src/HYDROData/HYDROData_PolylineOperator.cxx

   1 // Copyright (C) 2014-2015  EDF-R&D
   2 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   3 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   4 // License as published by the Free Software Foundation; either
   5 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   6 //
   7 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   8 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  10 // Lesser General Public License for more details.
  11 //
  12 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  13 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  14 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  15 //
  16 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  17 //
  18
  19 #include <HYDROData_PolylineOperator.h>
  20 #include <HYDROData_Document.h>
  21 #include <HYDROData_TopoCurve.h>
  22 #include <HYDROData_Object.h>
  23
  24 #ifndef LIGHT_MODE
  25 #include <CurveCreator_Utils.hxx>
  26 #endif
  27
  28 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  29 #include <BRep_Builder.hxx>
  30 #include <BRep_Tool.hxx>
  31 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge2d.hxx>
  32 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  33 #include <BRepBuilderAPI_MakeWire.hxx>
  34 #include <Extrema_ExtCC.hxx>
  35 #include <Extrema_ExtPC.hxx>
  36 #include <GeomAPI_Interpolate.hxx>
  37 #include <NCollection_Vector.hxx>
  38 #include <Precision.hxx>
  39 #include <ShapeAnalysis_TransferParametersProj.hxx>
  40 #include <ShapeBuild_Edge.hxx>
  41 #include <TColgp_Array1OfVec.hxx>
  42 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  43 #include <TColStd_HArray1OfBoolean.hxx>
  44 #include <TopoDS.hxx>
  45 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  46 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  47 #include <TopExp.hxx>
  48 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  49 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  50 #include <QStringList>
  51 #include <QColor>
  52 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  53 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  54 #include <BRepLib_MakeWire.hxx>
  55
  56 //#define _DEVDEBUG_
  57 #include "HYDRO_trace.hxx"
  58 #include <BRepTools.hxx>
  59 #include <sstream>
  60
  61 template<class T> void append( std::vector<T>& theList, const std::vector<T>& theList2 )
  62 {
  63   int aSize = theList.size();
  64   int aNewSize = aSize + theList2.size();
  65
  66   if( aSize==aNewSize )
  67     return;
  68
  69   theList.resize( aNewSize );
  70   for( int i=aSize, j=0; i<aNewSize; i++, j++ )
  71     theList[i] = theList2[j];
  72 }
  73
  74 bool HYDROData_PolylineOperator::Split( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
  75                                         const Handle( HYDROData_PolylineXY )& thePolyline,
  76                                         const gp_Pnt2d& thePoint,
  77                                         double theTolerance ) const
  78 {
  79   if (thePolyline.IsNull())
  80   {
  81     return false;
  82   }
  83
  84   std::vector<gp_Pnt2d> aPointsList( 1 );
  85   aPointsList[0] = thePoint;
  86   std::vector<TopoDS_Wire> aCurves;
  87   GetWires(thePolyline, aCurves);
  88   bool isOK = true;
  89   for( int i=0, n=aCurves.size(); i<n; i++ )
  90   {
  91     std::vector<TopoDS_Shape> aCurvesList;
  92     Split( aCurves[i], thePoint, theTolerance, aCurvesList );
  93     bool isLocalOK = CreatePolylines( theDoc, thePolyline, aCurvesList, true );
  94     isOK = isOK && isLocalOK;
  95   }
  96   return isOK;
  97 }
  98
  99 bool HYDROData_PolylineOperator::Split( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
 100               const Handle( HYDROData_PolylineXY )& thePolyline,
 101               const Handle( HYDROData_PolylineXY )& theTool,
 102               double theTolerance,
 103               bool& theIsIntersected) const
 104 {
 105   if (thePolyline.IsNull() || theTool.IsNull())
 106   {
 107     return false;
 108   }
 109
 110   HYDROData_SequenceOfObjects aSeq;
 111   aSeq.Append( theTool );
 112   return split( theDoc, thePolyline, aSeq, theTolerance, -1, theIsIntersected);
 113 }
 114
 115 bool HYDROData_PolylineOperator::Split( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
