src/GEOMUtils/GEOMUtils.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2023  CEA/DEN, EDF R&D, 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 #ifndef _GEOMUtils_HXX_
  24 #define _GEOMUtils_HXX_
  25
  26 #include <Standard_Macro.hxx>
  27 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  28 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  29
  30 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  31
  32 #include <TopAbs.hxx>
  33
  34 #include <gp_Ax3.hxx>
  35 #include <gp_Vec.hxx>
  36
  37 #include <V3d_View.hxx>
  38
  39 #include <NCollection_DataMap.hxx>
  40
  41 #include <functional>
  42
  43 #include <map>
  44 #include <vector>
  45 #include <string>
  46 #include <utility>
  47
  48 class Bnd_Box;
  49
  50 inline Standard_Boolean IsEqual (const TopoDS_Shape& S1, const TopoDS_Shape& S2)
  51 {
  52   return S1.IsSame(S2);
  53 }
  54
  55 namespace GEOMUtils
  56 {
  57
  58   /**
  59    * This enumeration represents comparison conditions.
  60    */
  61   enum ComparisonCondition {
  62     CC_GT, ///< Greater then
  63     CC_GE, ///< Greater then or equal to
  64     CC_LT, ///< Less then
  65     CC_LE  ///< Less then or equal to
  66   };
  67
  68   typedef std::vector<std::string> NodeLinks;
  69   typedef std::map<std::string, NodeLinks> LevelInfo;
  70   typedef std::vector<LevelInfo> LevelsList;
  71   typedef std::map<std::string,std::pair<LevelsList,LevelsList> > TreeModel;
  72
  73   /*!
  74    * \brief Compute numerical functor for the shape.
  75    *
  76    * Resulting value can be used to sort out shapes according to some parameter.
  77    *
  78    * Returns a pair of two values (dist, functor) where
  79    * - \a dist is a some value that is computed according to the center of mass of given shape;
  80    * - \a functor is a numerical functor value
  81    *
  82    * The numerical functor is computed according to the shape's topological properties as follows:
  83    * - orientation for vertices
  84    * - length for edges and wires
  85    * - area for faces and shells
  86    * - volume for solids, compounds, compsolids
  87    *
  88    * If \a isOldSorting parameter is set to \c true, for all cases linear properties of the shape
  89    * are used (to support backward compatibility in some methods). By default, this parameter is
  90    * set to \c false.
  91    */
  92   Standard_EXPORT std::pair<double, double> ShapeToDouble (const TopoDS_Shape& theShape,
  93                                                            bool isOldSorting = false);
  94
  95   /*!
  96    * \brief Get Local Coordinate System, corresponding to the given shape.
  97    *
  98    * Origin of the LCS is situated at the shape's center of mass.
  99    * Axes of the LCS are obtained from shape's location or,
 100    * if the shape is a planar face, from position of its plane.
 101    */
 102   Standard_EXPORT gp_Ax3 GetPosition (const TopoDS_Shape& theShape);
 103
 104   /*!
 105    * \brief Get vector, defined by the given edge.
 106    * \param theShape The edge.
 107    * \param doConsiderOrientation If True, take into account the edge orientation.
 108    * \note It is recommended to use doConsiderOrientation=Standard_False, because
 109    *       the same edge can have different orientation depending on the way it was
 110    *       extracted from a shape.
 111    */
 112   Standard_EXPORT gp_Vec GetVector (const TopoDS_Shape& theShape,
 113                                     Standard_Boolean doConsiderOrientation);
 114
 115   /*!
 116    * \brief Sort shapes in the list by their coordinates.
 117    * \param SL The list of shapes to sort.
 118    */
 119   struct CompareShapes //: public std::binary_function<TopoDS_Shape, TopoDS_Shape, bool>
 120   {
 121     CompareShapes (bool isOldSorting)
 122       : myIsOldSorting(isOldSorting) {}
 123
 124     bool operator() (const TopoDS_Shape& lhs, const TopoDS_Shape& rhs);
 125
 126     typedef NCollection_DataMap<TopoDS_Shape, std::pair<double, double> > GEOMUtils_DataMapOfShapeDouble;
 127     GEOMUtils_DataMapOfShapeDouble myMap;
 128     bool myIsOldSorting;
 129   };
 130
 131   /*!
