src/BRepExtrema/BRepExtrema_DistShapeShape.cxx

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  16
  17 // Modified: Mps(10-04-97) portage WNT
  18
  19 #include <BRepExtrema_DistShapeShape.hxx>
  20
  21 #include <Standard_OStream.hxx>
  22 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  23 #include <BRepBndLib.hxx>
  24 #include <Bnd_Box.hxx>
  25 #include <TopExp.hxx>
  26 #include <BRepExtrema_DistanceSS.hxx>
  27 #include <TopoDS.hxx>
  28 #include <TopAbs.hxx>
  29 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  30 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  31 #include <TopoDS_Face.hxx>
  32 #include <TopAbs_ShapeEnum.hxx>
  33 #include <Precision.hxx>
  34 #include <Bnd_SeqOfBox.hxx>
  35 #include <BRepExtrema_UnCompatibleShape.hxx>
  36 #include <BRep_Tool.hxx>
  37 #include <BRepClass3d_SolidClassifier.hxx>
  38 #include <NCollection_Vector.hxx>
  39 #include <StdFail_NotDone.hxx>
  40
  41 #include <algorithm>
  42 namespace
  43 {
  44
  45   static void Decomposition(const TopoDS_Shape&         S,
  46                             TopTools_IndexedMapOfShape& MapV,
  47                             TopTools_IndexedMapOfShape& MapE,
  48                             TopTools_IndexedMapOfShape& MapF)
  49   {
  50     MapV.Clear();
  51     MapE.Clear();
  52     MapF.Clear();
  53     TopExp::MapShapes(S,TopAbs_VERTEX,MapV);
  54     TopExp::MapShapes(S,TopAbs_EDGE,MapE);
  55     TopExp::MapShapes(S,TopAbs_FACE,MapF);
  56   }
  57
  58   static void BoxCalculation(const TopTools_IndexedMapOfShape& Map,
  59                              Bnd_SeqOfBox&                     SBox)
  60   {
  61     for (Standard_Integer i = 1; i <= Map.Extent(); i++)
  62     {
  63       Bnd_Box box;
  64       BRepBndLib::Add(Map(i), box);
  65       SBox.Append(box);
  66     }
  67   }
  68
  69   inline Standard_Real DistanceInitiale(const TopoDS_Vertex V1,
  70                                         const TopoDS_Vertex V2)
  71   {
  72     return (BRep_Tool::Pnt(V1).Distance(BRep_Tool::Pnt(V2)));
  73   }
  74
  75   //! Pair of objects to check extrema.
  76   struct BRepExtrema_CheckPair
  77   {
  78     Standard_Integer Index1;   //!< Index of the 1st sub-shape
  79     Standard_Integer Index2;   //!< Index of the 2nd sub-shape
  80     Standard_Real    Distance; //!< Distance between sub-shapes
  81
  82     //! Uninitialized constructor for collection.
  83     BRepExtrema_CheckPair()
  84     : Index1(0),
  85       Index2(0),
  86       Distance(0.0)
  87     {
  88     }
  89
  90     //! Creates new pair of sub-shapes.
