src/GEOMImpl/GEOMImpl_ShapeProximityDriver.cxx

   1 // Copyright (C) 2022-2023  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include <GEOMImpl_ShapeProximityDriver.hxx>
  21 #include <GEOMImpl_IProximity.hxx>
  22 #include <GEOMImpl_Types.hxx>
  23
  24 #include <BRep_Tool.hxx>
  25 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  26 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  27 #include <BRepExtrema_ShapeProximity.hxx>
  28 #include <BRepMesh_IncrementalMesh.hxx>
  29 #include <Extrema_ExtPC.hxx>
  30 #include <Extrema_ExtPS.hxx>
  31 #include <Extrema_GenLocateExtCS.hxx>
  32 #include <Extrema_GenLocateExtSS.hxx>
  33 #include <Extrema_GenLocateExtPS.hxx>
  34 #include <Extrema_LocateExtCC.hxx>
  35 #include <Extrema_LocateExtPC.hxx>
  36 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  37 #include <TopoDS.hxx>
  38
  39 namespace {
  40   static void tessellateShape(const TopoDS_Shape& theShape)
  41   {
  42     Standard_Boolean isTessellate = Standard_False;
  43     TopLoc_Location aLoc;
  44     for (TopExp_Explorer anExp(theShape, TopAbs_FACE); anExp.More() && !isTessellate; anExp.Next())
  45     {
  46       Handle(Poly_Triangulation) aTria = BRep_Tool::Triangulation(TopoDS::Face(anExp.Value()), aLoc);
  47       isTessellate = aTria.IsNull();
  48     }
  49     for (TopExp_Explorer anExp(theShape, TopAbs_EDGE); anExp.More() && !isTessellate; anExp.Next())
  50     {
  51       Handle(Poly_Polygon3D) aPoly = BRep_Tool::Polygon3D(TopoDS::Edge(anExp.Value()), aLoc);
  52       isTessellate = aPoly.IsNull();
  53     }
  54
  55     if (isTessellate)
  56     {
  57       BRepMesh_IncrementalMesh aMesher(theShape, 0.1);
  58       Standard_ProgramError_Raise_if(!aMesher.IsDone(), "Meshing failed");
  59     }
  60   }
  61
  62   static Standard_Real paramOnCurve(const BRepAdaptor_Curve& theCurve, const gp_Pnt& thePoint, const Standard_Real theTol)
  63   {
  64     Extrema_ExtPC aParamSearch(thePoint, theCurve, theCurve.FirstParameter(), theCurve.LastParameter());
  65     if (aParamSearch.IsDone())
  66     {
  67       Standard_Integer anIndMin = 0, aNbExt = aParamSearch.NbExt();
  68       Standard_Real aSqDistMin = RealLast();
  69       for (Standard_Integer i = 1; i <= aNbExt; ++i)
  70       {
  71         if (aParamSearch.SquareDistance(i) < aSqDistMin)
  72         {
  73           anIndMin = i;
  74           aSqDistMin = aParamSearch.SquareDistance(i);
  75         }
  76       }
  77       if (anIndMin != 0 && aSqDistMin <= theTol * theTol)
  78       {
  79         return aParamSearch.Point(anIndMin).Parameter();
  80       }
  81     }
  82     return 0.5 * (theCurve.FirstParameter() + theCurve.LastParameter());
  83   }
  84
  85   static void paramsOnSurf(const BRepAdaptor_Surface& theSurf, const gp_Pnt& thePoint, const Standard_Real theTol,
  86                            Standard_Real& theU, Standard_Real& theV)
  87   {
  88     Extrema_ExtPS aParamSearch(thePoint, theSurf, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
  89     if (aParamSearch.IsDone())
  90     {
  91       Standard_Integer anIndMin = 0, aNbExt = aParamSearch.NbExt();
  92       Standard_Real aSqDistMin = RealLast();
  93       for (Standard_Integer i = 1; i <= aNbExt; ++i)
  94       {
  95         if (aParamSearch.SquareDistance(i) < aSqDistMin)
  96         {
  97           anIndMin = i;
  98           aSqDistMin = aParamSearch.SquareDistance(i);
  99         }
 100       }
 101       if (anIndMin != 0 && aSqDistMin <= theTol * theTol)
 102       {
 103         return aParamSearch.Point(anIndMin).Parameter(theU, theV);
 104       }
 105     }
