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[occt.git] / src / GeomPlate / GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx
1 // Created on: 1996-04-03
2 // Created by: Stagiaire Frederic CALOONE
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10 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
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13 //
14 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
15 // commercial license or contractual agreement.
16
17 #ifndef _GeomPlate_BuildPlateSurface_HeaderFile
18 #define _GeomPlate_BuildPlateSurface_HeaderFile
19
20 #include <Standard.hxx>
21 #include <Standard_DefineAlloc.hxx>
22 #include <Standard_Handle.hxx>
23
24 #include <GeomPlate_HSequenceOfCurveConstraint.hxx>
25 #include <GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal.hxx>
26 #include <GeomPlate_HSequenceOfPointConstraint.hxx>
27 #include <Plate_Plate.hxx>
28 #include <Standard_Boolean.hxx>
29 #include <TColStd_HArray1OfInteger.hxx>
30 #include <Standard_Integer.hxx>
31 #include <Standard_Real.hxx>
32 #include <Extrema_ExtPS.hxx>
33 #include <GeomPlate_HArray1OfHCurveOnSurface.hxx>
34 #include <TColgp_SequenceOfXY.hxx>
35 #include <TColgp_SequenceOfXYZ.hxx>
36 #include <TColGeom2d_HArray1OfCurve.hxx>
37 #include <TColStd_HArray1OfReal.hxx>
38 class Geom_Surface;
39 class GeomPlate_Surface;
40 class Standard_ConstructionError;
41 class Standard_RangeError;
42 class GeomPlate_CurveConstraint;
43 class GeomPlate_PointConstraint;
44 class gp_Pnt2d;
45 class gp_Pnt;
46 class Geom2d_Curve;
47 class Adaptor3d_HCurve;
48 class Adaptor2d_HCurve2d;
49
50
51
52 //! This class provides an algorithm for constructing such a plate surface that
53 //! it conforms to given curve and/or point constraints.
54 //! The algorithm accepts or constructs an initial surface
55 //! and looks for a deformation of it satisfying the
56 //! constraints and minimizing energy input.
57 //! A BuildPlateSurface object provides a framework for:
58 //! -   defining or setting constraints
59 //! -   implementing the construction algorithm
60 //! -   consulting the result.
61 class GeomPlate_BuildPlateSurface 
62 {
63 public:
64
65   DEFINE_STANDARD_ALLOC
66
67   
68   //! Constructor  compatible  with  the  old  version
69   //! with this constructor the constraint are given in a Array of Curve on Surface
70   //! The array NbPoints  contains the number of points for each constraint.
71   //! The Array Tang contains the order of constraint for each Constraint: The possible values for this
72   //! order has to be -1 , 0 , 1 , 2 . Order i means constraint Gi.
73   //! NbIter is the maximum number of iteration to optimise the number of points for resolution
74   //! Degree is the degree of resolution for Plate
75   //! Tol2d is the tolerance used to test if two points of different constraint are identical in the
76   //! parametric space of the initial surface
77   //! Tol3d is used to test if two identical points in the 2d space are identical in 3d space
78   //! TolAng is used to compare the angle between normal of two identical points in the 2d space
79   //! Raises  ConstructionError;
80   Standard_EXPORT GeomPlate_BuildPlateSurface(const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& NPoints, const Handle(GeomPlate_HArray1OfHCurveOnSurface)& TabCurve, const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& Tang, const Standard_Integer Degree, const Standard_Integer NbIter = 3, const Standard_Real Tol2d = 0.00001, const Standard_Real Tol3d = 0.0001, const Standard_Real TolAng = 0.01, const Standard_Real TolCurv = 0.1, const Standard_Boolean Anisotropie = Standard_False);
81   
82   Standard_EXPORT GeomPlate_BuildPlateSurface(const Handle(Geom_Surface)& Surf, const Standard_Integer Degree = 3, const Standard_Integer NbPtsOnCur = 10, const Standard_Integer NbIter = 3, const Standard_Real Tol2d = 0.00001, const Standard_Real Tol3d = 0.0001, const Standard_Real TolAng = 0.01, const Standard_Real TolCurv = 0.1, const Standard_Boolean Anisotropie = Standard_False);
83   
84   //! Initializes the BuildPlateSurface framework for
85   //! deforming plate surfaces using curve and point
86   //! constraints. You use the first constructor if you have
87   //! an initial surface to work with at construction time. If
88   //! not, you use the second. You can add one later by
89   //! using the method LoadInitSurface. If no initial
90   //! surface is loaded, one will automatically be computed.
