src/BlockFix/BlockFix_SphereSpaceModifier.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2023  CEA, EDF, OPEN CASCADE
   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
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  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
  23 // File:        BlockFix.cxx
  24 // Created:     Tue Dec  7 11:59:05 2004
  25 // Author:      Pavel DURANDIN
  26
  27 #include <BlockFix_SphereSpaceModifier.hxx>
  28
  29 #include <ShapeFix_Edge.hxx>
  30
  31 #include <TopExp.hxx>
  32
  33 #include <TopLoc_Location.hxx>
  34
  35 #include <TopoDS.hxx>
  36 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  37 #include <TopoDS_Face.hxx>
  38 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  39 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  40
  41 #include <BRepGProp.hxx>
  42 #include <GProp_GProps.hxx>
  43
  44 #include <BRep_Tool.hxx>
  45 #include <BRep_Builder.hxx>
  46 #include <BRepTools.hxx>
  47 #include <BRepAdaptor_Curve2d.hxx>
  48 #include <BRepTopAdaptor_FClass2d.hxx>
  49 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
  50
  51 #include <ElSLib.hxx>
  52 #include <Geom_Circle.hxx>
  53 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  54 #include <Geom_SphericalSurface.hxx>
  55 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  56 #include <Geom_Curve.hxx>
  57 #include <Geom_Surface.hxx>
  58
  59 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  60
  61 #include <gp_Pnt.hxx>
  62 #include <gp_Sphere.hxx>
  63
  64 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(BlockFix_SphereSpaceModifier, BRepTools_Modification)
  65
  66 //=======================================================================
  67 //function : BlockFix_SphereSpaceModifier
  68 //purpose  :
  69 //=======================================================================
  70 BlockFix_SphereSpaceModifier::BlockFix_SphereSpaceModifier()
  71 : myTolerance(Precision::Confusion()),
  72   mySmallRotation(Standard_True)
  73 {
  74   myMapOfFaces.Clear();
  75   myMapOfSpheres.Clear();
  76 }
  77
  78 //=======================================================================
  79 //function : ~BlockFix_SphereSpaceModifier
  80 //purpose  :
  81 //=======================================================================
  82 BlockFix_SphereSpaceModifier::~BlockFix_SphereSpaceModifier() {}
  83
  84 //=======================================================================
  85 //function : SetTolerance
  86 //purpose  :
  87 //=======================================================================
  88 void BlockFix_SphereSpaceModifier::SetTolerance(const Standard_Real Tol)
  89 {
  90   myTolerance = Tol;
  91 }
  92
  93 //=======================================================================
  94 //function : SetTrySmallRotation
  95 //purpose  :
  96 //=======================================================================
  97 void BlockFix_SphereSpaceModifier::SetTrySmallRotation(const Standard_Boolean isSmallRotation)
  98 {
  99   mySmallRotation = isSmallRotation;
 100 }
 101
 102 //=======================================================================
 103 //function : NewSurface
 104 //purpose  :
 105 //=======================================================================
 106 static Standard_Boolean ModifySurface(const TopoDS_Face&          theFace,
 107                                       const Handle(Geom_Surface)& theSurface,