 106     theU = 0.5 * (theSurf.FirstUParameter() + theSurf.LastUParameter());
 107     theV = 0.5 * (theSurf.FirstVParameter() + theSurf.LastVParameter());
 108   }
 109
 110   static Standard_Real extremaEE(const TopoDS_Edge& theEdge1, const TopoDS_Edge& theEdge2,
 111                                  gp_Pnt& thePoint1, gp_Pnt& thePoint2)
 112   {
 113     BRepAdaptor_Curve aCurve1(theEdge1);
 114     BRepAdaptor_Curve aCurve2(theEdge2);
 115
 116     TopLoc_Location aLoc;
 117     Standard_Real aTol1 = BRep_Tool::Tolerance(theEdge1);
 118     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly1 = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge1, aLoc);
 119     if (!aPoly1.IsNull())
 120       aTol1 = Max (aTol1, aPoly1->Deflection());
 121     Standard_Real aTol2 = BRep_Tool::Tolerance(theEdge2);
 122     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly2 = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge2, aLoc);
 123     if (!aPoly2.IsNull())
 124       aTol2 = Max (aTol2, aPoly2->Deflection());
 125
 126     Standard_Real aU1 = paramOnCurve(aCurve1, thePoint1, 2*aTol1);
 127     Standard_Real aU2 = paramOnCurve(aCurve2, thePoint2, 2*aTol2);
 128
 129     Standard_Real aValue = -1.0;
 130     Extrema_LocateExtCC anExtr(aCurve1, aCurve2, aU1, aU2);
 131     if (anExtr.IsDone())
 132     {
 133       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 134
 135       Extrema_POnCurv aP1, aP2;
 136       anExtr.Point(aP1, aP2);
 137       thePoint1 = aP1.Value();
 138       thePoint2 = aP2.Value();
 139     }
 140     return aValue;
 141   }
 142
 143   static Standard_Real extremaPE(const gp_Pnt&      thePoint,
 144                                  const TopoDS_Edge& theEdge,
 145                                  gp_Pnt&            thePointOnEdge)
 146   {
 147     BRepAdaptor_Curve aCurve (theEdge);
 148
 149     TopLoc_Location aLoc;
 150     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(theEdge);
 151     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge, aLoc);
 152     if (!aPoly.IsNull())
 153       aTol = Max (aTol, aPoly->Deflection());
 154
 155     Standard_Real aParam = paramOnCurve (aCurve, thePointOnEdge, 2*aTol);
 156
 157     Standard_Real aValue = -1.0;
 158     Extrema_LocateExtPC anExtr (thePoint, aCurve, aParam, Precision::PConfusion());
 159     if (anExtr.IsDone())
 160     {
 161       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 162
 163       Extrema_POnCurv aPointOnCurve = anExtr.Point();
 164       thePointOnEdge = aPointOnCurve.Value();
 165     }
 166     return aValue;
 167   }
 168
 169   static Standard_Real extremaPF(const gp_Pnt&      thePoint,
 170                                  const TopoDS_Face& theFace,
 171                                  gp_Pnt&            thePointOnFace)
 172   {
 173     BRepAdaptor_Surface aSurf (theFace);
 174
 175     TopLoc_Location aLoc;
 176     Standard_Real aTol = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
 177     Handle(Poly_Triangulation) aTria = BRep_Tool::Triangulation (theFace, aLoc);
 178     if (!aTria.IsNull())
 179       aTol = Max (aTol, aTria->Deflection());
 180
 181     Standard_Real aU, aV;
 182     paramsOnSurf(aSurf, thePointOnFace, 2*aTol, aU, aV);
 183
 184     Standard_Real aValue = -1.0;
 185     Extrema_GenLocateExtPS anExtr (aSurf);
 186     anExtr.Perform (thePoint, aU, aV);
 187     if (anExtr.IsDone())
 188     {
 189       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 190
 191       Extrema_POnSurf aPointOnSurf = anExtr.Point();
 192       thePointOnFace = aPointOnSurf.Value();
 193     }
 194     return aValue;
 195   }
 196
 197   static Standard_Real extremaEF(const TopoDS_Edge& theEdge, const TopoDS_Face& theFace,
