src/ShHealOper/ShHealOper_FillHoles.cxx

   1 // Copyright (C) 2005  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   2 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   3 //
   4 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   5 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   7 // version 2.1 of the License.
   8 //
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  10 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12 // Lesser General Public License for more details.
  13 //
  14 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  16 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  17 //
  18 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  19 //
  20 //
  21 // File:      ShHealOper_FillHoles.cxx
  22 // Created:   26.04.04 17:35:30
  23 // Author:    Galina KULIKOVA
  24
  25
  26 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  27 #include <TopExp.hxx>
  28 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  29 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  30 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  31 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  32 #include <Geom_Curve.hxx>
  33 #include <BRep_Tool.hxx>
  34 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  35 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  36 #include <TopoDS.hxx>
  37 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  38 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  39 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  40 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  41 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  42 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  43 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  44 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  45 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  46 #include <BRep_Builder.hxx>
  47 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  48 #include <BRep_Tool.hxx>
  49 #include <TopLoc_Location.hxx>
  50 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  51 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  52 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  53 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  54 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  55 #include <Precision.hxx>
  56 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  57 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  58 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  59
  60
  61 //=======================================================================
  62 //function : ShHealOper_FillHoles()
  63 //purpose  : Constructor
  64 //=======================================================================
  65 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  66 {
  67   InitParameters();
  68 }
  69
  70 //=======================================================================
  71 //function : ShHealOper_FillHoles
  72 //purpose  :
  73 //=======================================================================
  74
  75 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  76 {
  77
  78   Init(theShape);
  79   InitParameters();
  80 }
  81 //=======================================================================
  82 //function : Init
  83 //purpose  :
  84 //=======================================================================
  85
  86 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  87 {
  88   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  89   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  90   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  91
  92   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  93 }
  94 //=======================================================================
  95 //function : InitParameters
  96 //purpose  :
  97 //=======================================================================
  98
  99 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 100                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 101                                           Standard_Integer theNbIter,
 102                                           Standard_Real theTol3d,
 103                                           Standard_Real theTol2d,
 104                                           Standard_Real theTolAng,
 105                                           Standard_Real theTolCrv,
 106                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 107                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 108 {
 109   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 110   myNbIter = theNbIter;
 111   myDegree =theDegree;
 112   myTol2d = theTol2d;
 113   myTol3d = theTol3d;
 114   myTolAng = theTolAng;
 115   myTolCrv = theTolCrv;
 116   myMaxDeg = theMaxDeg;
 117   myMaxSeg =theMaxSeg;
 118 }
 119 //=======================================================================
 120 //function : Fill