 108                                       Handle(Geom_Surface)&       theNewSurface,
 109                                       const Standard_Boolean      theTrySmallRotation)
 110 {
 111   Handle(Geom_Surface) aSurf = theSurface;
 112   if (aSurf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_RectangularTrimmedSurface))) {
 113     Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface) RTS =
 114       Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast(aSurf);
 115     aSurf = RTS->BasisSurface();
 116   }
 117
 118   if (!aSurf->IsKind(STANDARD_TYPE(Geom_SphericalSurface)))
 119     return Standard_False;
 120
 121   Standard_Real PI2 = M_PI/2.;
 122   Handle(Geom_SphericalSurface) aSphere = Handle(Geom_SphericalSurface)::DownCast(aSurf);
 123   gp_Sphere sp = aSphere->Sphere();
 124   Standard_Real Radius = sp.Radius();
 125   Standard_Real Umin, Umax, Vmin, Vmax;
 126
 127   // try with small rotation (old implementation, giving better result in some cases
 128   if (theTrySmallRotation) {
 129     BRepTools::UVBounds(theFace, Umin, Umax, Vmin, Vmax);
 130     if (Vmax > PI2 - Precision::PConfusion() || Vmin < -PI2 + Precision::PConfusion()) {
 131       //modified by jgv, 12.11.2012 for issue 21777//
 132       Standard_Real HalfArea = 2.*M_PI*Radius*Radius;
 133       GProp_GProps Properties;
 134       BRepGProp::SurfaceProperties(theFace, Properties);
 135       Standard_Real anArea = Properties.Mass();
 136       Standard_Real AreaTol = Radius*Radius*1.e-6;
 137       if (anArea < HalfArea - AreaTol) { // a chance to avoid singularity
 138         gp_Ax3 ax3 = sp.Position();
 139         if (Abs(Vmax-Vmin) < PI2) {
 140           gp_Ax3 axnew3 (ax3.Axis().Location(), ax3.Direction()^ax3.XDirection(), ax3.XDirection());
 141           sp.SetPosition(axnew3);
 142           Handle(Geom_SphericalSurface) aNewSphere = new Geom_SphericalSurface(sp);
 143           theNewSurface = aNewSphere;
 144           return Standard_True;
 145         }
 146         else {
 147           gp_Pnt PC = ax3.Location();
 148           Standard_Real Vpar;
 149           if (fabs(PI2-Vmax) > fabs(-PI2-Vmin))
 150             Vpar = (PI2+Vmax)/2.;
 151           else
 152             Vpar = (-PI2+Vmin)/2.;
 153           Standard_Real Upar = (Umin+Umax)/2.;
 154           gp_Pnt PN,PX;
 155           aSurf->D0(Upar,Vpar,PN);
 156           aSurf->D0(Upar+PI2,0.,PX);
 157           gp_Dir newNorm(gp_Vec(PC,PN));
 158           gp_Dir newDirX(gp_Vec(PC,PX));
 159           gp_Ax3 axnew3(ax3.Axis().Location(), newNorm, newDirX);
 160           sp.SetPosition(axnew3);
 161
 162           // check if both new poles are outside theFace
 163           gp_Pnt LP; // lowest pole (opposite to PN)
 164           aSurf->D0(Upar + M_PI, -Vpar, LP);
 165           BRepClass_FaceClassifier aClsf (theFace, LP, Precision::PConfusion());
 166           if (aClsf.State() != TopAbs_IN && aClsf.State() != TopAbs_ON) {
 167             Handle(Geom_SphericalSurface) aNewSphere = new Geom_SphericalSurface(sp);
 168             theNewSurface = aNewSphere;
 169             return Standard_True;
 170           }
 171         }
 172       }
 173     }
 174     else {
 175       // no rotation needed
 176       return Standard_False;
 177     }
 178   }
 179
 180   // try with big rotation (new implementation)
 181   TopoDS_Face aFace = theFace;
 182   aFace.Orientation (TopAbs_FORWARD);