 198                                  gp_Pnt& thePonE, gp_Pnt& thePonF)
 199   {
 200     BRepAdaptor_Curve aCurve(theEdge);
 201     BRepAdaptor_Surface aSurf(theFace);
 202
 203     TopLoc_Location aLoc;
 204     Standard_Real aTolEdge = BRep_Tool::Tolerance(theEdge);
 205     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly = BRep_Tool::Polygon3D (theEdge, aLoc);
 206     if (!aPoly.IsNull())
 207       aTolEdge = Max (aTolEdge, aPoly->Deflection());
 208     Standard_Real aTolFace = BRep_Tool::Tolerance(theFace);
 209     Handle(Poly_Triangulation) aTria = BRep_Tool::Triangulation (theFace, aLoc);
 210     if (!aTria.IsNull())
 211       aTolFace = Max (aTolFace, aTria->Deflection());
 212
 213     Standard_Real aP = paramOnCurve(aCurve, thePonE, 2*aTolEdge);
 214     Standard_Real aU, aV;
 215     paramsOnSurf(aSurf, thePonF, 2*aTolFace, aU, aV);
 216
 217     Standard_Real aValue = -1.0;
 218     Extrema_GenLocateExtCS anExtr(aCurve, aSurf, aP, aU, aV, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
 219     if (anExtr.IsDone())
 220     {
 221       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 222       thePonE = anExtr.PointOnCurve().Value();
 223       thePonF = anExtr.PointOnSurface().Value();
 224     }
 225     return aValue;
 226   }
 227
 228   static Standard_Real extremaFF(const TopoDS_Face& theFace1, const TopoDS_Face& theFace2,
 229                                  gp_Pnt& thePoint1, gp_Pnt& thePoint2)
 230   {
 231     BRepAdaptor_Surface aSurf1(theFace1);
 232     BRepAdaptor_Surface aSurf2(theFace2);
 233
 234     TopLoc_Location aLoc;
 235     Standard_Real aTol1 = BRep_Tool::Tolerance(theFace1);
 236     Handle(Poly_Triangulation) aTria1 = BRep_Tool::Triangulation (theFace1, aLoc);
 237     if (!aTria1.IsNull())
 238       aTol1 = Max (aTol1, aTria1->Deflection());
 239     Standard_Real aTol2 = BRep_Tool::Tolerance(theFace2);
 240     Handle(Poly_Triangulation) aTria2 = BRep_Tool::Triangulation (theFace2, aLoc);
 241     if (!aTria2.IsNull())
 242       aTol2 = Max (aTol2, aTria2->Deflection());
 243
 244     Standard_Real aU1, aV1;
 245     paramsOnSurf(aSurf1, thePoint1, 2*aTol1, aU1, aV1);
 246     Standard_Real aU2, aV2;
 247     paramsOnSurf(aSurf2, thePoint2, 2*aTol2, aU2, aV2);
 248
 249     Standard_Real aValue = -1.0;
 250     Extrema_GenLocateExtSS anExtr(aSurf1, aSurf2, aU1, aV1, aU2, aV2, Precision::PConfusion(), Precision::PConfusion());
 251     if (anExtr.IsDone())
 252     {
 253       aValue = Sqrt(anExtr.SquareDistance());
 254       thePoint1 = anExtr.PointOnS1().Value();
 255       thePoint2 = anExtr.PointOnS2().Value();
 256     }
 257     return aValue;
 258   }
 259 }
 260
 261 //=======================================================================
 262 //function : GetID
 263 //purpose  :
 264 //=======================================================================
 265 const Standard_GUID& GEOMImpl_ShapeProximityDriver::GetID()
 266 {
 267   static Standard_GUID aShapeProximityDriver("1C3449A6-E4EB-407D-B623-89261C4BA785");
 268   return aShapeProximityDriver;
 269 }
 270
 271 //=======================================================================
 272 //function : Execute
 273 //purpose  :
 274 //=======================================================================
 275 Standard_Integer GEOMImpl_ShapeProximityDriver::Execute(Handle(TFunction_Logbook)& log) const
 276 {
 277   if (Label().IsNull())
 278     return 0;
 279
 280   Handle(GEOM_Function) aFunction = GEOM_Function::GetFunction(Label());
 281   GEOMImpl_IProximity aProximity (aFunction);
 282
 283   Handle(GEOM_Function) aShapeFunc1, aShapeFunc2;