  91     BRepExtrema_CheckPair (Standard_Integer theIndex1,
  92                            Standard_Integer theIndex2,
  93                            Standard_Real    theDistance)
  94     : Index1   (theIndex1),
  95       Index2   (theIndex2),
  96       Distance (theDistance) {}
  97   };
  98
  99   // Used by std::sort function
 100   static Standard_Boolean BRepExtrema_CheckPair_Comparator (const BRepExtrema_CheckPair& theLeft,
 101                                                             const BRepExtrema_CheckPair& theRight)
 102   {
 103     return (theLeft.Distance < theRight.Distance);
 104   }
 105 }
 106
 107 //=======================================================================
 108 //function : DistanceMapMap
 109 //purpose  :
 110 //=======================================================================
 111
 112 void BRepExtrema_DistShapeShape::DistanceMapMap (const TopTools_IndexedMapOfShape& theMap1,
 113                                                  const TopTools_IndexedMapOfShape& theMap2,
 114                                                  const Bnd_SeqOfBox&               theLBox1,
 115                                                  const Bnd_SeqOfBox&               theLBox2)
 116 {
 117   NCollection_Vector<BRepExtrema_CheckPair> aPairList;
 118   const Standard_Integer aCount1 = theMap1.Extent();
 119   const Standard_Integer aCount2 = theMap2.Extent();
 120   for (Standard_Integer anIdx1 = 1; anIdx1 <= aCount1; ++anIdx1)
 121   {
 122     for (Standard_Integer anIdx2 = 1; anIdx2 <= aCount2; ++anIdx2)
 123     {
 124       const Bnd_Box& aBox1 = theLBox1.Value (anIdx1);
 125       const Bnd_Box& aBox2 = theLBox2.Value (anIdx2);
 126       if (aBox1.IsVoid()
 127        || aBox2.IsVoid())
 128       {
 129         continue;
 130       }
 131
 132       const Standard_Real aDist = aBox1.Distance (aBox2);
 133       if (aDist < myDistRef - myEps || fabs (aDist - myDistRef) < myEps)
 134       {
 135         aPairList.Append (BRepExtrema_CheckPair (anIdx1, anIdx2, aDist));
 136       }
 137     }
 138   }
 139
 140   std::stable_sort(aPairList.begin(), aPairList.end(), BRepExtrema_CheckPair_Comparator);
 141
 142   for (NCollection_Vector<BRepExtrema_CheckPair>::Iterator aPairIter (aPairList);
 143        aPairIter.More(); aPairIter.Next())
 144   {
 145     const BRepExtrema_CheckPair& aPair = aPairIter.Value();
 146     if (aPair.Distance > myDistRef + myEps)
 147     {
 148       break; // early search termination
 149     }
 150
 151     const Bnd_Box& aBox1 = theLBox1.Value (aPair.Index1);
 152     const Bnd_Box& aBox2 = theLBox2.Value (aPair.Index2);
 153
 154     const TopoDS_Shape& aShape1 = theMap1 (aPair.Index1);
 155     const TopoDS_Shape& aShape2 = theMap2 (aPair.Index2);
 156
 157     BRepExtrema_DistanceSS aDistTool (aShape1, aShape2, aBox1, aBox2, myDistRef, myEps);
 158     if (aDistTool.IsDone())
 159     {
 160       if (aDistTool.DistValue() < myDistRef - myEps)
 161       {
 162         mySolutionsShape1.Clear();
 163         mySolutionsShape2.Clear();
 164
 165         BRepExtrema_SeqOfSolution aSeq1 = aDistTool.Seq1Value();
 166         BRepExtrema_SeqOfSolution aSeq2 = aDistTool.Seq2Value();
 167
 168         mySolutionsShape1.Append (aSeq1);
 169         mySolutionsShape2.Append (aSeq2);
 170
 171         myDistRef = aDistTool.DistValue();
 172       }
 173       else if (fabs (aDistTool.DistValue() - myDistRef) < myEps)
 174       {
 175         BRepExtrema_SeqOfSolution aSeq1 = aDistTool.Seq1Value();