 183   BRepTools::UVBounds(aFace, Umin, Umax, Vmin, Vmax);
 184
 185   gp_Pnt aCentre = sp.Location();
 186
 187   TopoDS_Wire aWire = BRepTools::OuterWire (aFace);
 188   BRepTopAdaptor_FClass2d aClassifier (aFace, Precision::PConfusion());
 189   TopTools_MapOfShape aEmap;
 190   const Standard_Real anOffsetValue = 0.01*M_PI;
 191   for (Standard_Integer ii = 1; ii <= 2; ii++) {
 192     TopoDS_Iterator itw (aWire);
 193     for (; itw.More(); itw.Next()) {
 194       const TopoDS_Edge& anEdge = TopoDS::Edge (itw.Value());
 195       if (aEmap.Contains (anEdge) ||
 196           anEdge.Orientation() == TopAbs_INTERNAL ||
 197           anEdge.Orientation() == TopAbs_EXTERNAL ||
 198           BRep_Tool::Degenerated (anEdge) ||
 199           BRepTools::IsReallyClosed (anEdge, aFace))
 200         continue;
 201
 202       BRepAdaptor_Curve2d aBAcurve2d (anEdge, aFace);
 203       GeomAbs_CurveType aType = aBAcurve2d.GetType();
 204       if (ii == 1 && aType == GeomAbs_Line) //first pass: consider only curvilinear edges
 205         continue;
 206
 207       Standard_Real aMidPar = (aBAcurve2d.FirstParameter() + aBAcurve2d.LastParameter())/2;
 208       gp_Pnt2d aMidP2d;
 209       gp_Vec2d aTangent;
 210       aBAcurve2d.D1 (aMidPar, aMidP2d, aTangent);
 211       if (anEdge.Orientation() == TopAbs_REVERSED)
 212         aTangent.Reverse();
 213
 214       aTangent.Normalize();
 215       gp_Vec2d aNormal (aTangent.Y(), -aTangent.X());
 216       aNormal *= anOffsetValue;
 217       gp_Pnt2d anUpperPole = aMidP2d.Translated (aNormal);
 218       if (anUpperPole.Y() < -PI2 || anUpperPole.Y() > PI2) {
 219         aEmap.Add(anEdge);
 220         continue;
 221       }
 222       if (anUpperPole.X() < 0.)
 223         anUpperPole.SetX (anUpperPole.X() + 2.*M_PI);
 224       else if (anUpperPole.X() > 2.*M_PI)
 225         anUpperPole.SetX (anUpperPole.X() - 2.*M_PI);
 226
 227       TopAbs_State aStatus = aClassifier.Perform (anUpperPole);
 228       if (aStatus != TopAbs_OUT) {
 229         aEmap.Add(anEdge);
 230         continue;
 231       }
 232
 233       gp_Pnt anUpperPole3d = aSphere->Value (anUpperPole.X(), anUpperPole.Y());
 234       gp_Vec aVec (aCentre, anUpperPole3d);
 235       aVec.Reverse();
 236       gp_Pnt aLowerPole3d = aCentre.Translated (aVec);
 237       Standard_Real aU, aV;
 238       ElSLib::Parameters (sp, aLowerPole3d, aU, aV);
 239       gp_Pnt2d aLowerPole (aU, aV);
 240       aStatus = aClassifier.Perform (aLowerPole);
 241       if (aStatus != TopAbs_OUT) {
 242         aEmap.Add(anEdge);
 243         continue;
 244       }
 245
 246       //Build a meridian
 247       gp_Vec anUp (aCentre, anUpperPole3d);
 248       anUp.Normalize();
 249       gp_Pnt aMidPnt = aSphere->Value (aMidP2d.X(), aMidP2d.Y());
 250       gp_Vec aMidOnEdge (aCentre, aMidPnt);
 251       aMidOnEdge.Normalize();
 252       gp_Vec AxisOfCircle = anUp ^ aMidOnEdge;
 253       gp_Vec XDirOfCircle = anUp ^ AxisOfCircle;
 254       gp_Ax2 anAxis (aCentre, AxisOfCircle, XDirOfCircle);
 255       Handle(Geom_Circle) aCircle = new Geom_Circle (anAxis, Radius);
 256       Handle(Geom_TrimmedCurve) aMeridian = new Geom_TrimmedCurve (aCircle, -PI2, PI2);
 257
 258       //Check the meridian
 259       Standard_Boolean IsInnerPointFound = Standard_False;
 260       Standard_Integer NbSamples = 10;
 261       Standard_Real aDelta = M_PI / NbSamples;
 262       for (Standard_Integer jj = 1; jj < NbSamples; jj++) {
