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