src/ShHealOper/ShHealOper_FillHoles.cxx

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   5 //
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  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 <ShapeFix_Shell.hxx>
  28 #include <ShapeFix_Face.hxx>
  29 #include <ShHealOper_FillHoles.hxx>
  30 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  31
  32 #include <Basics_OCCTVersion.hxx>
  33
  34 #include <BRep_Tool.hxx>
  35 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  36 #if OCC_VERSION_LARGE < 0x07070000
  37 #include <BRepAdaptor_HCurve.hxx>
  38 #endif
  39 #include <BRep_Builder.hxx>
  40 #include <BRepFill_CurveConstraint.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_MakeFace.hxx>
  42
  43 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  44 #include <TopExp.hxx>
  45 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  46 #include <TopoDS.hxx>
  47 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  48 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  49 #include <TopoDS_Compound.hxx>
  50 #include <TopoDS_Iterator.hxx>
  51 #include <TopLoc_Location.hxx>
  52 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  53 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  54 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  55
  56 #include <Geom_Curve.hxx>
  57 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  58 #include <GeomPlate_Surface.hxx>
  59 #include <GeomPlate_MakeApprox.hxx>
  60 #include <GeomPlate_CurveConstraint.hxx>
  61 #include <GeomPlate_PlateG0Criterion.hxx>
  62 #include <GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx>
  63
  64 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
  65 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
  66
  67 #include <Precision.hxx>
  68
  69 //=======================================================================
  70 //function : ShHealOper_FillHoles()
  71 //purpose  : Constructor
  72 //=======================================================================
  73 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles ()
  74 {
  75   InitParameters();
  76 }
  77
  78 //=======================================================================
  79 //function : ShHealOper_FillHoles
  80 //purpose  :
  81 //=======================================================================
  82 ShHealOper_FillHoles::ShHealOper_FillHoles (const TopoDS_Shape& theShape)
  83 {
  84   Init(theShape);
  85   InitParameters();
  86 }
  87
  88 //=======================================================================
  89 //function : Init
  90 //purpose  :
  91 //=======================================================================
  92 void ShHealOper_FillHoles::Init(const TopoDS_Shape& theShape)
  93 {
  94   ShHealOper_Tool::Init(theShape);
  95   TopExp::MapShapesAndAncestors( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_SHELL   , myEdgeShells);
  96   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_COMPOUND, myEdgeComps );
  97
  98   TopExp::MapShapesAndAncestors ( myInitShape, TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE, myEdgeFaces );
  99 }
 100
 101 //=======================================================================
 102 //function : InitParameters
 103 //purpose  :
 104 //=======================================================================
 105 void ShHealOper_FillHoles::InitParameters(Standard_Integer theDegree,
 106                                           Standard_Integer theNbPtsOnCur,
 107                                           Standard_Integer theNbIter,
 108                                           Standard_Real theTol3d,
 109                                           Standard_Real theTol2d,
 110                                           Standard_Real theTolAng,
 111                                           Standard_Real theTolCrv,
 112                                           Standard_Integer theMaxDeg,
 113                                           Standard_Integer theMaxSeg)
 114 {
 115   myNbPtsOnCur = theNbPtsOnCur;
 116   myNbIter = theNbIter;
 117   myDegree =theDegree;
 118   myTol2d = theTol2d;
 119   myTol3d = theTol3d;
 120   myTolAng = theTolAng;
 121   myTolCrv = theTolCrv;
 122   myMaxDeg = theMaxDeg;
 123   myMaxSeg =theMaxSeg;
 124 }
 125 //=======================================================================
 126 //function : Fill
 127 //purpose  :
 128 //=======================================================================
 129 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill()
 130 {
 131   ShapeAnalysis_FreeBounds sab(myInitShape);
