src/ShHealOper/ShHealOper_FillHoles.cxx

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   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 // version 2.1 of the License.
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  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  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 // File:      ShHealOper_FillHoles.cxx
  23 // Created:   26.04.04 17:35:30
  24 // Author:    Galina KULIKOVA
  25
  26 #include <Basics_OCCTVersion.hxx>
  27
  28 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  29 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  30 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  31 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  32
  33 #include <BRep_Tool.hxx>
  34 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  35 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  36 #include <BRep_Builder.hxx>
  37 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  38 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  39
  40 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  41 #include <TopExp.hxx>
  42 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  43 #include <TopoDS.hxx>
  44 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  45 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  46 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  47 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  48 #include <TopLoc_Location.hxx>
  49 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  51 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  52
  53 #include <Geom_Curve.hxx>
  54 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  55 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  56 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  57 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  58 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  59 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  60
  61 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  62 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  63
  64 #include <Precision.hxx>
  65
  66 //=======================================================================
  67 //function : ShHealOper_FillHoles()
  68 //purpose  : Constructor
  69 //=======================================================================
  70 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  71 {
  72   InitParameters();
  73 }
  74
  75 //=======================================================================
  76 //function : ShHealOper_FillHoles
  77 //purpose  :
  78 //=======================================================================
  79 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  80 {
  81   Init(theShape);
  82   InitParameters();
  83 }
  84
  85 //=======================================================================
  86 //function : Init
  87 //purpose  :
  88 //=======================================================================
  89 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  90 {
  91   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  92   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  93   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  94
  95   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  96 }
  97
  98 //=======================================================================
  99 //function : InitParameters
 100 //purpose  :
 101 //=======================================================================
 102 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 103                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 104                                           Standard_Integer theNbIter,
 105                                           Standard_Real theTol3d,
 106                                           Standard_Real theTol2d,
 107                                           Standard_Real theTolAng,
 108                                           Standard_Real theTolCrv,
 109                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 110                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 111 {
 112   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 113   myNbIter = theNbIter;
 114   myDegree =theDegree;
 115   myTol2d = theTol2d;
 116   myTol3d = theTol3d;
 117   myTolAng = theTolAng;
 118   myTolCrv = theTolCrv;
 119   myMaxDeg = theMaxDeg;
 120   myMaxSeg =theMaxSeg;
 121 }
 122 //=======================================================================
 123 //function : Fill
 124 //purpose  :
 125 //=======================================================================
