src/ShHealOper/ShHealOper_FillHoles.cxx

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   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
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  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 // File:      ShHealOper_FillHoles.cxx
  24 // Created:   26.04.04 17:35:30
  25 // Author:    Galina KULIKOVA
  26
  27 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  28 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  29 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  30 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  31
  32 #include <BRep_Tool.hxx>
  33 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  34 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  35 #include <BRep_Builder.hxx>
  36 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  37 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  38
  39 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  40 #include <TopExp.hxx>
  41 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  42 #include <TopoDS.hxx>
  43 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  44 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  45 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  46 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  47 #include <TopLoc_Location.hxx>
  48 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  51
  52 #include <Geom_Curve.hxx>
  53 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  54 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  55 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  56 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  57 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  58 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  59
  60 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  61 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  62
  63 #include <Precision.hxx>
  64
  65 //=======================================================================
  66 //function : ShHealOper_FillHoles()
  67 //purpose  : Constructor
  68 //=======================================================================
  69 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  70 {
  71   InitParameters();
  72 }
  73
  74 //=======================================================================
  75 //function : ShHealOper_FillHoles
  76 //purpose  :
  77 //=======================================================================
  78 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  79 {
  80   Init(theShape);
  81   InitParameters();
  82 }
  83
  84 //=======================================================================
  85 //function : Init
  86 //purpose  :
  87 //=======================================================================
  88 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  89 {
  90   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  91   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  92   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  93
  94   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  95 }
  96
  97 //=======================================================================
  98 //function : InitParameters
  99 //purpose  :
 100 //=======================================================================
 101 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 102                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 103                                           Standard_Integer theNbIter,
 104                                           Standard_Real theTol3d,
 105                                           Standard_Real theTol2d,
 106                                           Standard_Real theTolAng,
 107                                           Standard_Real theTolCrv,
 108                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 109                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 110 {
 111   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 112   myNbIter = theNbIter;
 113   myDegree =theDegree;
 114   myTol2d = theTol2d;
 115   myTol3d = theTol3d;
 116   myTolAng = theTolAng;
 117   myTolCrv = theTolCrv;
 118   myMaxDeg = theMaxDeg;
 119   myMaxSeg =theMaxSeg;
 120 }
 121 //=======================================================================
 122 //function : Fill
 123 //purpose  :
 124 //=======================================================================
 125 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill()
 126 {
 127   ShapeAnalysis_FreeBounds sab(myInitShape);
