMax = std::numeric_limits<double>::max(),
 799          aUMin = aDblMax,
 800          aUMax = -aUMin,
 801          aVMax = 1000000;
 802
 803   gp_Vec2d aProfileDir;
 804   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves = ProfileToParametric( theProfile, aUMin, aUMax, aProfileDir );
 805   size_t n = curves.size();
 806
 807   if( n==0 )
 808     return;
 809
 810   // we add the "virtual" vertical lines to simulate the intersection with profile
 811   gp_Pnt2d aFirst, aLast;
 812   curves[0]->D0( curves[0]->FirstParameter(), aFirst );
 813   curves[n-1]->D0( curves[n-1]->LastParameter(), aLast );
 814   Handle(Geom2d_Line) aV1 = new Geom2d_Line( aFirst, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 815   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT1 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV1, 0.0, aVMax );
 816
 817   Handle(Geom2d_Line) aV2 = new Geom2d_Line( aLast, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 818   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT2 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV2, 0.0, aVMax );
 819
 820   curves.push_back( aT1 );
 821   curves.push_back( aT2 );
 822
 823   int psize = ( int )( ( theMaxZ-theMinZ ) / theDDZ + 1 );
 824   theMidPointCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 825   theMidPointCurve.reserve( psize );
 826   theWidthCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 827   theWidthCurve.reserve( psize );
 828
 829   n = curves.size();
 830   // for each discrete value of z we search intersection with profile
 831   for( double z1 = theMinZ; z1 <= theMaxZ; z1 += theDDZ )
 832   {
 833     Handle(Geom2d_Line) aLine = new Geom2d_Line( gp_Pnt2d( 0, z1 ), gp_Dir2d( 1, 0 ) );
 834     std::set<double> intersections;
 835     for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 836     {
 837       Handle_Geom2d_Curve aCurve = curves[i];
 838       Geom2dAPI_InterCurveCurve anIntersect( aCurve, aLine, theTolerance );
 839       for( int k=1, m=anIntersect.NbPoints(); k<=m; k++ )
 840         intersections.insert( anIntersect.Point( k ).X() );
 841     }
 842
 843     intersection_nb = intersections.size();
 844     if( intersection_nb >= 1 )
 845     {
 846       double u_mid, u_wid;
 847       if( !CalcMidWidth( intersections, u_mid, u_wid ) )
 848         continue;
 849
 850       double z = z1 - theMinZ;
 851       PointUZ p_mid;
 852       p_mid.U = u_mid;
 853       p_mid.Z = z;
 854       theMidPointCurve.push_back( p_mid );
 855
 856       PointUZ p_wid;
 857       p_wid.U = u_wid;
 858       p_wid.Z = z;
 859       theWidthCurve.push_back( p_wid );
 860     }
 861   }
 862 }
 863
 864 void HYDROData_DTM::Interpolate( const CurveUZ& theCurveA, const CurveUZ& theCurveB,
 865                                  int theNbSteps, std::vector<CurveUZ>& theInterpolation,
 866                                  bool isAddSecond )
 867 {
 868   theInterpolation.clear();
 869   int d = isAddSecond ? 2 : 1;
 870   theInterpolation.reserve( theNbSteps+d );
 871   double dt = 1.0 / double( theNbSteps + 1 );
 872   double t = dt;
 873   theInterpolation.push_back( theCurveA );
 874   for( int i=0; i<theNbSteps; i++, t+=dt )
 875   {
 876     CurveUZ anInterp = theCurveA*(1-t) + theCurveB*t;
 877     theInterpolation.push_back( anInterp );
 878   }
 879   if( isAddSecond )
 880     theInterpolation.push_back( theCurveB );
 881 }
 882 #include <BRepLib_MakeEdge2d.hxx>
 883 void HYDROData_DTM::CurveTo3D( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 884                                const CurveUZ& theMidCurve, const CurveUZ& theWidthCurve,