 176         BRepExtrema_SeqOfSolution aSeq2 = aDistTool.Seq2Value();
 177
 178         mySolutionsShape1.Append (aSeq1);
 179         mySolutionsShape2.Append (aSeq2);
 180
 181         if (myDistRef > aDistTool.DistValue())
 182         {
 183           myDistRef = aDistTool.DistValue();
 184         }
 185       }
 186     }
 187   }
 188 }
 189
 190 //=======================================================================
 191 //function : BRepExtrema_DistShapeShape
 192 //purpose  :
 193 //=======================================================================
 194
 195 BRepExtrema_DistShapeShape::BRepExtrema_DistShapeShape()
 196 : myDistRef (0.0),
 197   myIsDone (Standard_False),
 198   myInnerSol (Standard_False),
 199   myEps (Precision::Confusion()),
 200   myIsInitS1 (Standard_False),
 201   myIsInitS2 (Standard_False),
 202   myFlag (Extrema_ExtFlag_MINMAX),
 203   myAlgo (Extrema_ExtAlgo_Grad)
 204 {
 205   //
 206 }
 207
 208 //=======================================================================
 209 //function : BRepExtrema_DistShapeShape
 210 //purpose  :
 211 //=======================================================================
 212 BRepExtrema_DistShapeShape::BRepExtrema_DistShapeShape(const TopoDS_Shape& Shape1,
 213                                                        const TopoDS_Shape& Shape2,
 214                                                        const Extrema_ExtFlag F,
 215                                                        const Extrema_ExtAlgo A)
 216 : myDistRef (0.0),
 217   myIsDone (Standard_False),
 218   myInnerSol (Standard_False),
 219   myEps (Precision::Confusion()),
 220   myIsInitS1 (Standard_False),
 221   myIsInitS2 (Standard_False),
 222   myFlag (F),
 223   myAlgo (A)
 224 {
 225   LoadS1(Shape1);
 226   LoadS2(Shape2);
 227   Perform();
 228 }
 229
 230 //=======================================================================
 231 //function : BRepExtrema_DistShapeShape
 232 //purpose  :
 233 //=======================================================================
 234
 235 BRepExtrema_DistShapeShape::BRepExtrema_DistShapeShape(const TopoDS_Shape& Shape1,
 236                                                        const TopoDS_Shape& Shape2,
 237                                                        const Standard_Real theDeflection,
 238                                                        const Extrema_ExtFlag F,
 239                                                        const Extrema_ExtAlgo A)
 240 : myDistRef (0.0),
 241   myIsDone (Standard_False),
 242   myInnerSol (Standard_False),
 243   myEps (theDeflection),
 244   myIsInitS1 (Standard_False),
 245   myIsInitS2 (Standard_False),
 246   myFlag (F),
 247   myAlgo (A)
 248 {
 249   LoadS1(Shape1);
 250   LoadS2(Shape2);
 251   Perform();
 252 }
 253
 254 //=======================================================================
 255 //function : LoadS1
 256 //purpose  :
 257 //=======================================================================
 258
 259 void BRepExtrema_DistShapeShape::LoadS1 (const TopoDS_Shape& Shape1)
 260 {
 261   myShape1 = Shape1;
 262   myIsInitS1 = Standard_False;
 263   Decomposition (Shape1, myMapV1, myMapE1, myMapF1);
 264 }
 265
 266 //=======================================================================
 267 //function : LoadS2
 268 //purpose  :
 269 //=======================================================================
 270