 128   TopoDS_Compound aCompClosed = sab.GetClosedWires();
 129   TopoDS_Compound aCompOpen = sab.GetOpenWires();
 130   TopTools_SequenceOfShape aFillWires;
 131   if(!aCompClosed.IsNull()) {
 132     TopoDS_Iterator aIt(aCompClosed);
 133
 134     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 135       aFillWires.Append(aIt.Value());
 136   }
 137   if(!aCompOpen.IsNull()) {
 138     TopoDS_Iterator aIt(aCompOpen);
 139     for(  ; aIt.More(); aIt.Next())
 140       aFillWires.Append(aIt.Value());
 141   }
 142
 143   TopExp_Explorer aExp(myInitShape,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE);
 144
 145   for( ; aExp.More(); aExp.Next())
 146     aFillWires.Append(aExp.Current());
 147
 148   return Fill(aFillWires);
 149 }
 150
 151 //=======================================================================
 152 //function : Fill
 153 //purpose  :
 154 //=======================================================================
 155 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes)
 156 {
 157   myDone = Standard_False;
 158   myErrorStatus = ShHealOper_NotError;
 159   if(myInitShape.IsNull()) {
 160     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 161     return myDone;
 162   }
 163   if(!theFillShapes.Length()) {
 164     return myDone;
 165   }
 166
 167   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 168   if(!prepareWires(theFillShapes,aSeqWires)) {
 169     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 170     return myDone;
 171   }
 172
 173   myResultShape = myInitShape;
 174   Standard_Integer i =1;
 175   for( ; i <= aSeqWires->Length(); i++) {
 176     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(aSeqWires->Value(i));
 177     Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) aCurves2d;
 178     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aOrders;
 179     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aSenses;
 180     Handle(Geom_Surface) aSurf = buildSurface(aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses);
 181     if(aSurf.IsNull())
 182       myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 183     else
 184       myDone = (addFace(aSurf,aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses) || myDone);
 185   }
 186   if(myDone)
 187   {
 188     myResultShape = myContext->Apply(myResultShape);
 189     myStatistics.AddModif( "Face created to fill hole" , aSeqWires->Length() );
 190   }
 191   return myDone;
 192 }
 193
 194 //=======================================================================
 195 //function : isCircle
 196 //purpose  :
 197 //=======================================================================
 198 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 199 {
 200   Standard_Real aFirst, aLast;
 201   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 202   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 203   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 204      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 205   return isCirc;
 206 }
 207 //=======================================================================
 208 //function : prepareWires
 209 //purpose  :
 210 //=======================================================================
 211
 212 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 213                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 214 {
 215   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 216   Standard_Integer i =1;
 217   for( ; i <= theFillShapes.Length(); i++) {
 218     TopExp_Explorer aExp;
 219     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 220       TopoDS_Iterator aIt(aExp.Current());
 221       Standard_Boolean isAdd = Standard_True;
 222       for( ; aIt.More() && isAdd; aIt.Next()) {
 223         if(myEdgeFaces.Contains(aIt.Value()))
 224           isAdd =  (myEdgeFaces.FindFromKey(aIt.Value()).Extent() <2);
 225       }
 226       if(isAdd)
 227         theSeqWires->Append(aExp.Current());
 228     }
 229     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_EDGE, TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 230       if (!BRep_Tool::Degenerated (TopoDS::Edge (aExp.Current())))
 231         if(myEdgeFaces.Contains(aExp.Current()) && myEdgeFaces.FindFromKey(aExp.Current()).Extent() >1)
 232           continue;
 233         aSeqEdges->Append(aExp.Current());
 234     }
 235   }
 236
 237   if(aSeqEdges->Length())
 238   {
 239     Standard_Real aTol = 0.;
 240     Standard_Boolean aShared = Standard_True;
