src/GeomPlate/GeomPlate_BuildPlateSurface.hxx

   1 // Created on: 1996-04-03
   2 // Created by: Stagiaire Frederic CALOONE
   3 // Copyright (c) 1996-1999 Matra Datavision
   4 // Copyright (c) 1999-2014 OPEN CASCADE SAS
   5 //
   6 // This file is part of Open CASCADE Technology software library.
   7 //
   8 // This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under
   9 // the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
  10 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
  11 // OCCT_LGPL_EXCEPTION.txt. Consult the file LICENSE_LGPL_21.txt included in OCCT
  12 // distribution for complete text of the license and disclaimer of any warranty.
  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_HArray1OfHCurve.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 class Message_ProgressIndicator;
  50
  51
  52
  53 //! This class provides an algorithm for constructing such a plate surface that
  54 //! it conforms to given curve and/or point constraints.
  55 //! The algorithm accepts or constructs an initial surface
  56 //! and looks for a deformation of it satisfying the
  57 //! constraints and minimizing energy input.
  58 //! A BuildPlateSurface object provides a framework for:
  59 //! -   defining or setting constraints
  60 //! -   implementing the construction algorithm
  61 //! -   consulting the result.
  62 class GeomPlate_BuildPlateSurface
  63 {
  64 public:
  65
  66   DEFINE_STANDARD_ALLOC
  67
  68
  69   //! Constructor  compatible  with  the  old  version
  70   //! with this constructor the constraint are given in a Array of Curve on Surface
  71   //! The array NbPoints  contains the number of points for each constraint.
  72   //! The Array Tang contains the order of constraint for each Constraint: The possible values for this
  73   //! order has to be -1 , 0 , 1 , 2 . Order i means constraint Gi.
  74   //! NbIter is the maximum number of iteration to optimise the number of points for resolution
  75   //! Degree is the degree of resolution for Plate
  76   //! Tol2d is the tolerance used to test if two points of different constraint are identical in the
  77   //! parametric space of the initial surface
  78   //! Tol3d is used to test if two identical points in the 2d space are identical in 3d space
  79   //! TolAng is used to compare the angle between normal of two identical points in the 2d space
  80   //! Raises  ConstructionError;
  81   Standard_EXPORT GeomPlate_BuildPlateSurface(const Handle(TColStd_HArray1OfInteger)& NPoints, const Handle(GeomPlate_HArray1OfHCurve)& 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);
  82
  83   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);
  84
  85   //! Initializes the BuildPlateSurface framework for
  86   //! deforming plate surfaces using curve and point
  87   //! constraints. You use the first constructor if you have
  88   //! an initial surface to work with at construction time. If
  89   //! not, you use the second. You can add one later by
  90   //! using the method LoadInitSurface. If no initial
  91   //! surface is loaded, one will automatically be computed.
  92   //! The curve and point constraints will be defined by
  93   //! using the method Add.
  94   //! Before the call to the algorithm, the curve constraints
  95   //! will be transformed into sequences of discrete points.
  96   //! Each curve defined as a constraint will be given the
  97   //! value of NbPtsOnCur as the average number of points on it.
  98   //! Several arguments serve to improve performance of
  99   //! the algorithm. NbIter, for example, expresses the
 100   //! number of iterations allowed and is used to control the
 101   //! duration of computation. To optimize resolution,
 102   //! Degree will have the default value of 3.
 103   //! The surface generated must respect several tolerance values:
 104   //! -   2d tolerance given by Tol2d, with a default value of 0.00001
 105   //! -   3d tolerance expressed by Tol3d, with a default value of 0.0001
 106   //! -   angular tolerance given by TolAng, with a default
 107   //! value of 0.01, defining the greatest angle allowed
 108   //! between the constraint and the target surface.
 109   //! Exceptions
 110   //! Standard_ConstructionError if NbIter is less than 1 or Degree is less than 3.
 111   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);
 112
 113   //! Resets all constraints
 114   Standard_EXPORT void Init();
 115
 116   //! Loads the initial Surface
 117   Standard_EXPORT void LoadInitSurface (const Handle(Geom_Surface)& Surf);
 118
 119   //! Adds the linear constraint cont.