 132   TopoDS_Compound aCompClosed = sab.GetClosedWires();
 133   TopoDS_Compound aCompOpen = sab.GetOpenWires();
 134   TopTools_SequenceOfShape aFillWires;
 135   if(!aCompClosed.IsNull()) {
 136     TopoDS_Iterator aIt(aCompClosed);
 137
 138     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 139       aFillWires.Append(aIt.Value());
 140   }
 141   if(!aCompOpen.IsNull()) {
 142     TopoDS_Iterator aIt(aCompOpen);
 143     for(  ; aIt.More(); aIt.Next())
 144       aFillWires.Append(aIt.Value());
 145   }
 146
 147   TopExp_Explorer aExp(myInitShape,TopAbs_EDGE,TopAbs_FACE);
 148
 149   for( ; aExp.More(); aExp.Next())
 150     aFillWires.Append(aExp.Current());
 151
 152   return Fill(aFillWires);
 153 }
 154
 155 //=======================================================================
 156 //function : Fill
 157 //purpose  :
 158 //=======================================================================
 159 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::Fill(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes)
 160 {
 161   myDone = Standard_False;
 162   myErrorStatus = ShHealOper_NotError;
 163   if(myInitShape.IsNull()) {
 164     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 165     return myDone;
 166   }
 167   if(!theFillShapes.Length()) {
 168     return myDone;
 169   }
 170
 171   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 172   if(!prepareWires(theFillShapes,aSeqWires)) {
 173     myErrorStatus = ShHealOper_InvalidParameters;
 174     return myDone;
 175   }
 176
 177   myResultShape = myInitShape;
 178   Standard_Integer i =1;
 179   for( ; i <= aSeqWires->Length(); i++) {
 180     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(aSeqWires->Value(i));
 181     Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) aCurves2d;
 182     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aOrders;
 183     Handle(TColStd_HArray1OfInteger) aSenses;
 184     Handle(Geom_Surface) aSurf = buildSurface(aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses);
 185     if(aSurf.IsNull())
 186       myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 187     else
 188       myDone = (addFace(aSurf,aWire,aCurves2d,aOrders,aSenses) || myDone);
 189   }
 190   if(myDone)
 191   {
 192     myResultShape = myContext->Apply(myResultShape);
 193     myStatistics.AddModif( "Face created to fill hole" , aSeqWires->Length() );
 194   }
 195   return myDone;
 196 }
 197
 198 //=======================================================================
 199 //function : isCircle
 200 //purpose  :
 201 //=======================================================================
 202 static Standard_Boolean isCircle(const TopoDS_Edge theEdge)
 203 {
 204   Standard_Real aFirst, aLast;
 205   Handle(Geom_Curve) aC3D = BRep_Tool::Curve(theEdge,aFirst, aLast );
 206   if(aC3D.IsNull()) return Standard_False;
 207   Standard_Boolean isCirc = (aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value(aLast)) <
 208      aC3D->Value(aFirst).Distance(aC3D->Value((aFirst +aLast)/2)));
 209   return isCirc;
 210 }
 211 //=======================================================================
 212 //function : prepareWires
 213 //purpose  :
 214 //=======================================================================
 215
 216 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::prepareWires(const TopTools_SequenceOfShape& theFillShapes,
 217                                                     Handle(TopTools_HSequenceOfShape)& theSeqWires)
 218 {
 219   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aSeqEdges = new TopTools_HSequenceOfShape;
 220   Standard_Integer i =1;
 221   for( ; i <= theFillShapes.Length(); i++) {
 222     TopExp_Explorer aExp;
 223     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 224       TopoDS_Iterator aIt(aExp.Current());
 225       Standard_Boolean isAdd = Standard_True;
 226       for( ; aIt.More() && isAdd; aIt.Next()) {
 227         if(myEdgeFaces.Contains(aIt.Value()))
 228           isAdd =  (myEdgeFaces.FindFromKey(aIt.Value()).Extent() <2);
 229       }
 230       if(isAdd)
 231         theSeqWires->Append(aExp.Current());
 232     }
 233     for (aExp.Init (theFillShapes.Value(i),TopAbs_EDGE, TopAbs_WIRE); aExp.More(); aExp.Next()) {
 234       if (!BRep_Tool::Degenerated (TopoDS::Edge (aExp.Current())))
 235         if(myEdgeFaces.Contains(aExp.Current()) && myEdgeFaces.FindFromKey(aExp.Current()).Extent() >1)
 236           continue;
 237       aSeqEdges->Append(aExp.Current()); // to do: mustn't this clause be within if(!BRep_Tool::Degenerated...)?