 284   aProximity.GetShapes(aShapeFunc1, aShapeFunc2);
 285   if (aShapeFunc1.IsNull() || aShapeFunc2.IsNull())
 286     return 0;
 287
 288   TopoDS_Shape aShape1 = aShapeFunc1->GetValue();
 289   TopoDS_Shape aShape2 = aShapeFunc2->GetValue();
 290
 291   Standard_Real aValue = -1.0;
 292
 293   if (aFunction->GetType() == PROXIMITY_COARSE)
 294   {
 295     // tessellate shapes if there is no mesh exists
 296     tessellateShape(aShape1);
 297     tessellateShape(aShape2);
 298
 299     // compute proximity basing on the tessellation
 300     BRepExtrema_ShapeProximity aCalcProx;
 301     aCalcProx.LoadShape1(aShape1);
 302     aCalcProx.LoadShape2(aShape2);
 303     aCalcProx.SetNbSamples1(aProximity.GetNbSamples(PROXIMITY_ARG_SAMPLES1));
 304     aCalcProx.SetNbSamples2(aProximity.GetNbSamples(PROXIMITY_ARG_SAMPLES2));
 305     aCalcProx.Perform();
 306
 307     if (aCalcProx.IsDone())
 308     {
 309       aValue = aCalcProx.Proximity();
 310       aProximity.SetProximityPoints(aCalcProx.ProximityPoint1(),
 311                                     aCalcProx.ProximityPoint2());
 312       aProximity.SetStatusOfPoints((Standard_Integer)aCalcProx.ProxPntStatus1(),
 313                                    (Standard_Integer)aCalcProx.ProxPntStatus2());
 314     }
 315     else
 316       Standard_ConstructionError::Raise("Failed to compute coarse proximity");
 317   }
 318   else if (aFunction->GetType() == PROXIMITY_PRECISE)
 319   {
 320     // coarse proximity value
 321     // in some cases this value cannot be precised
 322     // it can be precised only if at least one point is in the middle of the shape
 323     aValue = aProximity.GetValue();
 324
 325     TopAbs_ShapeEnum aType1 = aShape1.ShapeType();
 326     TopAbs_ShapeEnum aType2 = aShape2.ShapeType();
 327
 328     gp_Pnt aPnt1, aPnt2;
 329     BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status aStatus1, aStatus2;
 330     Standard_Integer intStatus1, intStatus2;
 331     aProximity.GetProximityPoints(aPnt1, aPnt2);
 332     aProximity.GetStatusOfPoints(intStatus1, intStatus2);
 333     aStatus1 = (BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status)intStatus1;
 334     aStatus2 = (BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status)intStatus2;
 335
 336     if (aType1 == TopAbs_EDGE)
 337     {
 338       if (aType2 == TopAbs_EDGE)
 339       {
 340         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 341             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 342         {
 343           aValue = extremaEE(TopoDS::Edge(aShape1), TopoDS::Edge(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 344         }
 345         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 346                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 347         {
 348           aValue = extremaPE(aPnt1, TopoDS::Edge(aShape2), aPnt2);
 349         }
 350         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 351                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 352         {
 353           aValue = extremaPE(aPnt2, TopoDS::Edge(aShape1), aPnt1);
 354         }
 355       }
 356       else if (aType2 == TopAbs_FACE)
 357       {
 358         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 359             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 360         {
 361           aValue = extremaEF(TopoDS::Edge(aShape1), TopoDS::Face(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 362         }
 363         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 364                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 365         {