 132    * \brief Sort shapes by their centers of mass, using formula X*999 + Y*99 + Z*0.9
 133    */
 134   Standard_EXPORT void SortShapes (TopTools_ListOfShape& SL,
 135                                    const Standard_Boolean isOldSorting = Standard_True);
 136
 137   /*!
 138    * \brief Convert TopoDS_COMPSOLID to TopoDS_COMPOUND.
 139    *
 140    * If the argument shape is not of type TopoDS_COMPSOLID, this method returns it as is.
 141    *
 142    * \param theCompsolid The compsolid to be converted.
 143    * \retval TopoDS_Shape Returns the resulting compound.
 144    */
 145   Standard_EXPORT TopoDS_Shape CompsolidToCompound (const TopoDS_Shape& theCompsolid);
 146
 147   /*!
 148    * \brief Recursively extract all shapes from compounds and compsolids of the given shape into theList.
 149    *
 150    * If theShape is not compound or compsolid, theList will contain only theShape itself.
 151    *
 152    * \param theShape The shape to be exploded.
 153    * \param theList Output parameter.
 154    */
 155   Standard_EXPORT void AddSimpleShapes (const TopoDS_Shape& theShape,
 156                                         TopTools_ListOfShape& theList);
 157
 158   /*!
 159    * \brief Build a triangulation on \a theShape if it is absent.
 160    * \param theShape The shape to check/build triangulation on.
 161    * \retval bool Returns false if the shape has no faces, i.e. impossible to build triangulation.
 162    */
 163   Standard_EXPORT bool CheckTriangulation (const TopoDS_Shape& theShape);
 164
 165   /*!
 166    * \brief Return type of shape for explode. In case of compound it will be a type of its first sub shape.
 167    * \param theShape The shape to get type of.
 168    * \retval TopAbs_ShapeEnum Return type of shape for explode.
 169    */
 170   Standard_EXPORT TopAbs_ShapeEnum GetTypeOfSimplePart (const TopoDS_Shape& theShape);
 171
 172   /*!
 173    * \brief Find an edge of theShape, closest to thePoint.
 174    *
 175    * \param theShape The shape to explore.
 176    * \param thePoint The point near the required edge.
 177    * \retval TopoDS_Shape Returns the found edge or an empty shape if multiple edges found.
 178    */
 179   Standard_EXPORT TopoDS_Shape GetEdgeNearPoint (const TopoDS_Shape&  theShape,
 180                                                  const TopoDS_Vertex& thePoint);
 181
 182   /*!
 183    * \brief Compute precise bounding box of the shape based on the rough bounding box.
 184    *
 185    * \param theShape the shape.
 186    * \param theBox rough bounding box on input; precise bounding box on output.
 187    * \retval Standard_True in case of success; Standard_False otherwise.
 188    */
 189   Standard_EXPORT Standard_Boolean PreciseBoundingBox(const TopoDS_Shape &theShape, Bnd_Box &theBox);
 190
 191   /*!
 192    * \brief Computes minumal distance between two shapes for singular cases
 193    *        (workaround for bugs 19899, 19908 and 19910 from Mantis).
 194    *
 195    * \param aSh1 the first shape
 196    * \param aSh2 the second shape
 197    * \param Ptmp1 the output result point on the first shape
 198    * \param Ptmp2 the output result point on the second shape
 199    * \retval negative value if it is not a singular case; actual distance for singular case.
 200    */
 201   Standard_EXPORT Standard_Real GetMinDistanceSingular(const TopoDS_Shape& aSh1,
 202                                                        const TopoDS_Shape& aSh2,
 203                                                        gp_Pnt& Ptmp1, gp_Pnt& Ptmp2);
 204
 205   /*!
 206    * \brief Computes minumal distance between two shapes.
 207    *
 208    * \param theShape1 the first shape
 209    * \param theShape2 the second shape
 210    * \param thePnt1 the output result point on the first shape
 211    * \param thePnt2 the output result point on the second shape
 212    * \retval negative value in case of failure; otherwise the real distance.