 238     }
 239   }
 240
 241   if(aSeqEdges->Length())
 242   {
 243     Standard_Real aTol = 0.;
 244     Standard_Boolean aShared = Standard_True;
 245     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) aTmpWires = new TopTools_HSequenceOfShape;
 246     ShapeAnalysis_FreeBounds::ConnectEdgesToWires(aSeqEdges, aTol, aShared, aTmpWires);
 247     Handle(TopTools_HSequenceOfShape) anWiresClosed = new TopTools_HSequenceOfShape,
 248     anWiresOpen   = new TopTools_HSequenceOfShape;
 249     ShapeAnalysis_FreeBounds::SplitWires(aTmpWires, aTol, aShared, anWiresClosed, anWiresOpen);
 250
 251     for (i = 1; i <= anWiresClosed->Length(); i++)
 252       theSeqWires->Append (anWiresClosed->Value (i));
 253     for (i = 1; i <= anWiresOpen->Length(); i++)
 254       theSeqWires->Append (anWiresOpen->Value (i));
 255   }
 256
 257   for( i =1; i <= theSeqWires->Length(); i++) {
 258     TopoDS_Wire aWire = TopoDS::Wire(theSeqWires->Value(i));
 259
 260     TopoDS_Iterator aIt(aWire);
 261     Standard_Integer ne =0;
 262     TopoDS_Edge ae;
 263     for( ; aIt.More(); aIt.Next(), ne++)
 264       ae = TopoDS::Edge(aIt.Value());
 265     if((ne == 1) && ( !isCircle(ae))) {
 266       theSeqWires->Remove(i--);
 267       continue;
 268     }
 269   }
 270   return (theSeqWires->Length());
 271 }
 272 //=======================================================================
 273 //function : buildSurface
 274 //purpose  :
 275 //=======================================================================
 276
 277 Handle(Geom_Surface) ShHealOper_FillHoles::buildSurface(const TopoDS_Wire& theWire,
 278                                                         Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 279                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 280                                                         Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 281 {
 282   Handle(Geom_BSplineSurface) aSurf;
 283   try {
 284     GeomPlate_BuildPlateSurface aBuilder(myDegree, myNbPtsOnCur, myNbIter,
 285                                          myTol2d, myTol3d, myTolAng, myTolCrv);
 286     TopoDS_Iterator aIter;
 287     for(aIter.Initialize (theWire); aIter.More(); aIter.Next()) {
 288
 289       TopoDS_Edge ae = TopoDS::Edge(aIter.Value());
 290       BRepAdaptor_Curve adC(ae);
 291 #if OCC_VERSION_LARGE < 0x07070000
 292       Handle(BRepAdaptor_HCurve) aHAD = new BRepAdaptor_HCurve(adC);
 293 #else
 294       Handle(BRepAdaptor_Curve) aHAD = new BRepAdaptor_Curve(adC);
 295 #endif
 296       // Handle(BRepFill_CurveConstraint) aConst =
 297       //     new BRepFill_CurveConstraint (Handle(Adaptor3d_HCurve)::DownCast(aHAD), (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 298       Handle(GeomPlate_CurveConstraint) aConst =
 299         new GeomPlate_CurveConstraint(aHAD, (Standard_Integer) GeomAbs_C0, myNbPtsOnCur, myTol3d);
 300       aBuilder.Add (aConst);
 301     }
 302     aBuilder.Perform();
 303     if(!aBuilder.IsDone())
 304       return aSurf;
 305     Handle(GeomPlate_Surface) aPlSurf = aBuilder.Surface();
 306
 307     //for filling holes without initial specified surface
 308     //the initial surface should be build by GeomPlate itself
 309     //following code was taken from BRepFill_Filling::Build
 310
 311     Standard_Real aDist = aBuilder.G0Error();
 312     TColgp_SequenceOfXY S2d;
 313     TColgp_SequenceOfXYZ S3d;
 314     S2d.Clear();
 315     S3d.Clear();
 316     aBuilder.Disc2dContour(4,S2d);
 317     aBuilder.Disc3dContour(4,0,S3d);
 318     Standard_Real amaxTol = Max( myTol3d, 10* aDist);
 319     GeomPlate_PlateG0Criterion Criterion( S2d, S3d, amaxTol );
 320     GeomPlate_MakeApprox Approx( aPlSurf, Criterion, myTol3d, myMaxSeg, myMaxDeg );
 321     aSurf = Approx.Surface();
 322     if(aSurf.IsNull())
 323       return aSurf;
 324
 325     theCurves2d = aBuilder.Curves2d();
 326     theOrders    = aBuilder.Order();
 327     theSenses    = aBuilder.Sense();
 328   }
 329
 330   catch (Standard_Failure&) {
 331     aSurf.Nullify();
 332     return aSurf;
 333   }
 334   return aSurf;
 335 }
 336
 337 //=======================================================================
 338 //function : addFace
 339 //purpose  :
 340 //=======================================================================
 341
 342 Standard_Boolean ShHealOper_FillHoles::addFace(const Handle(Geom_Surface)& theSurf,
 343                                                const TopoDS_Wire& theWire,
 344                                                const Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve)& theCurves2d,
 345                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theOrders,
