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                     bool isNormalDir,
 533                     double& theZMin, double& theZMax )
 534 {
 535   theLowestPoint = theProfile->GetBottomPoint();
 536
 537   gp_XY aLeft, aRight;
 538   theProfile->GetLeftPoint( aLeft, true, true );
 539   theProfile->GetRightPoint( aRight, true, true );
 540   double x = aRight.X()-aLeft.X();
 541   double y = aRight.Y()-aLeft.Y();
 542   if( isNormalDir )
 543     theDir = gp_Vec2d( -y, x );
 544   else
 545     theDir = gp_Vec2d( x, y );
 546
 547   HYDROData_Profile::ProfilePoints points = theProfile->GetProfilePoints();
 548   int lo = points.Lower();
 549   int up = points.Upper();
 550   theZMin = std::numeric_limits<double>::max();
 551   theZMax = -theZMin;
 552   for( int i=lo; i<=up; i++ )
 553   {
 554     double z = points.Value( i ).Z();
 555     if( z>theZMax )
 556       theZMax = z;
 557     if( z<theZMin )
 558       theZMin = z;
 559   }
 560 }
 561
 562 inline gp_Pnt2d To2D( const gp_Pnt& thePnt, const gp_Trsf& theTr,
 563                       double& theUMin, double& theUMax )
 564 {
 565   gp_Pnt p = thePnt.Transformed( theTr );
 566   double u = p.X();
 567   double z = p.Z();
 568   if( u<theUMin )
 569     theUMin = u;
 570   if( u>theUMax )
 571     theUMax = u;
 572   return gp_Pnt2d( u, z );
 573 }
 574
 575 Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) To2D( const TColgp_Array1OfPnt& thePoints,
 576                                     const gp_Trsf& theTr,
 577                                     double& theUMin, double& theUMax )
 578 {
 579   int low = thePoints.Lower(), up = thePoints.Upper();
 580   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( low, up );
 581   for( int i=low; i<=up; i++ )
 582     points->SetValue( i, To2D( thePoints.Value( i ), theTr, theUMin, theUMax ) );
 583   return points;
 584 }
 585
 586 Handle(Geom2d_Curve) CurveTo2D( const Handle(Geom_Curve)& theCurve,
 587                                 Standard_Real theFirst, Standard_Real theLast,
 588                                 const gp_Trsf& theTr,
 589                                 double& theUMin, double& theUMax )
 590 {
 591   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_Line ) ) )
 592   {
 593     gp_Pnt aFirstPnt, aLastPnt;
 594     theCurve->D0( theFirst, aFirstPnt );
 595     theCurve->D0( theLast, aLastPnt );
 596
 597     gp_Pnt2d
 598       aFirst2d = To2D( aFirstPnt, theTr, theUMin, theUMax ),
 599       aLast2d = To2D( aLastPnt, theTr, theUMin, theUMax );
 600
 601     gp_Vec2d dir( aFirst2d, aLast2d );
 602     Handle_Geom2d_Line aLine2d = new Geom2d_Line( aFirst2d, gp_Dir2d( dir.X(), dir.Y() ) );
 603     return new Geom2d_TrimmedCurve( aLine2d, 0, aLast2d.Distance( aFirst2d ) );
 604   }
 605
 606   if( theCurve->IsKind( STANDARD_TYPE( Geom_BSplineCurve ) ) )
 607   {
 608     Handle(Geom_BSplineCurve) aSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast( theCurve );
 609
 610     Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) poles = To2D( aSpline->Poles(), theTr, theUMin, theUMax );
 611     const TColStd_Array1OfReal& knots = aSpline->Knots();
 612     const TColStd_Array1OfInteger& multiplicities = aSpline->Multiplicities();
 613     int aDegree = aSpline->Degree();
 614
 615     return new Geom2d_BSplineCurve( poles->Array1(), knots, multiplicities, aDegree );
 616   }
 617
 618   return Handle(Geom2d_Curve)();
 619 }
 620
 621 Handle_Geom2d_BSplineCurve HYDROData_DTM::CreateHydraulicAxis(
 622   const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 623   std::vector<double>& theDistances )
 624 {
 625   size_t n = theProfiles.size();
 626   Handle_Geom2d_BSplineCurve aResult;
 627