 126 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill()
 127 {
 128   ShapeAnalysis_FreeBounds sab(myInitShape);
 129   TopoDS_Compound aCompClosed = sab.GetClosedWires();
 130   TopoDS_Compound aCompOpen = sab.GetOpenWires();
 131   TopTools_SequenceOfShape aFillWires;
 132   if(!aCompClosed.IsNull()) {
 133     TopoDS_Iterator aIt(aCompClosed);
 134
 135     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 136       aFillWires.Append(aIt.Value());
 137   }
 138   if(!aCompOpen.IsNull()) {
 139     TopoDS_Iterator aIt(aCompOpen);
 140     for(  ; aIt.More(); aIt.Next())
 141       aFillWires.Append(aIt.Value());
 142   }
 143
 144   TopExp_Explorer aExp(myInitShape,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE);
 145
 146   for( ; aExp.More(); aExp.Next())
 147     aFillWires.Append(aExp.Current());
 148
 149   return Fill(aFillWires);
 150 }
 151
 152 //=======================================================================
 153 //function : Fill
 154 //purpose  :
 155 //=======================================================================
 156 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes)
 157 {
 158   myDone = Standard_False;
 159   myErrorStatus = ShHealOper_NotError;
 160   if(myInitShape.IsNull()) {
 161     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 162     return myDone;
 163   }
 164   if(!theFillShapes.Length()) {
 165     return myDone;
 166   }
 167
 168   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 169   if(!prepareWires(theFillShapes,aSeqWires)) {
 170     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 171     return myDone;
 172   }
 173
 174   myResultShape = myInitShape;
 175   Standard_Integer i =1;
 176   for( ; i <= aSeqWires->Length(); i++) {
 177     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(aSeqWires->Value(i));
 178     Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) aCurves2d;
 179     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aOrders;
 180     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aSenses;
 181     Handle(Geom_Surface) aSurf = buildSurface(aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses);
 182     if(aSurf.IsNull())
 183       myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 184     else
 185       myDone = (addFace(aSurf,aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses) || myDone);
 186   }
 187   if(myDone)
 188     myResultShape = myContext->Apply(myResultShape);
 189   return myDone;
 190 }
 191
 192 //=======================================================================
 193 //function : isCircle
 194 //purpose  :
 195 //=======================================================================
 196 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 197 {
 198   Standard_Real aFirst, aLast;
 199   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 200   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 201   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 202      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 203   return isCirc;
 204 }
 205 //=======================================================================
 206 //function : prepareWires
 207 //purpose  :
 208 //=======================================================================
 209
 210 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 211                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 212 {
 213   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 214   Standard_Integer i =1;
 215   for( ; i <= theFillShapes.Length(); i++) {
 216     TopExp_Explorer aExp;
 217     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 218       TopoDS_Iterator aIt(aExp.Current());
 219       Standard_Boolean isAdd = Standard_True;
 220       for( ; aIt.More() && isAdd; aIt.Next()) {
 221         if(myEdgeFaces.Contains(aIt.Value()))
 222           isAdd =  (myEdgeFaces.FindFromKey(aIt.Value()).Extent() <2);
 223       }
 224       if(isAdd)
 225         theSeqWires->Append(aExp.Current());
 226     }
 227     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_EDGE, TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 228       if (!BRep_Tool::Degenerated (TopoDS::Edge (aExp.Current())))
 229         if(myEdgeFaces.Contains(aExp.Current()) && myEdgeFaces.FindFromKey(aExp.Current()).Extent() >1)
 230           continue;
 231         aSeqEdges->Append(aExp.Current());
 232     }
 233   }
 234
 235   if(aSeqEdges->Length())
 236   {
 237     Standard_Real aTol = 0.;
 238     Standard_Boolean aShared = Standard_True;
 239     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aTmpWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 240     ShapeAnalysis_FreeBounds::ConnectEdgesToWires(aSeqEdges, aTol, aShared, aTmpWires);