 885                                AltitudePoints& thePoints )
 886 {
 887   Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( theHydraulicAxis );
 888   TopoDS_Edge E2d = BRepLib_MakeEdge2d(theHydraulicAxis).Edge();
 889   GCPnts_AbscissaPoint ap( anAdaptor, theMidCurve.Xcurv(), anAdaptor.FirstParameter() );
 890   double aParam = ap.Parameter();
 891
 892   gp_Pnt2d point;
 893   anAdaptor.D0( aParam, point );
 894   gp_Vec2d profile_dir = theMidCurve.ProfileDir();
 895   //gp_Dir tangent_n( -profile_dir.Y(), profile_dir.X(), dz );
 896   profile_dir.Normalize();
 897
 898   size_t n = theMidCurve.size();
 899   std::map<double, AltitudePoint> sorted_points;
 900   for( size_t i=0; i<n; i++ )
 901   {
 902     double param1 = theMidCurve[i].U - theWidthCurve[i].U / 2;
 903     double param2 = theMidCurve[i].U + theWidthCurve[i].U / 2;
 904
 905     gp_Pnt2d p1 = point.Translated( param1 * profile_dir);
 906     gp_Pnt2d p2 = point.Translated( param2 * profile_dir);
 907
 908     double z = theMidCurve[i].Z + theMidCurve.DeltaZ();
 909
 910     AltitudePoint p3d_1( p1.X(), p1.Y(), z ), p3d_2( p2.X(), p2.Y(), z );
 911
 912     sorted_points[param1] = p3d_1;
 913     sorted_points[param2] = p3d_2;
 914   }
 915
 916   thePoints.reserve( sorted_points.size() );
 917   const double EPS = 1E-12;
 918   std::map<double, AltitudePoint>::const_iterator it = sorted_points.begin(), last = sorted_points.end();
 919   for( ; it!=last; it++ )
 920     if( thePoints.empty() || thePoints.back().SquareDistance( it->second ) > EPS )
 921       thePoints.push_back( it->second );
 922 }
 923
 924 inline double max( double a, double b )
 925 {
 926   if( a>b )
 927     return a;
 928   else
 929     return b;
 930 }
 931
 932 inline double min( double a, double b )
 933 {
 934   if( a<b )
 935     return a;
 936   else
 937     return b;
 938 }
 939
 940 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
 941
 942 std::vector<HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints> HYDROData_DTM::Interpolate
 943   ( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 944     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileA,
 945     double theXCurvA,
 946     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileB,
 947     double theXCurvB,
 948     double theDDZ, int theNbSteps, bool isAddSecond,
 949     int& inter_nb_1, int& inter_nb_2)
 950 {
 951   double zminA, zmaxA, zminB, zmaxB;
 952   gp_Pnt lowestA, lowestB;
 953   gp_Vec2d dirA, dirB;
 954
 955   GetProperties( theProfileA, lowestA, dirA, zminA, zmaxA );
 956   GetProperties( theProfileB, lowestB, dirB, zminB, zmaxB );
 957
 958
 959   double hmax = max( zmaxA-zminA, zmaxB-zminB );
 960
 961   //double dz = zminB - zminA;
 962   //double zmin = min( zminA, zminB );
 963   //double zmax = max( zmaxA, zmaxB );
 964
 965   CurveUZ midA(0, gp_Vec2d(), 0), midB(0, gp_Vec2d(), 0);
 966   CurveUZ widA(0, gp_Vec2d(), 0), widB(0, gp_Vec2d(), 0);
 967
 968   ProfileDiscretization( theProfileA, theXCurvA, zminA, zminA+hmax, theDDZ, midA, widA, inter_nb_1 );
 969   ProfileDiscretization( theProfileB, theXCurvB, zminB, zminB+hmax, theDDZ, midB, widB, inter_nb_2 );
 970
 971   std::vector<CurveUZ> mid, wid;
 972   Interpolate( midA, midB, theNbSteps, mid, isAddSecond );
 973   Interpolate( widA, widB, theNbSteps, wid, isAddSecond );
 974
 975   size_t p = mid.size();
 976   size_t q = p>0 ? 2*mid[0].size() : 1;
 977   std::vector<AltitudePoints> points;
 978   points.resize( p );