 628   Handle(TColgp_HArray1OfPnt2d) points = new TColgp_HArray1OfPnt2d( 1, (int)n );
 629   TColgp_Array1OfVec2d tangents( 1, (int)n );
 630   Handle(TColStd_HArray1OfBoolean) flags = new TColStd_HArray1OfBoolean( 1, (int)n );
 631
 632   for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 633   {
 634     Handle_HYDROData_Profile aProfile = theProfiles[i-1];
 635     aProfile->Update();
 636
 637     gp_Pnt aLowest;
 638     gp_Vec2d aTangent;
 639     double zmin, zmax;
 640     GetProperties( aProfile, aLowest, aTangent, true, zmin, zmax );
 641     aTangent.Normalize();
 642
 643     points->SetValue( (int)i, gp_Pnt2d( aLowest.X(), aLowest.Y() ) );
 644     tangents.SetValue( (int)i, aTangent );
 645     flags->SetValue( (int)i, Standard_True );
 646   }
 647
 648   Geom2dAPI_Interpolate anInterpolator( points, Standard_False, Standard_False );
 649   anInterpolator.Load( tangents, flags );
 650   anInterpolator.Perform();
 651   if( anInterpolator.IsDone() )
 652   {
 653     aResult = anInterpolator.Curve();
 654
 655     //fill the distances vector
 656     Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( aResult );
 657
 658     theDistances.clear();
 659     theDistances.reserve( n );
 660     Standard_Real aParamFirst = anAdaptor.FirstParameter(), aParamLast = anAdaptor.LastParameter();
 661     for( size_t i = 1; i <= n; i++ )
 662     {
 663       gp_Pnt2d aPnt = points->Value( (Standard_Integer)i );
 664       Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProject( aPnt, aResult );
 665       Standard_Real aParam = aProject.LowerDistanceParameter();
 666       double aDistance = GCPnts_AbscissaPoint::Length( anAdaptor, aParamFirst, aParam );
 667       theDistances.push_back( aDistance );
 668     }
 669   }
 670   return aResult;
 671 }
 672
 673 std::vector<Handle_Geom2d_Curve> HYDROData_DTM::ProfileToParametric(
 674   const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 675   double& theUMin, double& theUMax, gp_Vec2d& theDir )
 676 {
 677   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves;
 678
 679   // Transformation of the coordinate systems
 680   gp_Pnt aLowest;
 681   double zmin, zmax;
 682   GetProperties( theProfile, aLowest, theDir, false, zmin, zmax );
 683
 684   gp_Ax3 aStd3d( gp_Pnt( 0, 0, 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( 1, 0, 0 ) );
 685   gp_Ax3 aLocal( gp_Pnt( aLowest.X(), aLowest.Y(), 0 ), gp_Dir( 0, 0, 1 ), gp_Dir( theDir.X(), theDir.Y(), 0 ) );
 686
 687   gp_Trsf aTransf;
 688   aTransf.SetTransformation( aStd3d, aLocal );
 689
 690   // Iteration via edges
 691   TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire( theProfile->GetShape3D() );
 692   TopExp_Explorer anExp( aWire, TopAbs_EDGE );
 693   for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 694   {
 695     // Extract an edge from wire
 696     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge( anExp.Current() );
 697
 698     // Extract a curve corresponding to the edge
 699     TopLoc_Location aLoc;
 700     Standard_Real aFirst, aLast;
 701     Handle(Geom_Curve) aCurve = BRep_Tool::Curve( anEdge, aLoc, aFirst, aLast );
 702
 703     // Convert the curve to 2d CS
 704     Handle(Geom2d_Curve) aCurve2d = CurveTo2D( aCurve, aFirst, aLast, aTransf, theUMin, theUMax );
 705     if( !aCurve2d.IsNull() )
 706       curves.push_back( aCurve2d );
 707   }
 708   return curves;
 709 }
 710
 711
 712 bool CalcMidWidth( const std::set<double>& intersections, double& theMid, double& theWid )
 713 {
 714   double umin = std::numeric_limits<double>::max(),
 715          umax = -umin;
 716
 717   size_t n = intersections.size();
 718   if( n <= 0 )
 719     return false;
 720
 721   std::set<double>::const_iterator it = intersections.begin(), last = intersections.end();