 241     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) anWiresClosed = new TopTools_HSequenceOfShape,
 242     anWiresOpen   = new TopTools_HSequenceOfShape;
 243     ShapeAnalysis_FreeBounds::SplitWires(aTmpWires, aTol, aShared, anWiresClosed, anWiresOpen);
 244
 245     for (i = 1; i <= anWiresClosed->Length(); i++)
 246       theSeqWires->Append (anWiresClosed->Value (i));
 247     for (i = 1; i <= anWiresOpen->Length(); i++)
 248       theSeqWires->Append (anWiresOpen->Value (i));
 249   }
 250
 251   for( i =1; i <= theSeqWires->Length(); i++) {
 252     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(theSeqWires->Value(i));
 253
 254     TopoDS_Iterator aIt(aWire);
 255     Standard_Integer ne =0;
 256     TopoDS_Edge ae;
 257     for( ; aIt.More(); aIt.Next(), ne++)
 258       ae = TopoDS::Edge(aIt.Value());
 259     if((ne == 1) && ( !isCircle(ae))) {
 260       theSeqWires->Remove(i--);
 261       continue;
 262     }
 263   }
 264   return (theSeqWires->Length());
 265 }
 266 //=======================================================================
 267 //function : buildSurface
 268 //purpose  :
 269 //=======================================================================
 270
 271 Handle(Geom_Surface) ShHealOper_FillHoles::buildSurface(const TopoDS_Wire& theWire,
 272                                                         Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 273                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 274                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 275 {
 276   Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf;
 277   try {
 278       GeomPlate_BuildPlateSurface aBuilder(myDegree, myNbPtsOnCur, myNbIter,
 279                                                  myTol2d, myTol3d, myTolAng, myTolCrv);
 280       TopoDS_Iterator aIter;
 281       for(aIter.Initialize (theWire); aIter.More(); aIter.Next()) {
 282
 283         TopoDS_Edge ae = TopoDS::Edge(aIter.Value());
 284         BRepAdaptor_Curve adC(ae);
 285         Handle(BRepAdaptor_HCurve) aHAD= new BRepAdaptor_HCurve(adC);
 286         Handle(BRepFill_CurveConstraint) aConst =
 287             new BRepFill_CurveConstraint (aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 288         //Handle(GeomPlate_CurveConstraint) aConst =
 289          // new GeomPlate_CurveConstraint(aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 290         aBuilder.Add (aConst);
 291       }
 292       aBuilder.Perform();
 293       if(!aBuilder.IsDone())
 294         return aSurf;
 295       Handle(GeomPlate_Surface) aPlSurf = aBuilder.Surface();
 296
 297       //for filling holes without initial specified surface
 298       //the initial surface should be build by GeomPlate itself
 299       //following code was taken from BRepFill_Filling::Build
 300
 301       Standard_Real aDist = aBuilder.G0Error();
 302       TColgp_SequenceOfXY S2d;
 303       TColgp_SequenceOfXYZ S3d;
 304       S2d.Clear();
 305       S3d.Clear();
 306       aBuilder.Disc2dContour(4,S2d);
 307       aBuilder.Disc3dContour(4,0,S3d);
 308       Standard_Real amaxTol = Max( myTol3d, 10* aDist);
 309       GeomPlate_PlateG0Criterion Criterion( S2d, S3d, amaxTol );
 310       GeomPlate_MakeApprox Approx( aPlSurf, Criterion, myTol3d, myMaxSeg, myMaxDeg );
 311       aSurf = Approx.Surface();
 312       if(aSurf.IsNull())
 313         return aSurf;
 314
 315       theCurves2d = aBuilder.Curves2d();
 316       theOrders    = aBuilder.Order();
 317       theSenses    = aBuilder.Sense();
 318     }
 319
 320   catch (Standard_Failure) {
 321     aSurf.Nullify();
 322     return aSurf;
 323   }
 324   return aSurf;
 325 }
 326
 327 //=======================================================================
 328 //function : addFace
 329 //purpose  :
 330 //=======================================================================
 331
 332 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::addFace(const Handle(Geom_Surface)& theSurf,
 333                                                const TopoDS_Wire& theWire,
 334                                                const Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 335                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 336                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 337 {
 338 #if OCC_VERSION_LARGE > 0x06050100 // for OCC-6.5.2 and higher version
 339   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf, Precision::Confusion());
 340 #else
 341   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf);
 342 #endif