 121 //purpose  :
 122 //=======================================================================
 123
 124 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill()
 125 {
 126   ShapeAnalysis_FreeBounds sab(myInitShape);
 127   TopoDS_Compound aCompClosed = sab.GetClosedWires();
 128   TopoDS_Compound aCompOpen = sab.GetOpenWires();
 129   TopTools_SequenceOfShape aFillWires;
 130   if(!aCompClosed.IsNull()) {
 131     TopoDS_Iterator aIt(aCompClosed);
 132
 133     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 134       aFillWires.Append(aIt.Value());
 135   }
 136   if(!aCompOpen.IsNull()) {
 137     TopoDS_Iterator aIt(aCompOpen);
 138     for(  ; aIt.More(); aIt.Next())
 139       aFillWires.Append(aIt.Value());
 140   }
 141
 142   TopExp_Explorer aExp(myInitShape,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE);
 143
 144   for( ; aExp.More(); aExp.Next())
 145     aFillWires.Append(aExp.Current());
 146
 147   return Fill(aFillWires);
 148 }
 149
 150 //=======================================================================
 151 //function : Fill
 152 //purpose  :
 153 //=======================================================================
 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     myResultShape = myContext->Apply(myResultShape);
 188   return myDone;
 189 }
 190 //=======================================================================
 191 //function : isCircle
 192 //purpose  :
 193 //=======================================================================
 194 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 195 {
 196   Standard_Real aFirst, aLast;
 197   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 198   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 199   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 200      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 201   return isCirc;
 202 }
 203 //=======================================================================
 204 //function : prepareWires
 205 //purpose  :
 206 //=======================================================================
 207
 208 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 209                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 210 {
 211   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 212   BRep_Builder aB;
 213   Standard_Integer i =1;
 214   for( ; i <= theFillShapes.Length(); i++) {
 215     TopExp_Explorer aExp;
 216     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 217       TopoDS_Iterator aIt(aExp.Current());
 218       Standard_Boolean isAdd = Standard_True;
 219       for( ; aIt.More() && isAdd; aIt.Next()) {
 220         if(myEdgeFaces.Contains(aIt.Value()))
 221           isAdd =  (myEdgeFaces.FindFromKey(aIt.Value()).Extent() <2);
 222       }
 223       if(isAdd)
 224         theSeqWires->Append(aExp.Current());
 225     }
 226     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_EDGE, TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 227       if (!BRep_Tool::Degenerated (TopoDS::Edge (aExp.Current())))
 228         if(myEdgeFaces.Contains(aExp.Current()) && myEdgeFaces.FindFromKey(aExp.Current()).Extent() >1)
 229           continue;
 230         aSeqEdges->Append(aExp.Current());
 231     }
 232   }
 233
 234   if(aSeqEdges->Length())
 235   {
 236     Standard_Real aTol = 0.;
 237     Standard_Boolean aShared = Standard_True;
 238     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aTmpWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 239     ShapeAnalysis_FreeBounds::ConnectEdgesToWires(aSeqEdges, aTol, aShared, aTmpWires);
 240     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) anWiresClosed = new TopTools_HSequenceOfShape,
 241     anWiresOpen   = new TopTools_HSequenceOfShape;
 242     ShapeAnalysis_FreeBounds::SplitWires(aTmpWires, aTol, aShared, anWiresClosed, anWiresOpen);
 243
 244     for (i = 1; i <= anWiresClosed->Length(); i++)
 245       theSeqWires->Append (anWiresClosed->Value (i));
 246     for (i = 1; i <= anWiresOpen->Length(); i++)
 247       theSeqWires->Append (anWiresOpen->Value (i));
 248   }
 249
 250
 251
 252   for( i =1; i <= theSeqWires->Length(); i++) {
 253     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(theSeqWires->Value(i));
 254
 255     TopoDS_Iterator aIt(aWire);
 256     Standard_Integer ne =0;
 257     TopoDS_Edge ae;
 258     for( ; aIt.More(); aIt.Next(), ne++)
 259       ae = TopoDS::Edge(aIt.Value());
 260     if((ne == 1) && ( !isCircle(ae))) {
 261       theSeqWires->Remove(i--);
 262       continue;
 263     }
 264   }
 265   return (theSeqWires->Length());
 266 }
 267 //=======================================================================
 268 //function : buildSurface
 269 //purpose  :
 270 //=======================================================================
 271
 272 Handle(Geom_Surface) ShHealOper_FillHoles::buildSurface(const TopoDS_Wire& theWire,