 722   for( ; it!=last; it++ )
 723   {
 724     double u = *it;
 725     if( u<umin )
 726       umin = u;
 727     if( u>umax )
 728       umax = u;
 729   }
 730   theMid = ( umin+umax )/2;
 731   theWid = umax-umin;
 732   return true;
 733 }
 734
 735 void HYDROData_DTM::ProfileDiscretization( const Handle_HYDROData_Profile& theProfile,
 736                                            double theXCurv, double theMinZ, double theMaxZ, double theDDZ,
 737                                            CurveUZ& theMidPointCurve,
 738                                            CurveUZ& theWidthCurve,
 739                                            int& intersection_nb,
 740                                            double theTolerance)
 741 {
 742   double aDblMax = std::numeric_limits<double>::max(),
 743          aUMin = aDblMax,
 744          aUMax = -aUMin,
 745          aVMax = 1000000;
 746
 747   gp_Vec2d aProfileDir;
 748   std::vector<Handle_Geom2d_Curve> curves = ProfileToParametric( theProfile, aUMin, aUMax, aProfileDir );
 749   size_t n = curves.size();
 750
 751   if( n==0 )
 752     return;
 753
 754   // we add the "virtual" vertical lines to simulate the intersection with profile
 755   gp_Pnt2d aFirst, aLast;
 756   curves[0]->D0( curves[0]->FirstParameter(), aFirst );
 757   curves[n-1]->D0( curves[n-1]->LastParameter(), aLast );
 758   Handle(Geom2d_Line) aV1 = new Geom2d_Line( aFirst, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 759   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT1 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV1, 0.0, aVMax );
 760
 761   Handle(Geom2d_Line) aV2 = new Geom2d_Line( aLast, gp_Dir2d( 0, 1 ) );
 762   Handle(Geom2d_TrimmedCurve) aT2 = new Geom2d_TrimmedCurve( aV2, 0.0, aVMax );
 763
 764   curves.push_back( aT1 );
 765   curves.push_back( aT2 );
 766
 767   int psize = ( int )( ( theMaxZ-theMinZ ) / theDDZ + 1 );
 768   theMidPointCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 769   theMidPointCurve.reserve( psize );
 770   theWidthCurve = CurveUZ( theXCurv, aProfileDir, theMinZ );
 771   theWidthCurve.reserve( psize );
 772
 773   n = curves.size();
 774   // for each discrete value of z we search intersection with profile
 775   for( double z1 = theMinZ; z1 <= theMaxZ; z1 += theDDZ )
 776   {
 777     Handle(Geom2d_Line) aLine = new Geom2d_Line( gp_Pnt2d( 0, z1 ), gp_Dir2d( 1, 0 ) );
 778     std::set<double> intersections;
 779     for( size_t i = 0; i < n; i++ )
 780     {
 781       Handle_Geom2d_Curve aCurve = curves[i];
 782       Geom2dAPI_InterCurveCurve anIntersect( aCurve, aLine, theTolerance );
 783       for( int k=1, m=anIntersect.NbPoints(); k<=m; k++ )
 784         intersections.insert( anIntersect.Point( k ).X() );
 785     }
 786
 787     intersection_nb = intersections.size();
 788     if( intersection_nb >= 1 )
 789     {
 790       double u_mid, u_wid;
 791       if( !CalcMidWidth( intersections, u_mid, u_wid ) )
 792         continue;
 793
 794       double z = z1 - theMinZ;
 795       PointUZ p_mid;
 796       p_mid.U = u_mid;
 797       p_mid.Z = z;
 798       theMidPointCurve.push_back( p_mid );
 799
 800       PointUZ p_wid;
 801       p_wid.U = u_wid;
 802       p_wid.Z = z;
 803       theWidthCurve.push_back( p_wid );
 804     }
 805   }
 806 }
 807
 808 void HYDROData_DTM::Interpolate( const CurveUZ& theCurveA, const CurveUZ& theCurveB,
 809                                  int theNbSteps, std::vector<CurveUZ>& theInterpolation,
 810                                  bool isAddSecond )
 811 {
 812   theInterpolation.clear();
 813   int d = isAddSecond ? 2 : 1;
 814   theInterpolation.reserve( theNbSteps+d );
 815   double dt = 1.0 / double( theNbSteps + 1 );
 816   double t = dt;