 346                                                const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& theSenses)
 347 {
 348   BRepBuilderAPI_MakeFace aMakeFace (theSurf, Precision::Confusion());
 349   TopoDS_Face aFace = aMakeFace.Face();
 350   aFace.EmptyCopy();
 351
 352   TopoDS_Wire aWire;
 353   BRep_Builder aB;
 354   aB.MakeWire(aWire);
 355
 356   TopTools_IndexedMapOfShape aMapParent;
 357   Standard_Integer aInd = 1;
 358   Standard_Boolean hasShell = Standard_False;
 359   TopoDS_Iterator aIter(theWire);
 360   for ( ; aIter.More(); aIter.Next(), aInd++) {
 361     TopoDS_Edge anEdge = TopoDS::Edge (aIter.Value());
 362     Standard_Real aF, aL;
 363     BRep_Tool::Range (anEdge, aF, aL);
 364     TopLoc_Location aLoc;
 365     aB.UpdateEdge (anEdge, theCurves2d->Value (aInd),aFace, 0.);
 366
 367     aB.Range (anEdge, aFace, aF, aL);
 368
 369     // Set orientation of the edge: orientation should be changed
 370     // if its orientation does not make sense with curve orientation
 371     // recommended by GeomPlate
 372     if ((anEdge.Orientation() == TopAbs_FORWARD) ==
 373         (theSenses->Value (theOrders->Value (aInd)) == 1)) {
 374       anEdge.Reverse();
 375     }
 376     aB.SameParameter(anEdge,Standard_False);
 377     aB.Add (aWire, anEdge);
 378     TopoDS_Shape aParent;
 379     if(!myEdgeFaces.Contains(anEdge))
 380       continue;
 381
 382     if(myEdgeFaces.FindFromKey(anEdge).Extent() >1)
 383       continue;
 384
 385     if(myEdgeShells.Contains(anEdge)) {
 386       if(myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 387        aParent = myEdgeShells.FindFromKey(anEdge).First();
 388        hasShell = Standard_True;
 389        aMapParent.Add(aParent);
 390      }
 391     }
 392     else if(myEdgeComps.Contains(anEdge)) {
 393       if(myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).Extent()) {
 394         aParent = myEdgeComps.FindFromKey(anEdge).First();
 395         aMapParent.Add(aParent);
 396       }
 397     }
 398
 399   }
 400   aB.Add(aFace,aWire);
 401   Handle(ShapeFix_Face) aSff = new ShapeFix_Face(aFace);
 402   aSff->SetContext(myContext);
 403   aSff->SetPrecision(myTol3d);
 404   aSff->Perform();
 405   if(aSff->Status(ShapeExtend_FAIL)) {
 406     myErrorStatus = ShHealOper_ErrorExecution;
 407     return Standard_False;
 408   }
 409   //theFace = aSff->Face();
 410   TopoDS_Shape aResShape = aSff->Result();
 411   getResShape(aResShape,aMapParent,hasShell);
 412   return Standard_True;
 413 }
 414
 415 //=======================================================================
 416 //function : getResShape
 417 //purpose  :
 418 //=======================================================================
 419
 420 void ShHealOper_FillHoles::getResShape(const TopoDS_Shape& theAddShape,
 421                                        const TopTools_IndexedMapOfShape& aMapParent,
 422                                        const Standard_Boolean theHasShell)
 423 {
 424   BRep_Builder aB;
 425
 426   if(!aMapParent.Extent()) {
 427     TopoDS_Compound aComp;
 428     aB.MakeCompound(aComp);
 429     TopoDS_Shape aresShape = myContext->Apply(myResultShape);
 430     aB.Add(aComp,aresShape);
 431     aB.Add(aComp,theAddShape);
 432     myResultShape = aComp;
 433     return ;
 434   }
 435   Standard_Boolean anhasShell = theHasShell;
 436   TopoDS_Shell aTmpShell;
 437   aB.MakeShell(aTmpShell);
 438   TopTools_SequenceOfShape aseqShells;
 439   if(anhasShell) {
 440     aB.Add(aTmpShell,theAddShape);
 441     Standard_Integer i =1;
 442     for( ; i <= aMapParent.Extent(); i++) {
 443       TopoDS_Shape aParShape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(i));
 444       if(aParShape.ShapeType() == TopAbs_SHELL) {
 445         TopExp_Explorer aexp(aParShape,TopAbs_FACE);
 446         for( ; aexp.More(); aexp.Next())
 447           aB.Add(aTmpShell,aexp.Current());
 448         aseqShells.Append(aParShape);
 449       }
 450     }
 451     anhasShell = aseqShells.Length();
 452   }
 453   if(anhasShell) {
 454     Handle(ShapeFix_Shell) asfs = new ShapeFix_Shell;
 455     asfs->FixFaceOrientation(aTmpShell);
 456     TopoDS_Shape anshape = asfs->Shape();
 457     myContext->Replace(aseqShells.Value(1),anshape);
 458     Standard_Integer i =2;
 459     for( ; i<= aseqShells.Length(); i++)
 460       myContext->Remove(aseqShells.Value(i));
 461   }
 462   else {
 463     TopoDS_Compound aComp;
 464     aB.MakeCompound(aComp);
 465     TopoDS_Shape oldshape = myContext->Apply(aMapParent.FindKey(1));
 466     TopoDS_Iterator aIt(oldshape);
 467     for( ; aIt.More(); aIt.Next())
 468       aB.Add(aComp,aIt.Value());
 469     aB.Add(aComp,theAddShape);
 470     myContext->Replace( oldshape,aComp);
 471   }
 472 }