 263         Standard_Real aParam = -PI2 + jj*aDelta;
 264         gp_Pnt aPnt = aMeridian->Value (aParam);
 265         ElSLib::Parameters (sp, aPnt, aU, aV);
 266         gp_Pnt2d aP2d (aU, aV);
 267         aStatus = aClassifier.Perform (aP2d);
 268         if (aStatus != TopAbs_OUT) {
 269           IsInnerPointFound = Standard_True;
 270           break;
 271         }
 272       }
 273       if (IsInnerPointFound) {
 274         aEmap.Add(anEdge);
 275         continue;
 276       }
 277
 278       gp_Ax3 anAxisOfNewSphere (aCentre, anUp, XDirOfCircle);
 279       theNewSurface = new Geom_SphericalSurface (anAxisOfNewSphere, Radius);
 280       break;
 281     } //for (; itw.More(); itw.Next()) (iteration on outer wire)
 282     if (!theNewSurface.IsNull())
 283       break;
 284   } //for (Standard_Integer ii = 1; ii <= 2; ii++) (two passes)
 285
 286   return (!theNewSurface.IsNull());
 287 }
 288
 289 Standard_Boolean BlockFix_SphereSpaceModifier::NewSurface(const TopoDS_Face& F,
 290                                                           Handle(Geom_Surface)& S,
 291                                                           TopLoc_Location& L,
 292                                                           Standard_Real& Tol,
 293                                                           Standard_Boolean& RevWires,
 294                                                           Standard_Boolean& RevFace)
 295 {
 296   TopLoc_Location LS;
 297   Handle(Geom_Surface) SIni = BRep_Tool::Surface(F, LS);
 298
 299   //check if pole of the sphere in the parametric space
 300   if (ModifySurface(F, SIni, S, mySmallRotation)) {
 301
 302     RevWires = Standard_False;
 303     RevFace = Standard_False;
 304
 305     L = LS;
 306     Tol = BRep_Tool::Tolerance(F);
 307
 308     Standard_Integer anIndex = myMapOfSpheres.Add(S);
 309     myMapOfFaces.Bind(F,anIndex);
 310     return Standard_True;
 311   }
 312
 313   return Standard_False;
 314 }
 315
 316 //=======================================================================
 317 //function : NewCurve
 318 //purpose  :
 319 //=======================================================================
 320 Standard_Boolean BlockFix_SphereSpaceModifier::NewCurve(const TopoDS_Edge& /*E*/,Handle(Geom_Curve)& /*C*/,
 321                                                         TopLoc_Location& /*L*/,Standard_Real& /*Tol*/)
 322 {
 323   return Standard_False;
 324 }
 325
 326 //=======================================================================
 327 //function : NewPoint
 328 //purpose  :
 329 //=======================================================================
 330 Standard_Boolean BlockFix_SphereSpaceModifier::NewPoint(const TopoDS_Vertex& /*V*/,
 331                                                       gp_Pnt& /*P*/,
 332                                                       Standard_Real& /*Tol*/)
 333 {
 334   return Standard_False;
 335 }
 336
 337 //=======================================================================
 338 //function : NewCurve2d
 339 //purpose  :
 340 //=======================================================================
 341 Standard_Boolean BlockFix_SphereSpaceModifier::NewCurve2d(const TopoDS_Edge& E,const TopoDS_Face& F,
 342                                                         const TopoDS_Edge& /*NewE*/,const TopoDS_Face& /*NewF*/,
 343                                                         Handle(Geom2d_Curve)& C,Standard_Real& Tol)