 271 void BRepExtrema_DistShapeShape::LoadS2 (const TopoDS_Shape& Shape2)
 272 {
 273   myShape2 = Shape2;
 274   myIsInitS2 = Standard_False;
 275   Decomposition (Shape2, myMapV2, myMapE2, myMapF2);
 276 }
 277
 278 //=======================================================================
 279 //function : Perform
 280 //purpose  :
 281 //=======================================================================
 282
 283 Standard_Boolean BRepExtrema_DistShapeShape::Perform()
 284 {
 285   myIsDone=Standard_False;
 286   myInnerSol=Standard_False;
 287   mySolutionsShape1.Clear();
 288   mySolutionsShape2.Clear();
 289
 290   if ( myShape1.IsNull() || myShape2.IsNull() )
 291     return Standard_False;
 292
 293   TopoDS_Vertex V;
 294   const Standard_Real tol = 0.001;
 295
 296   // Treatment of solids
 297   const TopAbs_ShapeEnum Type1 = myShape1.ShapeType();
 298   if ((Type1==TopAbs_SOLID) || (Type1 == TopAbs_COMPSOLID))
 299   {
 300     BRepClass3d_SolidClassifier Classi(myShape1);
 301     const Standard_Integer nbv2 = myMapV2.Extent();
 302     Standard_Integer nbv1 = 0;
 303     while ( (nbv1<nbv2) && (!myInnerSol) )
 304     {
 305       nbv1++;
 306       V = TopoDS::Vertex(myMapV2(nbv1));
 307       const gp_Pnt &P = BRep_Tool::Pnt(V);
 308       Classi.Perform(P,tol);
 309       if (Classi.State()==TopAbs_IN)
 310       {
 311         myInnerSol = Standard_True;
 312         myDistRef = 0.;
 313         myIsDone = Standard_True;
 314         BRepExtrema_SolutionElem Sol(0,P,BRepExtrema_IsVertex,V);
 315         mySolutionsShape1.Append(Sol);
 316         mySolutionsShape2.Append(Sol);
 317       }
 318     }
 319   }
 320
 321   const TopAbs_ShapeEnum Type2 = myShape2.ShapeType();
 322   if (((Type2==TopAbs_SOLID) || (Type2==TopAbs_COMPSOLID)) && (!myInnerSol))
 323   {
 324     BRepClass3d_SolidClassifier Classi(myShape2);
 325     const Standard_Integer nbv1 = myMapV1.Extent();
 326     Standard_Integer nbv2 = 0;
 327     while ( (nbv2<nbv1) && (!myInnerSol) )
 328     {
 329       nbv2++;
 330       V = TopoDS::Vertex(myMapV1(nbv2));
 331       const gp_Pnt &P = BRep_Tool::Pnt(V);
 332       Classi.Perform(P,tol);
 333       if (Classi.State()==TopAbs_IN) {
 334         myInnerSol = Standard_True;
 335         myDistRef = 0;
 336         myIsDone = Standard_True;
 337         BRepExtrema_SolutionElem Sol (0,P,BRepExtrema_IsVertex,V);
 338         mySolutionsShape1.Append(Sol);
 339         mySolutionsShape2.Append(Sol);
 340       }
 341     }
 342   }
 343
 344   if (!myInnerSol)
 345   {
 346     if (!myIsInitS1) // rebuild cached data for 1st shape
 347     {
 348       myBV1.Clear();
 349       myBE1.Clear();
 350       myBF1.Clear();
 351
 352       BoxCalculation (myMapV1, myBV1);
 353       BoxCalculation (myMapE1, myBE1);
 354       BoxCalculation (myMapF1, myBF1);
 355
 356       myIsInitS1 = Standard_True;
 357     }
 358
 359     if (!myIsInitS2) // rebuild cached data for 2nd shape
 360     {
 361       myBV2.Clear();
 362       myBE2.Clear();
 363       myBF2.Clear();
 364
 365       BoxCalculation (myMapV2, myBV2);
 366       BoxCalculation (myMapE2, myBE2);
 367       BoxCalculation (myMapF2, myBF2);
 368
 369       myIsInitS2 = Standard_True;
 370     }
 371
 372     if (myMapV1.Extent() && myMapV2.Extent())
 373     {
 374       TopoDS_Vertex V1 = TopoDS::Vertex(myMapV1(1));
 375       TopoDS_Vertex V2 = TopoDS::Vertex(myMapV2(1));
 376       myDistRef = DistanceInitiale(V1, V2);
 377     }
 378     else
 379       myDistRef= 1.e30; //szv:!!!