 241     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aTmpWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 242     ShapeAnalysis_FreeBounds::ConnectEdgesToWires(aSeqEdges, aTol, aShared, aTmpWires);
 243     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) anWiresClosed = new TopTools_HSequenceOfShape,
 244     anWiresOpen   = new TopTools_HSequenceOfShape;
 245     ShapeAnalysis_FreeBounds::SplitWires(aTmpWires, aTol, aShared, anWiresClosed, anWiresOpen);
 246
 247     for (i = 1; i <= anWiresClosed->Length(); i++)
 248       theSeqWires->Append (anWiresClosed->Value (i));
 249     for (i = 1; i <= anWiresOpen->Length(); i++)
 250       theSeqWires->Append (anWiresOpen->Value (i));
 251   }
 252
 253   for( i =1; i <= theSeqWires->Length(); i++) {
 254     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(theSeqWires->Value(i));
 255
 256     TopoDS_Iterator aIt(aWire);
 257     Standard_Integer ne =0;
 258     TopoDS_Edge ae;
 259     for( ; aIt.More(); aIt.Next(), ne++)
 260       ae = TopoDS::Edge(aIt.Value());
 261     if((ne == 1) && ( !isCircle(ae))) {
 262       theSeqWires->Remove(i--);
 263       continue;
 264     }
 265   }
 266   return (theSeqWires->Length());
 267 }
 268 //=======================================================================
 269 //function : buildSurface
 270 //purpose  :
 271 //=======================================================================
 272
 273 Handle(Geom_Surface) ShHealOper_FillHoles::buildSurface(const TopoDS_Wire& theWire,
 274                                                         Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 275                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 276                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 277 {
 278   Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf;
 279   try {
 280     GeomPlate_BuildPlateSurface aBuilder(myDegree, myNbPtsOnCur, myNbIter,
 281                                          myTol2d, myTol3d, myTolAng, myTolCrv);
 282     TopoDS_Iterator aIter;
 283     for(aIter.Initialize (theWire); aIter.More(); aIter.Next()) {
 284
 285       TopoDS_Edge ae = TopoDS::Edge(aIter.Value());
 286       BRepAdaptor_Curve adC(ae);
 287       Handle(BRepAdaptor_HCurve) aHAD= new BRepAdaptor_HCurve(adC);
 288       // Handle(BRepFill_CurveConstraint) aConst =
 289       //     new BRepFill_CurveConstraint (Handle(Adaptor3d_HCurve)::DownCast(aHAD), (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 290       Handle(GeomPlate_CurveConstraint) aConst =
 291         new GeomPlate_CurveConstraint(aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 292       aBuilder.Add (aConst);
 293     }
 294     aBuilder.Perform();
 295     if(!aBuilder.IsDone())
 296       return aSurf;
 297     Handle(GeomPlate_Surface) aPlSurf = aBuilder.Surface();
 298
 299     //for filling holes without initial specified surface
 300     //the initial surface should be build by GeomPlate itself
 301     //following code was taken from BRepFill_Filling::Build
 302
 303     Standard_Real aDist = aBuilder.G0Error();
 304     TColgp_SequenceOfXY S2d;
 305     TColgp_SequenceOfXYZ S3d;
 306     S2d.Clear();
 307     S3d.Clear();
 308     aBuilder.Disc2dContour(4,S2d);
 309     aBuilder.Disc3dContour(4,0,S3d);
 310     Standard_Real amaxTol = Max( myTol3d, 10* aDist);
 311     GeomPlate_PlateG0Criterion Criterion( S2d, S3d, amaxTol );
 312     GeomPlate_MakeApprox Approx( aPlSurf, Criterion, myTol3d, myMaxSeg, myMaxDeg );
 313     aSurf = Approx.Surface();
 314     if(aSurf.IsNull())
 315       return aSurf;
 316
 317     theCurves2d = aBuilder.Curves2d();
 318     theOrders    = aBuilder.Order();
 319     theSenses    = aBuilder.Sense();
 320   }
 321
 322   catch (Standard_Failure) {
 323     aSurf.Nullify();
 324     return aSurf;
 325   }
 326   return aSurf;
 327 }
 328
 329 //=======================================================================
 330 //function : addFace
 331 //purpose  :
 332 //=======================================================================
 333
 334 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::addFace(const Handle(Geom_Surface)& theSurf,
 335                                                const TopoDS_Wire& theWire,
 336                                                const Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 337                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 338                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 339 {
 340   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf, Precision::Confusion());
 341   TopoDS_Face aFace = aMakeFace.Face();
 342   aFace.EmptyCopy();
 343