 343   TopoDS_Face aFace = aMakeFace.Face();
 344   aFace.EmptyCopy();
 345
 346   TopoDS_Wire aWire;
 347   BRep_Builder aB;
 348   aB.MakeWire(aWire);
 349
 350   TopTools_IndexedMapOfShape aMapParent;
 351   Standard_Integer aInd = 1;
 352   Standard_Boolean hasShell = Standard_False;
 353   TopoDS_Iterator aIter(theWire);
 354   for ( ; aIter.More(); aIter.Next(), aInd++) {
 355     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge (aIter.Value());
 356     Standard_Real aF, aL;
 357     BRep_Tool::Range (anEdge, aF, aL);
 358     TopLoc_Location aLoc;
 359     aB.UpdateEdge (anEdge, theCurves2d->Value (aInd),aFace, 0.);
 360
 361     aB.Range (anEdge, aFace, aF, aL);
 362
 363     // Set orientation of the edge: orientation should be changed
 364     // if its orientation does not make sence with curve orientation
 365     // recommended by GeomPlate
 366     if ((anEdge.Orientation() == TopAbs_FORWARD) ==
 367         (theSenses->Value (theOrders->Value (aInd)) == 1)) {
 368       anEdge.Reverse();
 369     }
 370     aB.SameParameter(anEdge,Standard_False);
 371     aB.Add (aWire, anEdge);
 372     TopoDS_Shape aParent;
 373     if(!myEdgeFaces.Contains(anEdge))
 374       continue;
 375
 376     if(myEdgeFaces.FindFromKey(anEdge).Extent() >1)
 377       continue;
 378
 379     if(myEdgeShells.Contains(anEdge)) {
 380       if(myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 381        aParent = myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).First();
 382        hasShell = Standard_True;
 383        aMapParent.Add(aParent);
 384      }
 385     }
 386     else if(myEdgeComps.Contains(anEdge)) {
 387       if(myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 388         aParent = myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).First();
 389         aMapParent.Add(aParent);
 390       }
 391     }
 392
 393   }
 394   aB.Add(aFace,aWire);
 395   Handle(ShapeFix_Face) aSff = new ShapeFix_Face(aFace);
 396   aSff->SetContext(myContext);
 397   aSff->SetPrecision(myTol3d);
 398   aSff->Perform();
 399   if(aSff->Status(ShapeExtend_FAIL)) {
 400     myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 401     return Standard_False;
 402   }
 403   //theFace = aSff->Face();
 404   TopoDS_Shape aResShape = aSff->Result();
 405   getResShape(aResShape,aMapParent,hasShell);
 406   return Standard_True;
 407 }
 408
 409 //=======================================================================
 410 //function : getResShape
 411 //purpose  :
 412 //=======================================================================
 413
 414 void ShHealOper_FillHoles::getResShape(const TopoDS_Shape& theAddShape,
 415                                        const TopTools_IndexedMapOfShape& aMapParent,
 416                                        const Standard_Boolean theHasShell)
 417 {
 418   BRep_Builder aB;
 419
 420   if(!aMapParent.Extent()) {
 421     TopoDS_Compound aComp;
 422     aB.MakeCompound(aComp);
 423     TopoDS_Shape aresShape = myContext->Apply(myResultShape);
 424     aB.Add(aComp,aresShape);
 425     aB.Add(aComp,theAddShape);
 426     myResultShape = aComp;
 427     return ;
 428   }
 429   Standard_Boolean anhasShell = theHasShell;
 430   TopoDS_Shell aTmpShell;
 431   aB.MakeShell(aTmpShell);
 432   TopTools_SequenceOfShape aseqShells;
 433   if(anhasShell) {
 434     aB.Add(aTmpShell,theAddShape);
 435     Standard_Integer i =1;
 436     for( ; i <= aMapParent.Extent(); i++) {
 437       TopoDS_Shape aParShape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(i));
 438       if(aParShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL) {
 439         TopExp_Explorer aexp(aParShape,TopAbs_FACE);
 440         for( ; aexp.More(); aexp.Next())
 441           aB.Add(aTmpShell,aexp.Current());
 442         aseqShells.Append(aParShape);
 443       }
 444     }
 445     anhasShell = aseqShells.Length();
 446   }
 447   if(anhasShell) {
 448     Handle(ShapeFix_Shell) asfs = new ShapeFix_Shell;
 449     asfs->FixFaceOrientation(aTmpShell);
 450     TopoDS_Shape anshape = asfs->Shape();
 451     myContext->Replace(aseqShells.Value(1),anshape);
 452     Standard_Integer i =2;
 453     for( ; i<= aseqShells.Length(); i++)
 454       myContext->Remove(aseqShells.Value(i));
 455   }
 456   else {
 457     TopoDS_Compound aComp;
 458     aB.MakeCompound(aComp);
 459     TopoDS_Shape oldshape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(1));
 460     TopoDS_Iterator aIt(oldshape);
 461     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 462       aB.Add(aComp,aIt.Value());
 463     aB.Add(aComp,theAddShape);
 464     myContext->Replace( oldshape,aComp);
 465   }
 466 }