 380
 381     DistanceMapMap (myMapV1, myMapV2, myBV1, myBV2);
 382     DistanceMapMap (myMapV1, myMapE2, myBV1, myBE2);
 383     DistanceMapMap (myMapE1, myMapV2, myBE1, myBV2);
 384     DistanceMapMap (myMapV1, myMapF2, myBV1, myBF2);
 385     DistanceMapMap (myMapF1, myMapV2, myBF1, myBV2);
 386     DistanceMapMap (myMapE1, myMapE2, myBE1, myBE2);
 387     DistanceMapMap (myMapE1, myMapF2, myBE1, myBF2);
 388     DistanceMapMap (myMapF1, myMapE2, myBF1, myBE2);
 389
 390     if (fabs (myDistRef) > myEps)
 391     {
 392       DistanceMapMap (myMapF1, myMapF2, myBF1, myBF2);
 393     }
 394
 395     //  Modified by Sergey KHROMOV - Tue Mar  6 11:55:03 2001 Begin
 396     Standard_Integer i = 1;
 397     for (; i <= mySolutionsShape1.Length(); i++)
 398       if (mySolutionsShape1.Value(i).Dist() > myDistRef + myEps)
 399       {
 400         mySolutionsShape1.Remove(i);
 401         mySolutionsShape2.Remove(i);
 402       }
 403     //  Modified by Sergey KHROMOV - Tue Mar  6 11:55:04 2001 End
 404     myIsDone = ( mySolutionsShape1.Length() > 0 );
 405   }
 406   return myIsDone;
 407 }
 408
 409 //=======================================================================
 410 //function : Value
 411 //purpose  :
 412 //=======================================================================
 413
 414 Standard_Real BRepExtrema_DistShapeShape::Value() const
 415 {
 416   if (!myIsDone)
 417     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::Value: There's no solution ");
 418
 419   return myDistRef;
 420 }
 421
 422 //=======================================================================
 423 //function : SupportOnShape1
 424 //purpose  :
 425 //=======================================================================
 426
 427 TopoDS_Shape BRepExtrema_DistShapeShape::SupportOnShape1(const Standard_Integer N) const
 428 {
 429   if (!myIsDone)
 430     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::SupportOnShape1: There's no solution ");
 431
 432   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape1.Value(N);
 433   switch (sol.SupportKind())
 434   {
 435     case BRepExtrema_IsVertex : return sol.Vertex();
 436     case BRepExtrema_IsOnEdge : return sol.Edge();
 437     case BRepExtrema_IsInFace : return sol.Face();
 438   }
 439   return TopoDS_Shape();
 440 }
 441
 442 //=======================================================================
 443 //function : SupportOnShape2
 444 //purpose  :
 445 //=======================================================================
 446
 447 TopoDS_Shape BRepExtrema_DistShapeShape::SupportOnShape2(const Standard_Integer N) const
 448 {
 449   if (!myIsDone)
 450     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::SupportOnShape2: There's no solution ");
 451
 452   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape2.Value(N);
 453   switch (sol.SupportKind())
 454   {
 455     case BRepExtrema_IsVertex : return sol.Vertex();
 456     case BRepExtrema_IsOnEdge : return sol.Edge();
 457     case BRepExtrema_IsInFace : return sol.Face();
 458   }
 459   return TopoDS_Shape();
 460 }
 461
 462 //=======================================================================
 463 //function : ParOnEdgeS1
 464 //purpose  :
 465 //=======================================================================
 466
 467 void BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS1(const Standard_Integer N, Standard_Real& t) const
 468 {
 469   if (!myIsDone)
 470     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS1: There's no solution");
 471
 472   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape1.Value(N);
 473   if (sol.SupportKind() != BRepExtrema_IsOnEdge)
 474     throw BRepExtrema_UnCompatibleShape("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS1: ParOnEdgeS1 is impossible without EDGE");
 475
 476   sol.EdgeParameter(t);
 477 }
 478
 479 //=======================================================================
 480 //function : ParOnEdgeS2
 481 //purpose  :
 482 //=======================================================================
 483
 484 void BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS2(const Standard_Integer N,  Standard_Real& t) const
 485 {
