src/Extrema/Extrema_GenExtCS.cxx

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  16
  17
  18 #include <Adaptor3d_Curve.hxx>
  19 #include <Adaptor3d_HCurve.hxx>
  20 #include <Adaptor3d_Surface.hxx>
  21 #include <Extrema_ExtCC.hxx>
  22 #include <Extrema_ExtPS.hxx>
  23 #include <Extrema_GenExtCS.hxx>
  24 #include <Extrema_GlobOptFuncCS.hxx>
  25 #include <Extrema_POnCurv.hxx>
  26 #include <Extrema_POnSurf.hxx>
  27 #include <Geom_Line.hxx>
  28 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  29 #include <math_FunctionSetRoot.hxx>
  30 #include <math_PSO.hxx>
  31 #include <math_PSOParticlesPool.hxx>
  32 #include <math_Vector.hxx>
  33 #include <Precision.hxx>
  34 #include <Standard_OutOfRange.hxx>
  35 #include <Standard_TypeMismatch.hxx>
  36 #include <StdFail_NotDone.hxx>
  37 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  38
  39 const Standard_Real aMaxParamVal = 1.0e+10;
  40 const Standard_Real aBorderDivisor = 1.0e+4;
  41
  42 //=======================================================================
  43 //function : Extrema_GenExtCS
  44 //purpose  :
  45 //=======================================================================
  46 Extrema_GenExtCS::Extrema_GenExtCS()
  47 {
  48   myDone = Standard_False;
  49   myInit = Standard_False;
  50 }
  51
  52 //=======================================================================
  53 //function : Extrema_GenExtCS
  54 //purpose  :
  55 //=======================================================================
  56 Extrema_GenExtCS::Extrema_GenExtCS(const Adaptor3d_Curve& C,
  57                                    const Adaptor3d_Surface& S,
  58                                    const Standard_Integer NbT,
  59                                    const Standard_Integer NbU,
  60                                    const Standard_Integer NbV,
  61                                    const Standard_Real Tol1,
  62                                    const Standard_Real Tol2)
  63 {
  64   Initialize(S, NbU, NbV, Tol2);
  65   Perform(C, NbT, Tol1);
  66 }
  67
  68 //=======================================================================
  69 //function : Extrema_GenExtCS
  70 //purpose  :
  71 //=======================================================================
  72
  73 Extrema_GenExtCS::Extrema_GenExtCS (const Adaptor3d_Curve& C,
  74                                     const Adaptor3d_Surface& S,
  75                                     const Standard_Integer NbT,
  76                                     const Standard_Integer NbU,
  77                                     const Standard_Integer NbV,
  78                                     const Standard_Real tmin,
  79                                     const Standard_Real tsup,
  80                                     const Standard_Real Umin,
  81                                     const Standard_Real Usup,
  82                                     const Standard_Real Vmin,
  83                                     const Standard_Real Vsup,
  84                                     const Standard_Real Tol1,
  85                                     const Standard_Real Tol2)
  86 {
  87   Initialize(S, NbU, NbV, Umin,Usup,Vmin,Vsup,Tol2);