 344   TopoDS_Wire aWire;
 345   BRep_Builder aB;
 346   aB.MakeWire(aWire);
 347
 348   TopTools_IndexedMapOfShape aMapParent;
 349   Standard_Integer aInd = 1;
 350   Standard_Boolean hasShell = Standard_False;
 351   TopoDS_Iterator aIter(theWire);
 352   for ( ; aIter.More(); aIter.Next(), aInd++) {
 353     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge (aIter.Value());
 354     Standard_Real aF, aL;
 355     BRep_Tool::Range (anEdge, aF, aL);
 356     TopLoc_Location aLoc;
 357     aB.UpdateEdge (anEdge, theCurves2d->Value (aInd),aFace, 0.);
 358
 359     aB.Range (anEdge, aFace, aF, aL);
 360
 361     // Set orientation of the edge: orientation should be changed
 362     // if its orientation does not make sense with curve orientation
 363     // recommended by GeomPlate
 364     if ((anEdge.Orientation() == TopAbs_FORWARD) ==
 365         (theSenses->Value (theOrders->Value (aInd)) == 1)) {
 366       anEdge.Reverse();
 367     }
 368     aB.SameParameter(anEdge,Standard_False);
 369     aB.Add (aWire, anEdge);
 370     TopoDS_Shape aParent;
 371     if(!myEdgeFaces.Contains(anEdge))
 372       continue;
 373
 374     if(myEdgeFaces.FindFromKey(anEdge).Extent() >1)
 375       continue;
 376
 377     if(myEdgeShells.Contains(anEdge)) {
 378       if(myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 379        aParent = myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).First();
 380        hasShell = Standard_True;
 381        aMapParent.Add(aParent);
 382      }
 383     }
 384     else if(myEdgeComps.Contains(anEdge)) {
 385       if(myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 386         aParent = myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).First();
 387         aMapParent.Add(aParent);
 388       }
 389     }
 390
 391   }
 392   aB.Add(aFace,aWire);
 393   Handle(ShapeFix_Face) aSff = new ShapeFix_Face(aFace);
 394   aSff->SetContext(myContext);
 395   aSff->SetPrecision(myTol3d);
 396   aSff->Perform();
 397   if(aSff->Status(ShapeExtend_FAIL)) {
 398     myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 399     return Standard_False;
 400   }
 401   //theFace = aSff->Face();
 402   TopoDS_Shape aResShape = aSff->Result();
 403   getResShape(aResShape,aMapParent,hasShell);
 404   return Standard_True;
 405 }
 406
 407 //=======================================================================
 408 //function : getResShape
 409 //purpose  :
 410 //=======================================================================
 411
 412 void ShHealOper_FillHoles::getResShape(const TopoDS_Shape& theAddShape,
 413                                        const TopTools_IndexedMapOfShape& aMapParent,
 414                                        const Standard_Boolean theHasShell)
 415 {
 416   BRep_Builder aB;
 417
 418   if(!aMapParent.Extent()) {
 419     TopoDS_Compound aComp;
 420     aB.MakeCompound(aComp);
 421     TopoDS_Shape aresShape = myContext->Apply(myResultShape);
 422     aB.Add(aComp,aresShape);
 423     aB.Add(aComp,theAddShape);
 424     myResultShape = aComp;
 425     return ;
 426   }
 427   Standard_Boolean anhasShell = theHasShell;
 428   TopoDS_Shell aTmpShell;
 429   aB.MakeShell(aTmpShell);
 430   TopTools_SequenceOfShape aseqShells;
 431   if(anhasShell) {
 432     aB.Add(aTmpShell,theAddShape);
 433     Standard_Integer i =1;
 434     for( ; i <= aMapParent.Extent(); i++) {
 435       TopoDS_Shape aParShape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(i));
 436       if(aParShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL) {
 437         TopExp_Explorer aexp(aParShape,TopAbs_FACE);
 438         for( ; aexp.More(); aexp.Next())
 439           aB.Add(aTmpShell,aexp.Current());
 440         aseqShells.Append(aParShape);
 441       }
 442     }
 443     anhasShell = aseqShells.Length();
 444   }
 445   if(anhasShell) {
 446     Handle(ShapeFix_Shell) asfs = new ShapeFix_Shell;
 447     asfs->FixFaceOrientation(aTmpShell);
 448     TopoDS_Shape anshape = asfs->Shape();
 449     myContext->Replace(aseqShells.Value(1),anshape);
 450     Standard_Integer i =2;
 451     for( ; i<= aseqShells.Length(); i++)
 452       myContext->Remove(aseqShells.Value(i));
 453   }
 454   else {
 455     TopoDS_Compound aComp;
 456     aB.MakeCompound(aComp);
 457     TopoDS_Shape oldshape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(1));
 458     TopoDS_Iterator aIt(oldshape);
 459     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 460       aB.Add(aComp,aIt.Value());
 461     aB.Add(aComp,theAddShape);
 462     myContext->Replace( oldshape,aComp);
 463   }
 464 }