 116                                         const HYDROData_SequenceOfObjects& thePolylines,
 117                                         double theTolerance )
 118 {
 119   int f = thePolylines.Lower(), l = thePolylines.Upper();
 120   for( int i=f; i<=l; i++ )
 121   {
 122     Handle( HYDROData_PolylineXY ) aPolyline = Handle( HYDROData_PolylineXY )::DownCast( thePolylines.Value( i ) );
 123     bool isIntersected;
 124     if( !split( theDoc, aPolyline, thePolylines, theTolerance, i, isIntersected) )
 125       return false;
 126   }
 127   return true;
 128 }
 129
 130 bool HYDROData_PolylineOperator::Merge( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
 131                                         const QString& theName,
 132                                         const HYDROData_SequenceOfObjects& thePolylines,
 133                                         bool isConnectByNewSegment,
 134                                         double theTolerance )
 135 {
 136   Handle( HYDROData_PolylineXY ) aNewPolyline =
 137     Handle( HYDROData_PolylineXY )::DownCast( theDoc->CreateObject( KIND_POLYLINEXY ) );
 138   int ins =0;
 139
 140   HYDROData_SequenceOfObjects::Iterator aPIt(thePolylines);
 141
 142   for (int ip=1; aPIt.More(); aPIt.Next(), ip++)
 143   {
 144     Handle(HYDROData_PolylineXY) aPolyline =
 145       Handle(HYDROData_PolylineXY)::DownCast(aPIt.Value());
 146     NCollection_Sequence<TCollection_AsciiString>           aSectNames;
 147     NCollection_Sequence<HYDROData_PolylineXY::SectionType> aSectTypes;
 148     NCollection_Sequence<bool>                              aSectClosures;
 149     aPolyline->GetSections( aSectNames, aSectTypes, aSectClosures );
 150
 151     for ( int i = 1, n = aSectNames.Size(); i <= n; ++i )
 152     {
 153       const TCollection_AsciiString& aSectName = aSectNames.Value( i ) + "_" + ip;
 154       const HYDROData_PolylineXY::SectionType& aSectType = aSectTypes.Value( i );
 155       bool aSectClosure = aSectClosures.Value( i );
 156       aNewPolyline->AddSection(aSectName, aSectType, aSectClosure);
 157       HYDROData_PolylineXY::PointsList aPointsList = aPolyline->GetPoints(i-1, false);
 158       aNewPolyline->SetPoints(ins++, aPointsList);
 159     }
 160   }
 161   QString aName = theName;
 162   if( aName.isEmpty() )
 163     {
 164       aName = "merged";
 165       int anIndex = 1;
 166       QString aNewName = aName + "_" + QString::number(anIndex);
 167       while (!theDoc->FindObjectByName(aNewName).IsNull())  // the object with such a name is not found
 168         {
 169           anIndex++;
 170           aNewName = aName + "_" + QString::number(anIndex);
 171         }
 172       aName = aNewName;
 173     }
 174
 175   aNewPolyline->SetName(aName);
 176   aNewPolyline->Update();
 177   return true;
 178 }
 179
 180 bool HYDROData_PolylineOperator::split( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
 181                                         const Handle( HYDROData_PolylineXY )& thePolyline,
 182                                         const HYDROData_SequenceOfObjects& theTools,
 183                                         double theTolerance,
 184                                         int theIgnoreIndex,
 185                                         bool& theIsIntersected) const
 186 {
 187   theIsIntersected = false;
 188
 189   if (thePolyline.IsNull())
 190   {
 191     return false;
 192   }
 193
 194   std::vector<TopoDS_Wire> aCurves;
 195   GetWires(thePolyline, aCurves);
 196   std::vector<TopoDS_Wire> aToolCurves;
 197   for( int i=theTools.Lower(), n=theTools.Upper(); i<=n; i++ )
 198     if( i!=theIgnoreIndex )
 199     {
 200       Handle( HYDROData_PolylineXY ) aToolPolyline =
 201         Handle( HYDROData_PolylineXY )::DownCast( theTools.Value( i ) );
 202       if (!aToolPolyline.IsNull())
 203       {
 204         std::vector<TopoDS_Wire> aTCurves;
 205         GetWires(aToolPolyline, aTCurves);
 206         append( aToolCurves, aTCurves);
 207       }
 208     }
 209
 210   if (aToolCurves.empty())
 211   {
 212     return false;
 213   }
 214
 215   const int aPSCount = aCurves.size();
 216   const int aTSCount = aToolCurves.size();
 217   std::vector<TopoDS_Shape> aResult;
 218   for (int aPSI = 0; aPSI < aPSCount; ++aPSI)
 219   {
 220     HYDROData_TopoCurve aCurve;