 213    */
 214   Standard_EXPORT Standard_Real GetMinDistance(const TopoDS_Shape& theShape1,
 215                                                const TopoDS_Shape& theShape2,
 216                                                gp_Pnt& thePnt1, gp_Pnt& thePnt2);
 217
 218   /*!
 219    * \brief Computes normal projection of \a thePoint to \a theFace.
 220    *
 221    * \param thePoint the 3d point
 222    * \param theFace the face shape
 223    * \param theU the output U parameter of the point on the face
 224    * \param theV the output V parameter of the point on the face
 225    * \retval the projection (3d point) if found, throws an exception otherwise
 226    */
 227   Standard_EXPORT gp_Pnt ProjectPointOnFace(const gp_Pnt& thePoint,
 228                                             const TopoDS_Shape& theFace,
 229                                             double& theU, double& theV);
 230
 231   /*!
 232    * \brief Returns the point clicked in 3D view.
 233    *
 234    * \param x The X coordinate in the view.
 235    * \param y The Y coordinate in the view.
 236    * \param theView View where the given point takes place.
 237    * \retval gp_Pnt Returns the point clicked in 3D view
 238    */
 239   Standard_EXPORT gp_Pnt ConvertClickToPoint( int x, int y, Handle(V3d_View) theView );
 240
 241   /*!
 242    * \brief Convert dependency tree data to the string representation
 243    *
 244    * \param tree dependency tree data
 245    * \param dependencyStr output string
 246    */
 247   Standard_EXPORT void ConvertTreeToString( const TreeModel& tree,
 248                                             std::string& dependencyStr );
 249
 250   /*!
 251    * \brief Restore dependency tree data from the string representation
 252    *
 253    * \param dependencyStr string representation of tree data
 254    * \param tree output dependency tree data
 255    */
 256   Standard_EXPORT void ConvertStringToTree( const std::string& dependencyStr,
 257                                             TreeModel& tree );
 258
 259   /*!
 260    * \brief Check shape
 261    *
 262    * \param shape input shape object
 263    * \param checkGeometry when set to \c true, causes check of underlying geometry
 264    *        in addition to the topology
 265    * \return \c true if shape is valid or \c false otherwise
 266    */
 267   Standard_EXPORT bool CheckShape( TopoDS_Shape& shape, bool checkGeometry = false );
 268
 269   /*!
 270    * \brief Check boolean and partition operations arguments
 271    *
 272    * \param theShape the argument of an operation to be checked
 273    * \return \c true if the argument is valid for a boolean or partition
 274    *         operation or \c false otherwise
 275    */
 276   Standard_EXPORT bool CheckBOPArguments(const TopoDS_Shape &theShape);
 277
 278   /*!
 279    * \brief Limit shape tolerance to the given value
 280    *
 281    * \param shape shape being fixed
 282    * \param type topology type which tolerance is to be limited; TopAbs_SHAPE means
 283    *             all types of topology
 284    * \param tolerance expected tolerance value (1e-7 by default)
 285    * \param checkGeometry check geometry validity of result
 286    * \return \c true if resulting shape is valid
 287    *
 288    * \note Resulting tolerance of the shape is not mandatory equal to requested value
 289    *       as it might be changed by fixshape operation in order to get valid shape where possible
 290    * \note By default, result only checked for topology validity; check of geometry can be done by
 291    *       passing \c true to \a checkGeometry parameter
 292    */
 293   Standard_EXPORT bool FixShapeTolerance( TopoDS_Shape& shape,
 294                                           TopAbs_ShapeEnum type,
 295                                           Standard_Real tolerance = Precision::Confusion(),
 296                                           bool checkGeometry = false );
 297
 298   /*!
 299    * \brief Limit shape tolerance to the given value
 300    * This is overloaded function, it behaves exactly as previous one
 301    */
 302   Standard_EXPORT bool FixShapeTolerance( TopoDS_Shape& shape,
 303                                           Standard_Real tolerance = Precision::Confusion(),
 304                                           bool checkGeometry = false );
 305
 306   /*!
 307    * \brief Limit shape tolerance to the given value
 308    * This is overloaded function, it behaves exactly as previous one
 309    */
 310   Standard_EXPORT bool FixShapeTolerance( TopoDS_Shape& shape,
 311                                           bool checkGeometry );
 312
 313   /*!
