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
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  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
  23 // File:      ShHealOper_FillHoles.cxx
  24 // Created:   26.04.04 17:35:30
  25 // Author:    Galina KULIKOVA
  26 //
  27 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  28 #include <TopExp.hxx>
  29 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  30 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  31 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  32 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  33 #include <Geom_Curve.hxx>
  34 #include <BRep_Tool.hxx>
  35 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  36 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  37 #include <TopoDS.hxx>
  38 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  39 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  40 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  41 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  42 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  43 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  44 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  45 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  46 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  47 #include <BRep_Builder.hxx>
  48 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  49 #include <BRep_Tool.hxx>
  50 #include <TopLoc_Location.hxx>
  51 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  52 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  53 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  54 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  55 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  56 #include <Precision.hxx>
  57 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  58 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  59 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  60
  61
  62 //=======================================================================
  63 //function : ShHealOper_FillHoles()
  64 //purpose  : Constructor
  65 //=======================================================================
  66 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  67 {
  68   InitParameters();
  69 }
  70
  71 //=======================================================================
  72 //function : ShHealOper_FillHoles
  73 //purpose  :
  74 //=======================================================================
  75
  76 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  77 {
  78
  79   Init(theShape);
  80   InitParameters();
  81 }
  82 //=======================================================================
  83 //function : Init
  84 //purpose  :
  85 //=======================================================================
  86
  87 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  88 {
  89   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  90   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  91   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  92
  93   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  94 }
  95 //=======================================================================
  96 //function : InitParameters
  97 //purpose  :
  98 //=======================================================================
  99
 100 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 101                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 102                                           Standard_Integer theNbIter,
 103                                           Standard_Real theTol3d,
 104                                           Standard_Real theTol2d,
 105                                           Standard_Real theTolAng,
 106                                           Standard_Real theTolCrv,
 107                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 108                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 109 {
 110   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 111   myNbIter = theNbIter;
 112   myDegree =theDegree;
 113   myTol2d = theTol2d;
 114   myTol3d = theTol3d;
 115   myTolAng = theTolAng;
 116   myTolCrv = theTolCrv;
 117   myMaxDeg = theMaxDeg;
 118   myMaxSeg =theMaxSeg;
 119 }
 120 //=======================================================================
 121 //function : Fill
 122 //purpose  :
 123 //=======================================================================
 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
 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 //function : isCircle
 193 //purpose  :
 194 //=======================================================================
 195 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 196 {
 197   Standard_Real aFirst, aLast;
 198   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 199   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 200   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 201      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 202   return isCirc;
 203 }
 204 //=======================================================================
 205 //function : prepareWires
 206 //purpose  :
 207 //=======================================================================
 208
 209 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 210                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 211 {
 212   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 213   BRep_Builder aB;
 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
 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
 281       GeomPlate_BuildPlateSurface aBuilder(myDegree, myNbPtsOnCur, myNbIter,
 282                                                  myTol2d, myTol3d, myTolAng, myTolCrv);
 283       TopoDS_Iterator aIter;
 284       for(aIter.Initialize (theWire); aIter.More(); aIter.Next()) {
 285
 286         TopoDS_Edge ae = TopoDS::Edge(aIter.Value());
 287         BRepAdaptor_Curve adC(ae);
 288         Handle(BRepAdaptor_HCurve) aHAD= new BRepAdaptor_HCurve(adC);
 289         Handle(BRepFill_CurveConstraint) aConst =
 290             new BRepFill_CurveConstraint (aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 291         //Handle(GeomPlate_CurveConstraint) aConst =
 292          // new GeomPlate_CurveConstraint(aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 293         aBuilder.Add (aConst);
 294       }
 295       aBuilder.Perform();
 296       if(!aBuilder.IsDone())
 297         return aSurf;
 298       Handle(GeomPlate_Surface) aPlSurf = aBuilder.Surface();
 299
 300       //for filling holes without initial specified surface
 301       //the initial surface should be build by GeomPlate itself
 302       //following code was taken from BRepFill_Filling::Build
 303
 304       Standard_Real aDist = aBuilder.G0Error();
 305       TColgp_SequenceOfXY S2d;
 306       TColgp_SequenceOfXYZ S3d;
 307       S2d.Clear();
 308       S3d.Clear();
 309       aBuilder.Disc2dContour(4,S2d);
 310       aBuilder.Disc3dContour(4,0,S3d);
 311       Standard_Real amaxTol = Max( myTol3d, 10* aDist);
 312       GeomPlate_PlateG0Criterion Criterion( S2d, S3d, amaxTol );
 313       GeomPlate_MakeApprox Approx( aPlSurf, Criterion, myTol3d, myMaxSeg, myMaxDeg );
 314       aSurf = Approx.Surface();
 315       if(aSurf.IsNull())
 316         return aSurf;
 317
 318       theCurves2d = aBuilder.Curves2d();
 319       theOrders    = aBuilder.Order();
 320       theSenses    = aBuilder.Sense();
 321
 322     }
 323
 324   catch (Standard_Failure) {
 325     aSurf.Nullify();
 326     return aSurf;
 327   }
 328   return aSurf;
 329 }
 330
 331 //=======================================================================
 332 //function : addFace
 333 //purpose  :
 334 //=======================================================================
 335
 336 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::addFace(const Handle(Geom_Surface)& theSurf,
 337                                                const TopoDS_Wire& theWire,
 338                                                const Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 339                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 340                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 341 {
 342   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf);
 343   TopoDS_Face aFace = aMakeFace.Face();
 344   aFace.EmptyCopy();
 345
 346
 347   TopoDS_Wire aWire;
 348   BRep_Builder aB;
 349   aB.MakeWire(aWire);
 350
 351   TopTools_IndexedMapOfShape aMapParent;
 352   Standard_Integer aInd = 1;
 353   Standard_Boolean hasShell = Standard_False;
 354   TopoDS_Iterator aIter(theWire);
 355   for ( ; aIter.More(); aIter.Next(), aInd++) {
 356     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge (aIter.Value());
 357     Standard_Real aF, aL;
 358     BRep_Tool::Range (anEdge, aF, aL);
 359     TopLoc_Location aLoc;
 360     aB.UpdateEdge (anEdge, theCurves2d->Value (aInd),aFace, 0.);
 361
 362     aB.Range (anEdge, aFace, aF, aL);
 363
 364     // Set orientation of the edge: orientation should be changed
 365     // if its orientation does not make sence with curve orientation
 366     // recommended by GeomPlate
 367     if ((anEdge.Orientation() == TopAbs_FORWARD) ==
 368         (theSenses->Value (theOrders->Value (aInd)) == 1)) {
 369       anEdge.Reverse();
 370     }
 371     aB.SameParameter(anEdge,Standard_False);
 372     aB.Add (aWire, anEdge);
 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 }