 221     DEBTRACE("Initialize curve " << aPSI);
 222     if (!aCurve.Initialize(aCurves[aPSI]))
 223     {
 224       continue;
 225     }
 226
 227     std::deque<std::list<double> > aParams;
 228     for (int aTSI = 0; aTSI < aTSCount; ++aTSI)
 229     {
 230       aCurve.Intersect(aToolCurves[aTSI], aParams);
 231     }
 232
 233     std::deque<HYDROData_TopoCurve> aSplitCurves;
 234     theIsIntersected |= aCurve.Cut(aParams, aSplitCurves);
 235     std::deque<HYDROData_TopoCurve>::const_iterator aCIt =
 236       aSplitCurves.begin();
 237     std::deque<HYDROData_TopoCurve>::const_iterator aLastCIt =
 238       aSplitCurves.end();
 239     for (int iw=0; aCIt != aLastCIt; ++aCIt, iw++)
 240     {
 241       std::stringstream brepName;
 242       brepName << "theSplitWire_";
 243       brepName << iw;
 244       brepName << ".brep";
 245       BRepTools::Write(aCIt->Wire() , brepName.str().c_str() );
 246       aResult.push_back(aCIt->Wire());
 247     }
 248   }
 249
 250   CreatePolylines( theDoc, thePolyline, aResult, true );
 251   return true;
 252 }
 253
 254 void HYDROData_PolylineOperator::GetWires(
 255   const Handle( HYDROData_PolylineXY )& thePolyline,
 256   std::vector<TopoDS_Wire>& theWires)
 257 {
 258   TopoDS_Shape aShape = thePolyline->GetShape();
 259   if (aShape.IsNull())
 260     return;
 261   if( aShape.ShapeType()==TopAbs_WIRE )
 262   {
 263     theWires.push_back( TopoDS::Wire( aShape ) );
 264   }
 265   else
 266   {
 267     TopExp_Explorer anExp( aShape, TopAbs_WIRE );
 268     for( ; anExp.More(); anExp.Next() )
 269     {
 270       theWires.push_back( TopoDS::Wire( anExp.Current() ) );
 271     }
 272   }
 273 }
 274
 275 void HYDROData_PolylineOperator::Split(
 276   const TopoDS_Wire& theWire,
 277   const gp_Pnt2d& thePoint,
 278   double theTolerance,
 279   std::vector<TopoDS_Shape>& theWires)
 280 {
 281   HYDROData_TopoCurve aCurve;
 282   if (!aCurve.Initialize(theWire))
 283   {
 284     theWires.push_back(theWire);
 285     return;
 286   }
 287
 288   const gp_XYZ aP(thePoint.X(), thePoint.Y(), 0);
 289   std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator aEPos;
 290   double aParam;
 291   aCurve.Project(aP, aEPos, aParam);
 292   HYDROData_TopoCurve aCurve1, aCurve2;
 293   aCurve.Cut(aEPos, aParam, aCurve1, aCurve2);
 294   theWires.push_back(aCurve1.Wire());
 295   if (!aCurve2.IsEmpty())
 296   {
 297     theWires.push_back(aCurve2.Wire());
 298   }
 299 }
 300
 301 bool HYDROData_PolylineOperator::CreatePolylines( const Handle( HYDROData_Document )& theDoc,
 302                                                   const Handle( HYDROData_PolylineXY )& theOldPolyline,
 303                                                   const std::vector<TopoDS_Shape>& theShapes,
 304                                                   bool isUseIndices )
 305 {
 306   if( theDoc.IsNull() )
 307     return false;
 308
 309   if ( theOldPolyline.IsNull() )
 310     return false;
 311   const QString& theNamePrefix = theOldPolyline->GetName();
 312   const QColor& theColor = theOldPolyline->GetWireColor();
 313
 314   int n = theShapes.size();
 315   DEBTRACE("theShapes.size() "<< n);
 316   int anIndex = 1;
 317   for( int i=0; i<n; i++ )
 318   {
 319     Handle( HYDROData_PolylineXY ) aPolyline =
 320       Handle( HYDROData_PolylineXY )::DownCast( theDoc->CreateObject( KIND_POLYLINEXY ) );
 321     if( aPolyline.IsNull() )
 322       return false;
 323
 324     aPolyline->ImportShape(theShapes[i], false, theOldPolyline, false);
 325
 326     if( isUseIndices )
 327     {
 328       QString aNewName = theNamePrefix + "_" + QString::number( anIndex );
 329       while( !theDoc->FindObjectByName( aNewName ).IsNull() )  // the object with such a name is not found
 330       {
 331         anIndex++;
 332         aNewName = theNamePrefix + "_" + QString::number( anIndex );
 333       }
 334       aPolyline->SetName( aNewName );
 335     }
 336     else
 337     {
 338       aPolyline->SetName( theNamePrefix );
 339     }
 340
 341     if( theColor.isValid() )
 342       aPolyline->SetWireColor( theColor );
 343   }
 344   return true;
 345 }
 346
 347 double HYDROData_PolylineOperator::ReduceDeflection(
 348   const double theDeflection,
 349   HYDROData_TopoCurve& theCurve,
 350   int& thePieceCount)
 351 {
 352   // Construct the approximating B-spline.