 314    * \brief Fix curves of the given shape
 315    *
 316    * The function checks each curve of the input shape in the following way:
 317    * - compute deviation of the curve from the underlying surface in a set of points
 318    *   computed with the certain discretization step value
 319    * - find maximum tolerance between computed deviation values
 320    * - limit tolerance of the curve with the computed maximum value
 321    *
 322    * \param shape shape being fixed
 323    * \return \c true if resulting shape is valid
 324    */
 325   Standard_EXPORT bool FixShapeCurves( TopoDS_Shape& shape );
 326
 327   /*!
 328    * \brief Write shape to the BREP file
 329    *
 330    * \param source shape
 331    * \return \c true if file was written or \c false otherwise
 332    */
 333   Standard_EXPORT bool Write( const TopoDS_Shape& shape,
 334                               const char* fileName );
 335
 336   /*!
 337    * \brief Extract single SOLID from COMPSOLID or COMPOUND.
 338    *
 339    * If the argument shape is a COMPOUND or COMPSOLID and there's
 340    * only single simple-shape type inside, this sub-shape is returned as a result;
 341    * otherwise, the shape is not changed.
 342    *
 343    * \param shape compound or compsolid being processed.
 344    * \retval TopoDS_Shape resulting shape
 345    */
 346   Standard_EXPORT TopoDS_Shape ReduceCompound( const TopoDS_Shape& shape );
 347
 348   /*!
 349    * \brief Generate triangulation for the shape.
 350    *
 351    * \param shape shape being meshed
 352    * \param deflection deflection coefficient to be used
 353    * \param forced if \c true, causes generation of mesh regardless it is already present in the shape
 354    */
 355   Standard_EXPORT void MeshShape( const TopoDS_Shape shape,
 356                                   double deflection, bool forced = true );
 357
 358   /*!
 359    * \brief Get default deflection coefficient used for triangulation
 360    * \return default deflection value
 361    */
 362   Standard_EXPORT double DefaultDeflection();
 363
 364   /**
 365    * \brief Check if the shape is not a closed wire or edge.
 366    *
 367    * This function is used for pipe creation algorithm to test if
 368    * the pipe path is not closed. It returns false if theShape is a wire or
 369    * an edge with coincident end vertices. Otherwise it returns true.
 370    *
 371    * \param theShape the shape to be tested.
 372    * \return true if theShape is not a closed wire or edge.
 373    */
 374   Standard_EXPORT bool IsOpenPath(const TopoDS_Shape &theShape);
 375
 376   /**
 377    * This function compares two tolerances. The shape tolerance (the first
 378    * argument) is considered less than the reference tolerance (the second
 379    * argument) if theTolShape < theTolRef - Tolerance(theTolRef). theTolShape is
 380    * considered greater than theTolRef if theTolShape > theTolRef +
 381    * Tolerance(theTolRef). Otherwise these tolerances are equal.
 382    * Tolerance(theTolRef) = theTolRef*DEFAULT_TOLERANCE_TOLERANCE. But this value
 383    * should not be greated than DEFAULT_MAX_TOLERANCE_TOLERANCE.
 384    *
 385    * \param theTolShape the shape tolerance
 386    * \param theTolRef the reference tolerance
 387    * \return -1 if theTolShape is less than theTolRef; 1 if theTolShape is greater
 388    * than theTolRef; 0 if they are equal
 389    */
 390   Standard_EXPORT int CompareToleranceValues(const double theTolShape,
 391                                              const double theTolRef);
 392
 393   /**
 394    * Check if the comarison of tolerances fit the condition. The comparison of
 395    * tolerances is performed using the function CompareToleranceValues.
 396    *
 397    * \param theCondition the condition
 398    * \param theTolShape the shape tolerance
 399    * \param theTolRef the reference tolerance
 400    * \return true if the shape tolerance fits the condition; false otherwise.
 401    */
 402   Standard_EXPORT bool IsFitCondition(const ComparisonCondition theCondition,
 403                                       const double              theTolShape,
 404                                       const double              theTolRef);
 405
 406 }
 407
 408 #endif