91   //! The curve and point constraints will be defined by
92   //! using the method Add.
93   //! Before the call to the algorithm, the curve constraints
94   //! will be transformed into sequences of discrete points.
95   //! Each curve defined as a constraint will be given the
96   //! value of NbPtsOnCur as the average number of points on it.
97   //! Several arguments serve to improve performance of
98   //! the algorithm. NbIter, for example, expresses the
99   //! number of iterations allowed and is used to control the
100   //! duration of computation. To optimize resolution,
101   //! Degree will have the default value of 3.
102   //! The surface generated must respect several tolerance values:
103   //! -   2d tolerance given by Tol2d, with a default value of 0.00001
104   //! -   3d tolerance expressed by Tol3d, with a default value of 0.0001
105   //! -   angular tolerance given by TolAng, with a default
106   //! value of 0.01, defining the greatest angle allowed
107   //! between the constraint and the target surface.
108   //! Exceptions
109   //! Standard_ConstructionError if NbIter is less than 1 or Degree is less than 3.
110   Standard_EXPORT GeomPlate_BuildPlateSurface(const Standard_Integer Degree = 3, const Standard_Integer NbPtsOnCur = 10, const Standard_Integer NbIter = 3, const Standard_Real Tol2d = 0.00001, const Standard_Real Tol3d = 0.0001, const Standard_Real TolAng = 0.01, const Standard_Real TolCurv = 0.1, const Standard_Boolean Anisotropie = Standard_False);
111   
112   //! Resets all constraints
113   Standard_EXPORT void Init();
114   
115   //! Loads the initial Surface
116   Standard_EXPORT void LoadInitSurface (const Handle(Geom_Surface)& Surf);
117   
118   //! Adds the linear constraint cont.
119   Standard_EXPORT void Add (const Handle(GeomPlate_CurveConstraint)& Cont);
120   
121   Standard_EXPORT void SetNbBounds (const Standard_Integer NbBounds);
122   
123   //! Adds the point constraint cont.
124   Standard_EXPORT void Add (const Handle(GeomPlate_PointConstraint)& Cont);
125   
126
127   //! Calls the algorithm and computes the plate surface using
128   //! the loaded constraints. If no initial surface is given, the
129   //! algorithm automatically computes one.
130   //! Exceptions
131   //! Standard_RangeError if the value of the constraint is
132   //! null or if plate is not done.
133   Standard_EXPORT void Perform();
134   
135   //! returns the CurveConstraints of order order
136   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_CurveConstraint) CurveConstraint (const Standard_Integer order) const;
137   
138   //! returns the PointConstraint of order order
139   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_PointConstraint) PointConstraint (const Standard_Integer order) const;
140   
141   Standard_EXPORT void Disc2dContour (const Standard_Integer nbp, TColgp_SequenceOfXY& Seq2d);
142   
143   Standard_EXPORT void Disc3dContour (const Standard_Integer nbp, const Standard_Integer iordre, TColgp_SequenceOfXYZ& Seq3d);
144   
145
146   //! Tests whether computation of the plate has been completed.
147   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsDone() const;
148   
149
150   //! Returns the result of the computation. This surface can
151   //! then be used by GeomPlate_MakeApprox for
152   //! converting the resulting surface into a BSpline.
153   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_Surface) Surface() const;
154   
155   //! Returns the initial surface
156   Standard_EXPORT Handle(Geom_Surface) SurfInit() const;
157   
158
159   //! Allows you to ensure that the array of curves returned by
160   //! Curves2d has the correct orientation. Returns the
161   //! orientation of the curves in the the array returned by
162   //! Curves2d. Computation changes the orientation of
163   //! these curves. Consequently, this method returns the
164   //! orientation prior to computation.
165   Standard_EXPORT Handle(TColStd_HArray1OfInteger) Sense() const;
166   
167
168   //! Extracts the array of curves on the plate surface which
169   //! correspond to the curve constraints set in Add.
170   Standard_EXPORT Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) Curves2d() const;
171   
172
173   //! Returns the order of the curves in the array returned by
174   //! Curves2d. Computation changes this order.
175   //! Consequently, this method returns the order of the
176   //! curves prior to computation.