 353   std::list<gp_XYZ> aPs;
 354   if (!theCurve.ValuesInKnots(aPs))
 355   {
 356     return -1;
 357   }
 358
 359   Handle(TColgp_HArray1OfPnt) aPs2 = new TColgp_HArray1OfPnt(1, aPs.size());
 360   {
 361     std::list<gp_XYZ>::const_iterator aLastPIt = aPs.end();
 362     std::list<gp_XYZ>::const_iterator aPIt = aPs.begin();
 363     for (int aPN = 1; aPIt != aLastPIt; ++aPN, ++aPIt)
 364     {
 365       aPs2->SetValue(aPN, *aPIt);
 366     }
 367   }
 368   Handle(Geom_BSplineCurve) aBSpline2;
 369   const bool isClosed = theCurve.IsClosed();
 370 #ifndef LIGHT_MODE
 371   if (!CurveCreator_Utils::constructBSpline(aPs2, isClosed, aBSpline2))
 372 #endif
 373   {
 374     return -1;
 375   }
 376
 377   // Calculate the piece deflections.
 378   std::deque<double> aSqDefls;
 379   double aMaxSqDefl = 0;
 380   std::list<TopoDS_Edge>& aEdges = theCurve.Edges();
 381   std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator aLastEIt = aEdges.end();
 382   {
 383     std::list<TopoDS_Edge>::const_iterator aEIt = aEdges.begin();
 384     for (int aPrevKCount = 0; aEIt != aLastEIt; ++aEIt)
 385     {
 386       TopLoc_Location aLoc;
 387       double aParams[2];
 388       Handle(Geom_BSplineCurve) aBSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast(
 389         BRep_Tool::Curve(*aEIt, aLoc, aParams[0], aParams[1]));
 390       const int aKCount = aBSpline->NbKnots();
 391       for (int aKN = 1; aKN < aKCount; ++aKN)
 392       {
 393         const double aParam =
 394           (aBSpline->Knot(aKN) + aBSpline->Knot(aKN + 1)) * 0.5;
 395         const double aParam2 = (aBSpline2->Knot(aPrevKCount + aKN) +
 396           aBSpline2->Knot(aPrevKCount + aKN + 1)) * 0.5;
 397         const double aSqDefl = Abs(aBSpline->Value(aParam).
 398           SquareDistance(aBSpline2->Value(aParam2)));
 399         aSqDefls.push_back(aSqDefl);
 400         if (aMaxSqDefl < aSqDefl)
 401         {
 402           aMaxSqDefl = aSqDefl;
 403         }
 404       }
 405       aPrevKCount += aKCount - 1;
 406     }
 407   }
 408
 409   // Check whether the reducing is necessary.
 410   const double aMaxDefl = Sqrt(aMaxSqDefl);
 411   if (aMaxDefl <= theDeflection)
 412   {
 413     return aMaxDefl;
 414   }
 415
 416   // Reduce the deflections.