 344 {
 345   //check if undelying surface of the face was modified
 346   if(myMapOfFaces.IsBound(F)) {
 347     Standard_Integer anIndex = myMapOfFaces.Find(F);
 348
 349     Handle(Geom_Surface) aNewSphere = Handle(Geom_Surface)::DownCast(myMapOfSpheres.FindKey(anIndex));
 350
 351     Standard_Real f,l;
 352     TopLoc_Location LC, LS;
 353     Handle(Geom_Curve) C3d = BRep_Tool::Curve ( E, LC, f, l );
 354     Handle(Geom_Surface) S = BRep_Tool::Surface(F, LS);
 355
 356     //taking into account the orientation of the seam
 357     C = BRep_Tool::CurveOnSurface(E,F,f,l);
 358     Tol = BRep_Tool::Tolerance(E);
 359
 360     BRep_Builder B;
 361     TopoDS_Edge TempE;
 362     B.MakeEdge(TempE);
 363     B.Add(TempE, TopExp::FirstVertex(E));
 364     B.Add(TempE, TopExp::LastVertex(E));
 365
 366     if(!C3d.IsNull())
 367       B.UpdateEdge(TempE, Handle(Geom_Curve)::DownCast(C3d->Transformed(LC.Transformation())), Precision::Confusion());
 368     B.Range(TempE, f, l);
 369
 370     Handle(ShapeFix_Edge) sfe = new ShapeFix_Edge;
 371     Handle(Geom_Surface) STemp = Handle(Geom_Surface)::DownCast(aNewSphere->Transformed(LS.Transformation()));
 372     TopLoc_Location LTemp;
 373     LTemp.Identity();
 374
 375     Standard_Boolean isClosed = BRep_Tool::IsClosed (E, F);
 376     Standard_Real aWorkTol = 2*myTolerance+Tol;
 377     sfe->FixAddPCurve(TempE, STemp, LTemp, isClosed, Max(Precision::Confusion(), aWorkTol));
 378     sfe->FixSameParameter(TempE);
 379
 380     //keep the orientation of original edge
 381     TempE.Orientation(E.Orientation());
 382     C = BRep_Tool::CurveOnSurface(TempE, STemp, LTemp, f, l);
 383
 384     // shifting seam of sphere
 385     if(isClosed  && !C.IsNull()) {
 386       Standard_Real f2,l2;
 387       Handle(Geom2d_Curve) c22 =
 388         BRep_Tool::CurveOnSurface(TopoDS::Edge(TempE.Reversed()),STemp, LTemp,f2,l2);
 389       Standard_Real dPreci = Precision::PConfusion()*Precision::PConfusion();
 390       if((C->Value(f).SquareDistance(c22->Value(f2)) < dPreci)
 391          ||(C->Value(l).SquareDistance(c22->Value(l2)) < dPreci)) {
 392         gp_Vec2d shift(S->UPeriod(),0.);
 393         C->Translate(shift);
 394       }
 395     }
 396     //sphere was modified
 397     return Standard_True;
 398   }
 399
 400   return Standard_False;
 401 }
 402
 403 //=======================================================================
 404 //function : NewParameter
 405 //purpose  :
 406 //=======================================================================
 407 Standard_Boolean BlockFix_SphereSpaceModifier::NewParameter(const TopoDS_Vertex& /*V*/,const TopoDS_Edge& /*E*/,
 408                                                             Standard_Real& /*P*/,Standard_Real& /*Tol*/)
 409 {
 410   return Standard_False;
 411 }
 412
 413 //=======================================================================
 414 //function : Continuity
 415 //purpose  :
 416 //=======================================================================
 417 GeomAbs_Shape BlockFix_SphereSpaceModifier::Continuity(const TopoDS_Edge& E,const TopoDS_Face& F1,
 418                                                      const TopoDS_Face& F2,const TopoDS_Edge& /*NewE*/,
 419                                                      const TopoDS_Face& /*NewF1*/,const TopoDS_Face& /*NewF2*/)
 420 {
 421   return BRep_Tool::Continuity(E,F1,F2);
 422 }