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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  15 //
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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 <Basics_OCCTVersion.hxx>
  28
  29 #include <ShapeFix_Shell.hxx>
  30 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  31 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  32 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  33
  34 #include <BRep_Tool.hxx>
  35 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  36 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  37 #include <BRep_Builder.hxx>
  38 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  39 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  40
  41 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  42 #include <TopExp.hxx>
  43 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  44 #include <TopoDS.hxx>
  45 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  46 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  47 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  48 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  49 #include <TopLoc_Location.hxx>
  50 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  51 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  52 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  53
  54 #include <Geom_Curve.hxx>
  55 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  56 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  57 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  58 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  59 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  60 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  61
  62 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  63 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  64
  65 #include <Precision.hxx>
  66
  67 //=======================================================================
  68 //function : ShHealOper_FillHoles()
  69 //purpose  : Constructor
  70 //=======================================================================
  71 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  72 {
  73   InitParameters();
  74 }
  75
  76 //=======================================================================
  77 //function : ShHealOper_FillHoles
  78 //purpose  :
  79 //=======================================================================
  80 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  81 {
  82   Init(theShape);
  83   InitParameters();
  84 }
  85
  86 //=======================================================================
  87 //function : Init
  88 //purpose  :
  89 //=======================================================================
  90 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  91 {
  92   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  93   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  94   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  95
  96   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  97 }
  98
  99 //=======================================================================
 100 //function : InitParameters
 101 //purpose  :
 102 //=======================================================================
 103 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 104                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 105                                           Standard_Integer theNbIter,
 106                                           Standard_Real theTol3d,
 107                                           Standard_Real theTol2d,
 108                                           Standard_Real theTolAng,
 109                                           Standard_Real theTolCrv,
 110                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 111                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 112 {
 113   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 114   myNbIter = theNbIter;
 115   myDegree =theDegree;
 116   myTol2d = theTol2d;
 117   myTol3d = theTol3d;
 118   myTolAng = theTolAng;
 119   myTolCrv = theTolCrv;
 120   myMaxDeg = theMaxDeg;
 121   myMaxSeg =theMaxSeg;
 122 }
 123 //=======================================================================
 124 //function : Fill
 125 //purpose  :
 126 //=======================================================================
 127 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill()
 128 {
 129   ShapeAnalysis_FreeBounds sab(myInitShape);
 130   TopoDS_Compound aCompClosed = sab.GetClosedWires();
 131   TopoDS_Compound aCompOpen = sab.GetOpenWires();
 132   TopTools_SequenceOfShape aFillWires;
 133   if(!aCompClosed.IsNull()) {
 134     TopoDS_Iterator aIt(aCompClosed);
 135
 136     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 137       aFillWires.Append(aIt.Value());
 138   }
 139   if(!aCompOpen.IsNull()) {
 140     TopoDS_Iterator aIt(aCompOpen);
 141     for(  ; aIt.More(); aIt.Next())
 142       aFillWires.Append(aIt.Value());
 143   }
 144
 145   TopExp_Explorer aExp(myInitShape,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE);
 146
 147   for( ; aExp.More(); aExp.Next())
 148     aFillWires.Append(aExp.Current());
 149
 150   return Fill(aFillWires);
 151 }
 152
 153 //=======================================================================
 154 //function : Fill
 155 //purpose  :
 156 //=======================================================================
 157 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes)
 158 {
 159   myDone = Standard_False;
 160   myErrorStatus = ShHealOper_NotError;
 161   if(myInitShape.IsNull()) {
 162     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 163     return myDone;
 164   }
 165   if(!theFillShapes.Length()) {
 166     return myDone;
 167   }
 168
 169   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 170   if(!prepareWires(theFillShapes,aSeqWires)) {
 171     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 172     return myDone;
 173   }
 174
 175   myResultShape = myInitShape;
 176   Standard_Integer i =1;
 177   for( ; i <= aSeqWires->Length(); i++) {
 178     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(aSeqWires->Value(i));
 179     Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) aCurves2d;
 180     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aOrders;
 181     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aSenses;