 817   theInterpolation.push_back( theCurveA );
 818   for( int i=0; i<theNbSteps; i++, t+=dt )
 819   {
 820     CurveUZ anInterp = theCurveA*(1-t) + theCurveB*t;
 821     theInterpolation.push_back( anInterp );
 822   }
 823   if( isAddSecond )
 824     theInterpolation.push_back( theCurveB );
 825 }
 826 #include <BRepLib_MakeEdge2d.hxx>
 827 void HYDROData_DTM::CurveTo3D( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 828                                const CurveUZ& theMidCurve, const CurveUZ& theWidthCurve,
 829                                AltitudePoints& thePoints )
 830 {
 831   Geom2dAdaptor_Curve anAdaptor( theHydraulicAxis );
 832   TopoDS_Edge E2d = BRepLib_MakeEdge2d(theHydraulicAxis).Edge();
 833   GCPnts_AbscissaPoint ap( anAdaptor, theMidCurve.Xcurv(), anAdaptor.FirstParameter() );
 834   double aParam = ap.Parameter();
 835
 836   gp_Pnt2d point;
 837   anAdaptor.D0( aParam, point );
 838   gp_Vec2d profile_dir = theMidCurve.ProfileDir();
 839   //gp_Dir tangent_n( -profile_dir.Y(), profile_dir.X(), dz );
 840   profile_dir.Normalize();
 841
 842   size_t n = theMidCurve.size();
 843   std::map<double, AltitudePoint> sorted_points;
 844   for( size_t i=0; i<n; i++ )
 845   {
 846     double param1 = theMidCurve[i].U - theWidthCurve[i].U / 2;
 847     double param2 = theMidCurve[i].U + theWidthCurve[i].U / 2;
 848
 849     gp_Pnt2d p1 = point.Translated( param1 * profile_dir);
 850     gp_Pnt2d p2 = point.Translated( param2 * profile_dir);
 851
 852     double z = theMidCurve[i].Z + theMidCurve.DeltaZ();
 853
 854     AltitudePoint p3d_1( p1.X(), p1.Y(), z ), p3d_2( p2.X(), p2.Y(), z );
 855
 856     sorted_points[param1] = p3d_1;
 857     sorted_points[param2] = p3d_2;
 858   }
 859
 860   thePoints.reserve( sorted_points.size() );
 861   const double EPS = 1E-12;
 862   std::map<double, AltitudePoint>::const_iterator it = sorted_points.begin(), last = sorted_points.end();
 863   for( ; it!=last; it++ )
 864     if( thePoints.empty() || thePoints.back().SquareDistance( it->second ) > EPS )
 865       thePoints.push_back( it->second );
 866 }
 867
 868 inline double max( double a, double b )
 869 {
 870   if( a>b )
 871     return a;
 872   else
 873     return b;
 874 }
 875
 876 inline double min( double a, double b )
 877 {
 878   if( a<b )
 879     return a;
 880   else
 881     return b;
 882 }
 883
 884 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
 885
 886 std::vector<HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints> HYDROData_DTM::Interpolate
 887   ( const Handle_Geom2d_BSplineCurve& theHydraulicAxis,
 888     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileA,
 889     double theXCurvA,
 890     const Handle_HYDROData_Profile& theProfileB,
 891     double theXCurvB,
 892     double theDDZ, int theNbSteps, bool isAddSecond,
 893     int& inter_nb_1, int& inter_nb_2)
 894 {
 895   double zminA, zmaxA, zminB, zmaxB;
 896   gp_Pnt lowestA, lowestB;
 897   gp_Vec2d dirA, dirB;
 898
 899   GetProperties( theProfileA, lowestA, dirA, false, zminA, zmaxA );
 900   GetProperties( theProfileB, lowestB, dirB, false, zminB, zmaxB );
 901
 902
 903   double hmax = max( zmaxA-zminA, zmaxB-zminB );
 904
 905   //double dz = zminB - zminA;
 906   //double zmin = min( zminA, zminB );
 907   //double zmax = max( zmaxA, zmaxB );
 908
 909   CurveUZ midA(0, gp_Vec2d(), 0), midB(0, gp_Vec2d(), 0);
 910   CurveUZ widA(0, gp_Vec2d(), 0), widB(0, gp_Vec2d(), 0);
 911
 912   ProfileDiscretization( theProfileA, theXCurvA, zminA, zminA+hmax, theDDZ, midA, widA, inter_nb_1 );
 913   ProfileDiscretization( theProfileB, theXCurvB, zminB, zminB+hmax, theDDZ, midB, widB, inter_nb_2 );
 914
 915   std::vector<CurveUZ> mid, wid;
 916   Interpolate( midA, midB, theNbSteps, mid, isAddSecond );