 979
 980   for( size_t i=0; i<p; i++ )
 981   {
 982     points[i].reserve( q );
 983     CurveTo3D( theHydraulicAxis, mid[i], wid[i], points[i] );
 984   }
 985
 986   return points;
 987 }
 988
 989 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_DTM::Interpolate
 990   ( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 991     double theDDZ, double theSpatialStep,
 992     AltitudePoints& theLeft,
 993     AltitudePoints& theRight,
 994     std::vector<AltitudePoints>& theMainProfiles,
 995     std::set<int>& invalInd)
 996 {
 997   AltitudePoints points;
 998   size_t n = theProfiles.size();
 999   if( n<=1 )
1000     return points;
1001
1002   std::vector<double> distances;
1003   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
1004   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
1005     return points;
1006
1007   theMainProfiles.reserve( n );
1008
1009   for( size_t i=0, n1=n-1; i<n1; i++ )
1010   {
1011     double aDistance = distances[i+1]-distances[i];
1012     int aNbSteps = int(aDistance/theSpatialStep);
1013     bool isAddSecond = i==n1-1;
1014
1015     // 1. Calculate interpolated profiles
1016     int inter_nb_1, inter_nb_2;
1017     std::vector<AltitudePoints> local_points = Interpolate( aHydraulicAxis, theProfiles[i], distances[i],
1018       theProfiles[i+1], distances[i+1], theDDZ, aNbSteps, isAddSecond, inter_nb_1, inter_nb_2 );
1019     int lps = local_points.size();
1020
1021     if (inter_nb_1 > 2)
1022       invalInd.insert(i);
1023
1024     if (inter_nb_2 > 2)
1025       invalInd.insert(i+1);
1026
1027     // 2. Put all points into the global container
1028     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
1029     {
1030       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
1031       if( i==0 && j==0 )
1032         points.reserve( lp.size() * n );
1033       for( size_t k=0, ks=lp.size(); k<ks; k++ )
1034         points.push_back( lp[k] );
1035     }
1036
1037     // 3. Get left/right banks' points
1038     if( i==0 )
1039     {
1040       theLeft.reserve( lps * n );
1041       theRight.reserve( lps * n );
1042     }
1043     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
1044     {
1045       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
1046       theLeft.push_back( lp[0] );
1047       theRight.push_back( lp[lp.size()-1] );
1048     }
1049
1050     // 4. Get main profiles points
1051     theMainProfiles.push_back( local_points[0] );
1052     if( isAddSecond )
1053       theMainProfiles.push_back( local_points[lps-1] );
1054   }
1055   return points;
1056 }
1057
1058 int HYDROData_DTM::EstimateNbPoints( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
1059                                      double theDDZ, double theSpatialStep )
1060 {
1061   size_t n = theProfiles.size();
1062   if( n<=1 )
1063     return 0;
1064   if( theDDZ<1E-6 || theSpatialStep<1E-6 )
1065     return 1 << 20;
1066
1067   std::vector<double> distances;
1068   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
1069   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
1070     return 0;
1071
1072   double aCompleteDistance = distances[n-1];
1073   int aNbSteps = int( aCompleteDistance / theSpatialStep ) + 1;
1074   gp_Pnt aLowest;
1075   gp_Vec2d aDir;
1076   double aZMin, aZMax;
1077   GetProperties( theProfiles[0], aLowest, aDir, aZMin, aZMax );
1078   int aNbZSteps = (aZMax-aZMin)/theDDZ;
1079
1080   if( aNbSteps > ( 1<<16 ) || aNbZSteps > ( 1<<16 ) )
1081     return 1 << 20;
1082
1083   return aNbSteps * aNbZSteps;
1084 }