  88   Perform(C, NbT, tmin, tsup, Tol1);
  89 }
  90
  91 //=======================================================================
  92 //function : Initialize
  93 //purpose  :
  94 //=======================================================================
  95 void Extrema_GenExtCS::Initialize (const Adaptor3d_Surface& S,
  96                                    const Standard_Integer NbU,
  97                                    const Standard_Integer NbV,
  98                                    const Standard_Real Tol2)
  99 {
 100   myumin = S.FirstUParameter();
 101   myusup = S.LastUParameter();
 102   myvmin = S.FirstVParameter();
 103   myvsup = S.LastVParameter();
 104   Initialize(S,NbU,NbV,myumin,myusup,myvmin,myvsup,Tol2);
 105 }
 106
 107 //=======================================================================
 108 //function : Initialize
 109 //purpose  :
 110 //=======================================================================
 111 void Extrema_GenExtCS::Initialize (const Adaptor3d_Surface& S,
 112                                    const Standard_Integer NbU,
 113                                    const Standard_Integer NbV,
 114                                    const Standard_Real Umin,
 115                                    const Standard_Real Usup,
 116                                    const Standard_Real Vmin,
 117                                    const Standard_Real Vsup,
 118                                    const Standard_Real Tol2)
 119 {
 120   myS = (Adaptor3d_SurfacePtr)&S;
 121   myusample = NbU;
 122   myvsample = NbV;
 123   myumin = Umin;
 124   myusup = Usup;
 125   myvmin = Vmin;
 126   myvsup = Vsup;
 127   mytol2 = Tol2;
 128
 129   const Standard_Real aTrimMaxU = Precision::IsInfinite (myusup) ?  aMaxParamVal : myusup;
 130   const Standard_Real aTrimMinU = Precision::IsInfinite (myumin) ? -aMaxParamVal : myumin;
 131   const Standard_Real aTrimMaxV = Precision::IsInfinite (myvsup) ?  aMaxParamVal : myvsup;
 132   const Standard_Real aTrimMinV = Precision::IsInfinite (myvmin) ? -aMaxParamVal : myvmin;
 133
 134   const Standard_Real aMinU = aTrimMinU + (aTrimMaxU - aTrimMinU) / aBorderDivisor;
 135   const Standard_Real aMinV = aTrimMinV + (aTrimMaxV - aTrimMinV) / aBorderDivisor;
 136   const Standard_Real aMaxU = aTrimMaxU - (aTrimMaxU - aTrimMinU) / aBorderDivisor;
 137   const Standard_Real aMaxV = aTrimMaxV - (aTrimMaxV - aTrimMinV) / aBorderDivisor;
 138
 139   const Standard_Real aStepSU = (aMaxU - aMinU) / myusample;
 140   const Standard_Real aStepSV = (aMaxV - aMinV) / myvsample;
 141
 142   mySurfPnts = new TColgp_HArray2OfPnt (0, myusample, 0, myvsample);
 143
 144   Standard_Real aSU = aMinU;
 145   for (Standard_Integer aSUI = 0; aSUI <= myusample; aSUI++, aSU += aStepSU)
 146   {
 147     Standard_Real aSV = aMinV;
 148     for (Standard_Integer aSVI = 0; aSVI <= myvsample; aSVI++, aSV += aStepSV)
 149     {
 150       mySurfPnts->ChangeValue (aSUI, aSVI) = myS->Value (aSU, aSV);
 151     }
 152   }
 153 }
 154
 155 //=======================================================================
 156 //function : Perform
 157 //purpose  :
 158 //=======================================================================