 917   Interpolate( widA, widB, theNbSteps, wid, isAddSecond );
 918
 919   size_t p = mid.size();
 920   size_t q = p>0 ? 2*mid[0].size() : 1;
 921   std::vector<AltitudePoints> points;
 922   points.resize( p );
 923
 924   for( size_t i=0; i<p; i++ )
 925   {
 926     points[i].reserve( q );
 927     CurveTo3D( theHydraulicAxis, mid[i], wid[i], points[i] );
 928   }
 929
 930   return points;
 931 }
 932
 933 HYDROData_Bathymetry::AltitudePoints HYDROData_DTM::Interpolate
 934   ( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
 935     double theDDZ, double theSpatialStep,
 936     AltitudePoints& theLeft,
 937     AltitudePoints& theRight,
 938     std::vector<AltitudePoints>& theMainProfiles,
 939     std::set<int>& invalInd)
 940 {
 941   AltitudePoints points;
 942   size_t n = theProfiles.size();
 943   if( n<=1 )
 944     return points;
 945
 946   std::vector<double> distances;
 947   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
 948   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
 949     return points;
 950
 951   theMainProfiles.reserve( n );
 952
 953   for( size_t i=0, n1=n-1; i<n1; i++ )
 954   {
 955     double aDistance = distances[i+1]-distances[i];
 956     int aNbSteps = int(aDistance/theSpatialStep);
 957     bool isAddSecond = i==n1-1;
 958
 959     // 1. Calculate interpolated profiles
 960     int inter_nb_1, inter_nb_2;
 961     std::vector<AltitudePoints> local_points = Interpolate( aHydraulicAxis, theProfiles[i], distances[i],
 962       theProfiles[i+1], distances[i+1], theDDZ, aNbSteps, isAddSecond, inter_nb_1, inter_nb_2 );
 963     int lps = local_points.size();
 964
 965     if (inter_nb_1 > 2)
 966       invalInd.insert(i);
 967
 968     if (inter_nb_2 > 2)
 969       invalInd.insert(i+1);
 970
 971     // 2. Put all points into the global container
 972     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 973     {
 974       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 975       if( i==0 && j==0 )
 976         points.reserve( lp.size() * n );
 977       for( size_t k=0, ks=lp.size(); k<ks; k++ )
 978         points.push_back( lp[k] );
 979     }
 980
 981     // 3. Get left/right banks' points
 982     if( i==0 )
 983     {
 984       theLeft.reserve( lps * n );
 985       theRight.reserve( lps * n );
 986     }
 987     for( size_t j=0; j<lps; j++ )
 988     {
 989       const AltitudePoints& lp = local_points[j];
 990       theLeft.push_back( lp[0] );
 991       theRight.push_back( lp[lp.size()-1] );
 992     }
 993
 994     // 4. Get main profiles points
 995     theMainProfiles.push_back( local_points[0] );
 996     if( isAddSecond )
 997       theMainProfiles.push_back( local_points[lps-1] );
 998   }
 999   return points;
1000 }
1001
1002 int HYDROData_DTM::EstimateNbPoints( const std::vector<Handle_HYDROData_Profile>& theProfiles,
1003                                      double theDDZ, double theSpatialStep )
1004 {
1005   size_t n = theProfiles.size();
1006   if( n<=1 )
1007     return 0;
1008   if( theDDZ<1E-6 || theSpatialStep<1E-6 )
1009     return 1 << 20;
1010
1011   std::vector<double> distances;
1012   Handle_Geom2d_BSplineCurve aHydraulicAxis = CreateHydraulicAxis( theProfiles, distances );
1013   if( aHydraulicAxis.IsNull() )
1014     return 0;
1015
1016   double aCompleteDistance = distances[n-1];
1017   int aNbSteps = int( aCompleteDistance / theSpatialStep ) + 1;
1018   gp_Pnt aLowest;
1019   gp_Vec2d aDir;
1020   double aZMin, aZMax;
1021   GetProperties( theProfiles[0], aLowest, aDir, true, aZMin, aZMax );
1022   int aNbZSteps = (aZMax-aZMin)/theDDZ;
1023
1024   if( aNbSteps > ( 1<<16 ) || aNbZSteps > ( 1<<16 ) )
1025     return 1 << 20;
1026
1027   return aNbSteps * aNbZSteps;
1028 }