src/HYDROData/HYDROData_DTM.cxx

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