 159 void Extrema_GenExtCS::Perform(const Adaptor3d_Curve& C,
 160   const Standard_Integer NbT,
 161   const Standard_Real Tol1)
 162 {
 163   mytmin = C.FirstParameter();
 164   mytsup = C.LastParameter();
 165   Perform(C, NbT, mytmin, mytsup,Tol1);
 166 }
 167
 168 //=======================================================================
 169 //function : Perform
 170 //purpose  :
 171 //=======================================================================
 172 void Extrema_GenExtCS::Perform (const Adaptor3d_Curve& C,
 173                                 const Standard_Integer NbT,
 174                                 const Standard_Real tmin,
 175                                 const Standard_Real tsup,
 176                                 const Standard_Real Tol1)
 177 {
 178   myDone = Standard_False;
 179   myF.Initialize(C,*myS);
 180   mytmin = tmin;
 181   mytsup = tsup;
 182   mytol1 = Tol1;
 183   mytsample = NbT;
 184   // Modif de lvt pour trimer la surface non pas aux infinis mais  a +/- 10000
 185
 186   Standard_Real trimusup = myusup, trimumin = myumin,trimvsup = myvsup,trimvmin = myvmin;
 187   if (Precision::IsInfinite(trimusup)){
 188     trimusup = aMaxParamVal;
 189   }
 190   if (Precision::IsInfinite(trimvsup)){
 191     trimvsup = aMaxParamVal;
 192   }
 193   if (Precision::IsInfinite(trimumin)){
 194     trimumin = -aMaxParamVal;
 195   }
 196   if (Precision::IsInfinite(trimvmin)){
 197     trimvmin = -aMaxParamVal;
 198   }
 199   //
 200   math_Vector Tol(1, 3);
 201   Tol(1) = mytol1;
 202   Tol(2) = mytol2;
 203   Tol(3) = mytol2;
 204   math_Vector TUV(1,3), TUVinf(1,3), TUVsup(1,3);
 205   TUVinf(1) = mytmin;
 206   TUVinf(2) = trimumin;
 207   TUVinf(3) = trimvmin;
 208
 209   TUVsup(1) = mytsup;
 210   TUVsup(2) = trimusup;
 211   TUVsup(3) = trimvsup;
 212
 213   // Number of particles used in PSO algorithm (particle swarm optimization).
 214   const Standard_Integer aNbParticles = 32;
 215
 216   math_PSOParticlesPool aParticles(aNbParticles, 3);
 217
 218   math_Vector aMinTUV(1,3);
 219   aMinTUV = TUVinf + (TUVsup - TUVinf) / aBorderDivisor;
 220
 221   math_Vector aMaxTUV(1,3);
 222   aMaxTUV = TUVsup - (TUVsup - TUVinf) / aBorderDivisor;
 223
 224   Standard_Real aStepCU = (aMaxTUV(1) - aMinTUV(1)) / mytsample;
 225   Standard_Real aStepSU = (aMaxTUV(2) - aMinTUV(2)) / myusample;
 226   Standard_Real aStepSV = (aMaxTUV(3) - aMinTUV(3)) / myvsample;
 227
 228   // Correct number of curve samples in case of low resolution
 229   Standard_Real aScaleFactor = 5.0;
 230   Standard_Real aResolutionCU = aStepCU / C.Resolution (1.0);
 231
 232   Standard_Real aMinResolution = aScaleFactor * Min (aResolutionCU,
 233     Min (aStepSU / myS->UResolution (1.0), aStepSV / myS->VResolution (1.0)));
 234
 235   if (aMinResolution > Epsilon (1.0))
 236   {
 237     if (aResolutionCU > aMinResolution)
 238     {
 239       const Standard_Integer aMaxNbNodes = 50;
 240
 241       mytsample = Min(aMaxNbNodes,
 242         RealToInt(mytsample * aResolutionCU / aMinResolution));
 243
 244       aStepCU = (aMaxTUV(1) - aMinTUV(1)) / mytsample;
 245     }
 246   }
 247
 248   // Pre-compute curve sample points.