 182     Handle(Geom_Surface) aSurf = buildSurface(aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses);
 183     if(aSurf.IsNull())
 184       myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 185     else
 186       myDone = (addFace(aSurf,aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses) || myDone);
 187   }
 188   if(myDone)
 189   {
 190     myResultShape = myContext->Apply(myResultShape);
 191     myStatistics.AddModif( "Face created to fill hole" , aSeqWires->Length() );
 192   }
 193   return myDone;
 194 }
 195
 196 //=======================================================================
 197 //function : isCircle
 198 //purpose  :
 199 //=======================================================================
 200 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 201 {
 202   Standard_Real aFirst, aLast;
 203   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 204   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 205   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 206      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 207   return isCirc;
 208 }
 209 //=======================================================================
 210 //function : prepareWires
 211 //purpose  :
 212 //=======================================================================
 213
 214 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 215                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 216 {
 217   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 218   Standard_Integer i =1;
 219   for( ; i <= theFillShapes.Length(); i++) {
 220     TopExp_Explorer aExp;
 221     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 222       TopoDS_Iterator aIt(aExp.Current());
 223       Standard_Boolean isAdd = Standard_True;
 224       for( ; aIt.More() && isAdd; aIt.Next()) {
 225         if(myEdgeFaces.Contains(aIt.Value()))
 226           isAdd =  (myEdgeFaces.FindFromKey(aIt.Value()).Extent() <2);
 227       }
 228       if(isAdd)
 229         theSeqWires->Append(aExp.Current());
 230     }
 231     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_EDGE, TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 232       if (!BRep_Tool::Degenerated (TopoDS::Edge (aExp.Current())))
 233         if(myEdgeFaces.Contains(aExp.Current()) && myEdgeFaces.FindFromKey(aExp.Current()).Extent() >1)
 234           continue;
 235         aSeqEdges->Append(aExp.Current());
 236     }
 237   }
 238
 239   if(aSeqEdges->Length())
 240   {
 241     Standard_Real aTol = 0.;
 242     Standard_Boolean aShared = Standard_True;
 243     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aTmpWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 244     ShapeAnalysis_FreeBounds::ConnectEdgesToWires(aSeqEdges, aTol, aShared, aTmpWires);
 245     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) anWiresClosed = new TopTools_HSequenceOfShape,
 246     anWiresOpen   = new TopTools_HSequenceOfShape;
 247     ShapeAnalysis_FreeBounds::SplitWires(aTmpWires, aTol, aShared, anWiresClosed, anWiresOpen);
 248
 249     for (i = 1; i <= anWiresClosed->Length(); i++)
 250       theSeqWires->Append (anWiresClosed->Value (i));
 251     for (i = 1; i <= anWiresOpen->Length(); i++)
 252       theSeqWires->Append (anWiresOpen->Value (i));
 253   }
 254
 255   for( i =1; i <= theSeqWires->Length(); i++) {
 256     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(theSeqWires->Value(i));
 257
 258     TopoDS_Iterator aIt(aWire);
 259     Standard_Integer ne =0;
 260     TopoDS_Edge ae;
 261     for( ; aIt.More(); aIt.Next(), ne++)
 262       ae = TopoDS::Edge(aIt.Value());
 263     if((ne == 1) && ( !isCircle(ae))) {
 264       theSeqWires->Remove(i--);
 265       continue;
 266     }
 267   }
 268   return (theSeqWires->Length());
 269 }
 270 //=======================================================================
 271 //function : buildSurface
 272 //purpose  :
 273 //=======================================================================
 274
 275 Handle(Geom_Surface) ShHealOper_FillHoles::buildSurface(const TopoDS_Wire& theWire,
 276                                                         Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 277                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 278                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 279 {
 280   Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf;
 281   try {
 282       GeomPlate_BuildPlateSurface aBuilder(myDegree, myNbPtsOnCur, myNbIter,
 283                                                  myTol2d, myTol3d, myTolAng, myTolCrv);
 284       TopoDS_Iterator aIter;
 285       for(aIter.Initialize (theWire); aIter.More(); aIter.Next()) {
 286
 287         TopoDS_Edge ae = TopoDS::Edge(aIter.Value());
 288         BRepAdaptor_Curve adC(ae);
 289         Handle(BRepAdaptor_HCurve) aHAD= new BRepAdaptor_HCurve(adC);
 290         Handle(BRepFill_CurveConstraint) aConst =
 291             new BRepFill_CurveConstraint (Handle(Adaptor3d_HCurve)::DownCast(aHAD), (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 292         //Handle(GeomPlate_CurveConstraint) aConst =
 293          // new GeomPlate_CurveConstraint(aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 294         aBuilder.Add (Handle(GeomPlate_CurveConstraint)::DownCast(aConst));
 295       }
 296       aBuilder.Perform();
 297       if(!aBuilder.IsDone())
 298         return aSurf;
 299       Handle(GeomPlate_Surface) aPlSurf = aBuilder.Surface();
 300
 301       //for filling holes without initial specified surface
 302       //the initial surface should be build by GeomPlate itself
 303       //following code was taken from BRepFill_Filling::Build
 304
 305       Standard_Real aDist = aBuilder.G0Error();
 306       TColgp_SequenceOfXY S2d;
 307       TColgp_SequenceOfXYZ S3d;
 308       S2d.Clear();
 309       S3d.Clear();
 310       aBuilder.Disc2dContour(4,S2d);
 311       aBuilder.Disc3dContour(4,0,S3d);
 312       Standard_Real amaxTol = Max( myTol3d, 10* aDist);
 313       GeomPlate_PlateG0Criterion Criterion( S2d, S3d, amaxTol );
 314       GeomPlate_MakeApprox Approx( aPlSurf, Criterion, myTol3d, myMaxSeg, myMaxDeg );
 315       aSurf = Approx.Surface();
 316       if(aSurf.IsNull())
 317         return aSurf;
 318
 319       theCurves2d = aBuilder.Curves2d();
 320       theOrders    = aBuilder.Order();
 321       theSenses    = aBuilder.Sense();
 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, Precision::Confusion());
 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 }