 273                                                         Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 274                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 275                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 276 {
 277   Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf;
 278   try {
 279
 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 (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
 323   catch (Standard_Failure) {
 324     aSurf.Nullify();
 325     return aSurf;
 326   }
 327   return aSurf;
 328 }
 329
 330 //=======================================================================
 331 //function : addFace
 332 //purpose  :
 333 //=======================================================================
 334
 335 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::addFace(const Handle(Geom_Surface)& theSurf,
 336                                                const TopoDS_Wire& theWire,
 337                                                const Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 338                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 339                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 340 {
 341   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf);
 342   TopoDS_Face aFace = aMakeFace.Face();
 343   aFace.EmptyCopy();
 344
 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     Standard_Boolean isAdd = Standard_False;
 373     TopoDS_Shape aParent;
 374     if(!myEdgeFaces.Contains(anEdge))
 375       continue;
 376
 377     if(myEdgeFaces.FindFromKey(anEdge).Extent() >1)
 378       continue;
 379
 380     if(myEdgeShells.Contains(anEdge)) {
 381       if(myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 382        aParent = myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).First();
 383        hasShell = Standard_True;
 384        aMapParent.Add(aParent);
 385      }
 386     }
 387     else if(myEdgeComps.Contains(anEdge)) {
 388       if(myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 389         aParent = myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).First();
 390         aMapParent.Add(aParent);
 391       }
 392     }
 393
 394   }
 395   aB.Add(aFace,aWire);
 396   Handle(ShapeFix_Face) aSff = new ShapeFix_Face(aFace);
 397   aSff->SetContext(myContext);
 398   aSff->SetPrecision(myTol3d);
 399   aSff->Perform();
 400   if(aSff->Status(ShapeExtend_FAIL)) {
 401     myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 402     return Standard_False;
 403   }
 404   //theFace = aSff->Face();
 405   TopoDS_Shape aResShape = aSff->Result();
 406   getResShape(aResShape,aMapParent,hasShell);
 407   return Standard_True;
 408 }
 409
 410 //=======================================================================
 411 //function : getResShape
 412 //purpose  :
 413 //=======================================================================
 414
 415 void ShHealOper_FillHoles::getResShape(const TopoDS_Shape& theAddShape,
 416                                        const TopTools_IndexedMapOfShape& aMapParent,
 417                                        const Standard_Boolean theHasShell)
 418 {
 419   BRep_Builder aB;
 420
 421   if(!aMapParent.Extent()) {
 422     TopoDS_Compound aComp;
 423     aB.MakeCompound(aComp);
 424     TopoDS_Shape aresShape = myContext->Apply(myResultShape);
 425     aB.Add(aComp,aresShape);
 426     aB.Add(aComp,theAddShape);
 427     myResultShape = aComp;
 428     return ;
 429   }
 430   Standard_Boolean anhasShell = theHasShell;
 431   TopoDS_Shell aTmpShell;
 432   aB.MakeShell(aTmpShell);
 433   TopTools_SequenceOfShape aseqShells;
 434   if(anhasShell) {
 435
 436     aB.Add(aTmpShell,theAddShape);
 437     Standard_Integer i =1;
 438     for( ; i <= aMapParent.Extent(); i++) {
 439       TopoDS_Shape aParShape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(i));
 440       if(aParShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL) {
 441         TopExp_Explorer aexp(aParShape,TopAbs_FACE);
 442         for( ; aexp.More(); aexp.Next())
 443           aB.Add(aTmpShell,aexp.Current());
 444         aseqShells.Append(aParShape);
 445       }
 446     }
 447     anhasShell = aseqShells.Length();
 448   }
 449   if(anhasShell) {
 450     Handle(ShapeFix_Shell) asfs = new ShapeFix_Shell;
 451     asfs->FixFaceOrientation(aTmpShell);
 452     TopoDS_Shape anshape = asfs->Shape();
 453     myContext->Replace(aseqShells.Value(1),anshape);
 454     Standard_Integer i =2;
 455     for( ; i<= aseqShells.Length(); i++)
 456       myContext->Remove(aseqShells.Value(i));
 457
 458   }
 459   else {
 460     TopoDS_Compound aComp;
 461     aB.MakeCompound(aComp);
 462     TopoDS_Shape oldshape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(1));
 463     TopoDS_Iterator aIt(oldshape);
 464     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 465       aB.Add(aComp,aIt.Value());
 466     aB.Add(aComp,theAddShape);
 467     myContext->Replace( oldshape,aComp);
 468
 469   }
 470 }