 249   TColgp_HArray1OfPnt aCurvPnts (0, mytsample);
 250
 251   Standard_Real aCU1 = aMinTUV(1);
 252   for (Standard_Integer aCUI = 0; aCUI <= mytsample; aCUI++, aCU1 += aStepCU)
 253     aCurvPnts.SetValue (aCUI, C.Value (aCU1));
 254
 255   PSO_Particle* aParticle = aParticles.GetWorstParticle();
 256   // Select specified number of particles from pre-computed set of samples
 257   Standard_Real aSU = aMinTUV(2);
 258   for (Standard_Integer aSUI = 0; aSUI <= myusample; aSUI++, aSU += aStepSU)
 259   {
 260     Standard_Real aSV = aMinTUV(3);
 261     for (Standard_Integer aSVI = 0; aSVI <= myvsample; aSVI++, aSV += aStepSV)
 262     {
 263       Standard_Real aCU2 = aMinTUV(1);
 264       for (Standard_Integer aCUI = 0; aCUI <= mytsample; aCUI++, aCU2 += aStepCU)
 265       {
 266         Standard_Real aSqDist = mySurfPnts->Value(aSUI, aSVI).SquareDistance(aCurvPnts.Value(aCUI));
 267
 268         if (aSqDist < aParticle->Distance)
 269         {
 270           aParticle->Position[0] = aCU2;
 271           aParticle->Position[1] = aSU;
 272           aParticle->Position[2] = aSV;
 273
 274           aParticle->BestPosition[0] = aCU2;
 275           aParticle->BestPosition[1] = aSU;
 276           aParticle->BestPosition[2] = aSV;
 277
 278           aParticle->Distance     = aSqDist;
 279           aParticle->BestDistance = aSqDist;
 280
 281           aParticle = aParticles.GetWorstParticle();
 282         }
 283       }
 284     }
 285   }
 286
 287   math_Vector aStep(1,3);
 288   aStep(1) = aStepCU;
 289   aStep(2) = aStepSU;
 290   aStep(3) = aStepSV;
 291
 292   // Find min approximation
 293   Standard_Real aValue;
 294   Extrema_GlobOptFuncCS aFunc(&C, myS);
 295   math_PSO aPSO(&aFunc, TUVinf, TUVsup, aStep);
 296   aPSO.Perform(aParticles, aNbParticles, aValue, TUV);
 297
 298   math_FunctionSetRoot anA(myF, Tol);
 299   anA.Perform(myF, TUV, TUVinf, TUVsup);
 300
 301   myDone = Standard_True;
 302 }
 303
 304 //=======================================================================
 305 //function : IsDone
 306 //purpose  :
 307 //=======================================================================
 308 Standard_Boolean Extrema_GenExtCS::IsDone() const
 309 {
 310   return myDone;
 311 }
 312
 313 //=======================================================================
 314 //function : NbExt
 315 //purpose  :
 316 //=======================================================================
 317 Standard_Integer Extrema_GenExtCS::NbExt() const
 318 {
 319   if (!IsDone()) { StdFail_NotDone::Raise(); }
 320   return myF.NbExt();
 321 }
 322
 323 //=======================================================================
 324 //function : Value
 325 //purpose  :
 326 //=======================================================================
 327 Standard_Real Extrema_GenExtCS::SquareDistance(const Standard_Integer N) const
 328 {
 329   if (!IsDone()) { StdFail_NotDone::Raise(); }
 330   return myF.SquareDistance(N);
 331 }
 332
 333 //=======================================================================
 334 //function : PointOnCurve
 335 //purpose  :
 336 //=======================================================================
 337 const Extrema_POnCurv& Extrema_GenExtCS::PointOnCurve(const Standard_Integer N) const
 338 {
 339   if (!IsDone()) { StdFail_NotDone::Raise(); }
 340   return myF.PointOnCurve(N);
 341 }
 342
 343 //=======================================================================
 344 //function : PointOnSurface
 345 //purpose  :
 346 //=======================================================================
 347 const Extrema_POnSurf& Extrema_GenExtCS::PointOnSurface(const Standard_Integer N) const
 348 {
 349   if (!IsDone()) { StdFail_NotDone::Raise(); }
 350   return myF.PointOnSurface(N);
 351 }
 352
 353 //=======================================================================
 354 //function : BidonSurface
 355 //purpose  :
 356 //=======================================================================
 357 Adaptor3d_SurfacePtr Extrema_GenExtCS::BidonSurface() const
 358 {
 359   return (Adaptor3d_SurfacePtr)0L;
 360 }
 361
 362 //=======================================================================
 363 //function : BidonCurve
 364 //purpose  :
 365 //=======================================================================
 366 Adaptor3d_CurvePtr Extrema_GenExtCS::BidonCurve() const
 367 {
 368   return (Adaptor3d_CurvePtr)0L;
 369 }
 370