 417   const double aThresSqDefl =
 418     Max(aMaxSqDefl * 0.25, theDeflection * theDeflection);
 419   std::list<TopoDS_Edge>::iterator aEIt = aEdges.begin();
 420   std::deque<double>::const_iterator aSqDIt = aSqDefls.begin();
 421   thePieceCount = 0;
 422   for (; aEIt != aLastEIt; ++aEIt)
 423   {
 424     TopLoc_Location aLoc;
 425     double aParams[2];
 426     Handle(Geom_BSplineCurve) aBSpline = Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast(
 427       BRep_Tool::Curve(*aEIt, aLoc, aParams[0], aParams[1]));
 428     Handle(Geom_BSplineCurve) aBSpline2 =
 429       Handle(Geom_BSplineCurve)::DownCast(aBSpline->Copy());
 430     const int aKCount = aBSpline->NbKnots();
 431     for (int aKN = 1; aKN < aKCount; ++aSqDIt, ++aKN)
 432     {
 433       if (*aSqDIt > aThresSqDefl)
 434       {
 435         aBSpline2->InsertKnot(
 436           (aBSpline->Knot(aKN) + aBSpline->Knot(aKN + 1)) * 0.5);
 437       }
 438     }
 439     TopoDS_Edge aEdge;
 440     BRep_Builder().MakeEdge(aEdge, aBSpline2, Precision::Confusion());
 441     BRep_Builder().Add(aEdge, TopExp::FirstVertex(*aEIt));
 442     BRep_Builder().Add(aEdge, TopExp::LastVertex(*aEIt));
 443     thePieceCount += aBSpline2->NbKnots() - 1;
 444     *aEIt = aEdge;
 445   }
 446   return aMaxDefl;
 447 }
 448
 449 bool HYDROData_PolylineOperator::Extract( const Handle(HYDROData_Document)& theDocument,
 450                                           const Handle(HYDROData_Object)& theObject )
 451 {
 452   if( theObject.IsNull() || theDocument.IsNull() )
 453     return false;
 454
 455   QList<TopoDS_Shape> aBoundShapes;
 456   QStringList aBoundNames;
 457   QMap<QString, TopTools_IndexedMapOfShape> aNameToShMap;
 458
 459   theObject->GetBoundaries( aBoundShapes, aBoundNames );
 460
 461   for( int i=0, n=aBoundShapes.size(); i<n; i++ )
 462   {
 463     TopoDS_Shape aShape = aBoundShapes[i];
 464     if( aShape.IsNull() )
 465       continue;
 466
 467     QString aBoundName = i<aBoundNames.size() ? aBoundNames[i] : "";
 468
 469     if (!aNameToShMap.contains(aBoundName))
 470     {
 471       TopTools_IndexedMapOfShape IM;
 472       IM.Add(aShape);
 473       aNameToShMap[aBoundName] = IM;
 474     }
 475     else
 476       aNameToShMap[aBoundName].Add(aShape);
 477
 478   }
 479
 480   foreach( QString K, aNameToShMap.keys() )
 481   {
 482     const TopTools_IndexedMapOfShape& IM = aNameToShMap.value(K);
 483     TopTools_ListOfShape LSE;
 484     for (int i = 1; i <= IM.Extent(); i++)
 485     {
 486       const TopoDS_Edge& E = TopoDS::Edge(IM(i));
 487       if (E.IsNull())
 488         continue;
 489       LSE.Append(E);
 490     }
 491
 492
 493     TopoDS_Shape aShapeOut;
 494     if (LSE.Extent() == 1)
 495     {
 496       aShapeOut = LSE.First();
 497     }
 498     else if (LSE.Extent() > 1)
 499     {
 500       BRepLib_MakeWire WM;
 501       WM.Add(LSE);
 502       if (WM.IsDone())
 503         aShapeOut = WM.Wire();
 504       else
 505         continue;
 506     }
 507     else continue;
 508
 509     Handle( HYDROData_PolylineXY ) aPolyline =
 510       Handle( HYDROData_PolylineXY )::DownCast( theDocument->CreateObject( KIND_POLYLINEXY ) );
 511
 512     if( aPolyline.IsNull() )
 513       return false;
 514
 515     aPolyline->SetShape( aShapeOut );
 516
 517     int anIndex = 0;
 518     QString aName = K;
 519     while( !theDocument->FindObjectByName( aName ).IsNull() )
 520     {
 521       anIndex++;
 522       aName = K + "_" + QString::number( anIndex );
 523     }
 524     aPolyline->SetName( aName );
 525   }
 526
 527   return true;
 528 }