 366           aValue = extremaPF(aPnt1, TopoDS::Face(aShape2), aPnt2);
 367         }
 368         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 369                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 370         {
 371           aValue = extremaPE(aPnt2, TopoDS::Edge(aShape1), aPnt1);
 372         }
 373       }
 374     }
 375     else if (aType1 == TopAbs_FACE)
 376     {
 377       if (aType2 == TopAbs_EDGE)
 378       {
 379         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 380             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 381         {
 382           aValue = extremaEF(TopoDS::Edge(aShape2), TopoDS::Face(aShape1), aPnt2, aPnt1);
 383         }
 384         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 385                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 386         {
 387           aValue = extremaPE(aPnt1, TopoDS::Edge(aShape2), aPnt2);
 388         }
 389         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 390                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 391         {
 392           aValue = extremaPF(aPnt2, TopoDS::Face(aShape1), aPnt1);
 393         }
 394       }
 395       else if (aType2 == TopAbs_FACE)
 396       {
 397         if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 398             aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 399         {
 400           aValue = extremaFF(TopoDS::Face(aShape1), TopoDS::Face(aShape2), aPnt1, aPnt2);
 401         }
 402         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER &&
 403                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE)
 404         {
 405           aValue = extremaPF(aPnt1, TopoDS::Face(aShape2), aPnt2);
 406         }
 407         else if (aStatus1 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_MIDDLE &&
 408                  aStatus2 == BRepExtrema_ProximityDistTool::ProxPnt_Status_BORDER)
 409         {
 410           aValue = extremaPF(aPnt2, TopoDS::Face(aShape1), aPnt1);
 411         }
 412       }
 413     }
 414
 415     if (aValue >= 0)
 416       aProximity.SetProximityPoints(aPnt1, aPnt2);
 417     else
 418       Standard_ConstructionError::Raise("Failed to compute precise proximity");
 419   }
 420   else
 421   {
 422     Standard_ConstructionError::Raise("incorrect algorithm");
 423   }
 424
 425   aProximity.SetValue(aValue);
 426   log->SetTouched(Label());
 427   return 1;
 428 }
 429
 430 //=======================================================================
 431 //function : GetCreationInformation
 432 //purpose  : Returns a name of creation operation and names and values of creation parameters
 433 //=======================================================================
 434 bool GEOMImpl_ShapeProximityDriver::GetCreationInformation(
 435     std::string&             theOperationName,
 436     std::vector<GEOM_Param>& theParams)
 437 {
 438   if (Label().IsNull())
 439     return false;
 440
 441   Handle(GEOM_Function) aFunc = GEOM_Function::GetFunction(Label());
 442   GEOMImpl_IProximity aProxFunc(aFunc);
 443   Handle(GEOM_Function) aShape1, aShape2;
 444   aProxFunc.GetShapes(aShape1, aShape2);
 445
 446   if (aFunc->GetType() == PROXIMITY_COARSE)
 447     theOperationName = "PROXIMITY_COARSE";
 448   else if (aFunc->GetType() == PROXIMITY_PRECISE)
 449     theOperationName = "PROXIMITY_PRECISE";
 450
 451   AddParam(theParams, "Shape1", aShape1);
 452   AddParam(theParams, "Shape2", aShape2);
 453
 454   return false;
 455 }
 456
 457 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(GEOMImpl_ShapeProximityDriver, GEOM_BaseDriver)