 486   if (!myIsDone)
 487     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS2: There's no solution");
 488
 489   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape2.Value(N);
 490   if (sol.SupportKind() != BRepExtrema_IsOnEdge)
 491     throw BRepExtrema_UnCompatibleShape("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnEdgeS2: ParOnEdgeS2 is impossible without EDGE");
 492
 493   sol.EdgeParameter(t);
 494 }
 495
 496 //=======================================================================
 497 //function : ParOnFaceS1
 498 //purpose  :
 499 //=======================================================================
 500
 501 void BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS1(const Standard_Integer N,  Standard_Real& u,  Standard_Real& v) const
 502 {
 503   if (!myIsDone)
 504     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS1: There's no solution");
 505
 506   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape1.Value(N);
 507   if (sol.SupportKind() != BRepExtrema_IsInFace)
 508     throw BRepExtrema_UnCompatibleShape("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS1: ParOnFaceS1 is impossible without FACE");
 509
 510   sol.FaceParameter(u, v);
 511 }
 512
 513 //=======================================================================
 514 //function : ParOnFaceS2
 515 //purpose  :
 516 //=======================================================================
 517
 518 void BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS2(const Standard_Integer N,  Standard_Real& u, Standard_Real& v) const
 519 {
 520   if (!myIsDone)
 521     throw StdFail_NotDone("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS2: There's no solution");
 522
 523   const BRepExtrema_SolutionElem &sol = mySolutionsShape2.Value(N);
 524   if (sol.SupportKind() != BRepExtrema_IsInFace)
 525     throw BRepExtrema_UnCompatibleShape("BRepExtrema_DistShapeShape::ParOnFaceS2:ParOnFaceS2 is impossible without FACE ");
 526
 527   sol.FaceParameter(u, v);
 528 }
 529
 530 //=======================================================================
 531 //function : Dump
 532 //purpose  :
 533 //=======================================================================
 534
 535 void BRepExtrema_DistShapeShape::Dump(Standard_OStream& o) const
 536 {
 537   Standard_Integer i;
 538   Standard_Real r1,r2;
 539
 540   o<< "the distance  value is :  " << Value()<<std::endl;
 541   o<< "the number of solutions is :"<<NbSolution()<<std::endl;
 542   o<<std::endl;
 543   for (i=1;i<=NbSolution();i++)
 544   {
 545     o<<"solution number "<<i<<": "<< std::endl;
 546     o<<"the type of the solution on the first shape is " <<Standard_Integer( SupportTypeShape1(i)) <<std::endl;
 547     o<<"the type of the solution on the second shape is "<<Standard_Integer( SupportTypeShape2(i))<< std::endl;
 548     o<< "the coordinates of  the point on the first shape are: "<<std::endl;
 549     o<<"X=" <<PointOnShape1(i).X()<<" Y=" <<PointOnShape1(i).Y()<<" Z="<<PointOnShape1(i).Z()<<std::endl;
 550     o<< "the coordinates of  the point on the second shape are: "<<std::endl;
 551     o<<"X="<< PointOnShape2(i).X()<< " Y="<<PointOnShape2(i).Y()<<" Z="<< PointOnShape2(i).Z()<<std::endl;
 552
 553     switch (SupportTypeShape1(i))
 554     {
 555       case BRepExtrema_IsVertex:
 556         break;
 557       case BRepExtrema_IsOnEdge:
 558         ParOnEdgeS1(i,r1);
 559         o << "parameter on the first edge :  t= " << r1 << std::endl;
 560         break;
 561       case BRepExtrema_IsInFace:
 562         ParOnFaceS1(i,r1,r2);
 563         o << "parameters on the first face :  u= " << r1 << " v=" <<  r2 << std::endl;
 564         break;
 565     }
 566     switch (SupportTypeShape2(i))
 567     {
 568       case BRepExtrema_IsVertex:
 569         break;
 570       case BRepExtrema_IsOnEdge:
 571         ParOnEdgeS2(i,r1);
 572         o << "parameter on the second edge : t=" << r1 << std::endl;
 573         break;
 574       case BRepExtrema_IsInFace:
 575         ParOnFaceS2(i,r1,r2);
 576         o << "parameters on the second face : u= " << r1 << " v=" <<  r2 << std::endl;
 577         break;
 578     }
 579     o<<std::endl;
 580   }
 581 }