177   Standard_EXPORT Handle(TColStd_HArray1OfInteger) Order() const;
178   
179   //! Returns the max distance betwen the result and the constraints
180   Standard_EXPORT Standard_Real G0Error() const;
181   
182   //! Returns  the max angle betwen the result and the constraints
183   Standard_EXPORT Standard_Real G1Error() const;
184   
185   //! Returns  the max difference of curvature betwen the result and the constraints
186   Standard_EXPORT Standard_Real G2Error() const;
187   
188   //! Returns   the max distance between the result and the constraint Index
189   Standard_EXPORT Standard_Real G0Error (const Standard_Integer Index);
190   
191   //! Returns the max angle between the result and the constraint Index
192   Standard_EXPORT Standard_Real G1Error (const Standard_Integer Index);
193   
194   //! Returns the max difference of curvature between the result and the constraint Index
195   Standard_EXPORT Standard_Real G2Error (const Standard_Integer Index);
196
197
198
199
200 protected:
201
202
203
204
205
206 private:
207
208   
209   //! Evaluates the distance, the angle between normals, and the "courbure"
210   //! on middle points of contraints an corresponding points on the GeomPlate_Surface
211   //! the results are given for a curve c
212   Standard_EXPORT void EcartContraintesMil (const Standard_Integer c, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& d, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& an, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& courb);
213   
214   Standard_EXPORT gp_Pnt2d ProjectPoint (const gp_Pnt& P);
215   
216   Standard_EXPORT Handle(Geom2d_Curve) ProjectCurve (const Handle(Adaptor3d_HCurve)& Curv);
217   
218   Standard_EXPORT Handle(Adaptor2d_HCurve2d) ProjectedCurve (Handle(Adaptor3d_HCurve)& Curv);
219   
220   Standard_EXPORT void ComputeSurfInit();
221   
222   Standard_EXPORT void Intersect (Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntInter, Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntG1G1);
223   
224   Standard_EXPORT void Discretise (const Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntInter, const Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntG1G1);
225   
226   Standard_EXPORT void LoadCurve (const Standard_Integer NbBoucle, const Standard_Integer OrderMax = 2);
227   
228   Standard_EXPORT void LoadPoint (const Standard_Integer NbBoucle, const Standard_Integer OrderMax = 2);
229   
230   Standard_EXPORT void CalculNbPtsInit();
231   
232   Standard_EXPORT Standard_Boolean VerifSurface (const Standard_Integer NbLoop);
233   
234   Standard_EXPORT void VerifPoints (Standard_Real& dist, Standard_Real& ang, Standard_Real& curv) const;
235   
236   Standard_EXPORT Standard_Boolean CourbeJointive (const Standard_Real tolerance);
237   
238   Standard_EXPORT Standard_Real ComputeAnisotropie() const;
239   
240   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsOrderG1() const;
241
242
243   Handle(GeomPlate_HSequenceOfCurveConstraint) myLinCont;
244   Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal) myParCont;
245   Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal) myPlateCont;
246   Handle(GeomPlate_HSequenceOfPointConstraint) myPntCont;
247   Handle(Geom_Surface) mySurfInit;
248   Handle(Geom_Surface) myPlanarSurfInit;
249   Handle(GeomPlate_Surface) myGeomPlateSurface;
250   Plate_Plate myPlate;
251   Plate_Plate myPrevPlate;
252   Standard_Boolean myAnisotropie;
253   Handle(TColStd_HArray1OfInteger) mySense;
254   Standard_Integer myDegree;
255   Handle(TColStd_HArray1OfInteger) myInitOrder;
256   Standard_Real myG0Error;
257   Standard_Real myG1Error;
258   Standard_Real myG2Error;
259   Standard_Integer myNbPtsOnCur;
260   Standard_Boolean mySurfInitIsGive;
261   Standard_Integer myNbIter;
262   Extrema_ExtPS myProj;
263   Standard_Real myTol2d;
264   Standard_Real myTol3d;
265   Standard_Real myTolAng;
266   Standard_Real myTolU;
267   Standard_Real myTolV;
268   Standard_Integer myNbBounds;
269   Standard_Boolean myIsLinear;
270   Standard_Boolean myFree;
271
272
273 };
274
275
276
277
278
279
280
281 #endif // _GeomPlate_BuildPlateSurface_HeaderFile