 120   Standard_EXPORT void Add (const Handle(GeomPlate_CurveConstraint)& Cont);
 121
 122   Standard_EXPORT void SetNbBounds (const Standard_Integer NbBounds);
 123
 124   //! Adds the point constraint cont.
 125   Standard_EXPORT void Add (const Handle(GeomPlate_PointConstraint)& Cont);
 126
 127
 128   //! Calls the algorithm and computes the plate surface using
 129   //! the loaded constraints. If no initial surface is given, the
 130   //! algorithm automatically computes one.
 131   //! Exceptions
 132   //! Standard_RangeError if the value of the constraint is
 133   //! null or if plate is not done.
 134   Standard_EXPORT void Perform(const Handle(Message_ProgressIndicator) & aProgress = Handle(Message_ProgressIndicator)());
 135
 136   //! returns the CurveConstraints of order order
 137   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_CurveConstraint) CurveConstraint (const Standard_Integer order) const;
 138
 139   //! returns the PointConstraint of order order
 140   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_PointConstraint) PointConstraint (const Standard_Integer order) const;
 141
 142   Standard_EXPORT void Disc2dContour (const Standard_Integer nbp, TColgp_SequenceOfXY& Seq2d);
 143
 144   Standard_EXPORT void Disc3dContour (const Standard_Integer nbp, const Standard_Integer iordre, TColgp_SequenceOfXYZ& Seq3d);
 145
 146
 147   //! Tests whether computation of the plate has been completed.
 148   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsDone() const;
 149
 150
 151   //! Returns the result of the computation. This surface can
 152   //! then be used by GeomPlate_MakeApprox for
 153   //! converting the resulting surface into a BSpline.
 154   Standard_EXPORT Handle(GeomPlate_Surface) Surface() const;
 155
 156   //! Returns the initial surface
 157   Standard_EXPORT Handle(Geom_Surface) SurfInit() const;
 158
 159
 160   //! Allows you to ensure that the array of curves returned by
 161   //! Curves2d has the correct orientation. Returns the
 162   //! orientation of the curves in the the array returned by
 163   //! Curves2d. Computation changes the orientation of
 164   //! these curves. Consequently, this method returns the
 165   //! orientation prior to computation.
 166   Standard_EXPORT Handle(TColStd_HArray1OfInteger) Sense() const;
 167
 168
 169   //! Extracts the array of curves on the plate surface which
 170   //! correspond to the curve constraints set in Add.
 171   Standard_EXPORT Handle(TColGeom2d_HArray1OfCurve) Curves2d() const;
 172
 173
 174   //! Returns the order of the curves in the array returned by
 175   //! Curves2d. Computation changes this order.
 176   //! Consequently, this method returns the order of the
 177   //! curves prior to computation.
 178   Standard_EXPORT Handle(TColStd_HArray1OfInteger) Order() const;
 179
 180   //! Returns the max distance betwen the result and the constraints
 181   Standard_EXPORT Standard_Real G0Error() const;
 182
 183   //! Returns  the max angle betwen the result and the constraints
 184   Standard_EXPORT Standard_Real G1Error() const;
 185
 186   //! Returns  the max difference of curvature betwen the result and the constraints
 187   Standard_EXPORT Standard_Real G2Error() const;
 188
 189   //! Returns   the max distance between the result and the constraint Index
 190   Standard_EXPORT Standard_Real G0Error (const Standard_Integer Index);
 191
 192   //! Returns the max angle between the result and the constraint Index
 193   Standard_EXPORT Standard_Real G1Error (const Standard_Integer Index);
 194
 195   //! Returns the max difference of curvature between the result and the constraint Index
 196   Standard_EXPORT Standard_Real G2Error (const Standard_Integer Index);
 197
 198
 199
 200
 201 protected:
 202
 203
 204
 205
 206
 207 private:
 208
 209
 210   //! Evaluates the distance, the angle between normals, and the "courbure"
 211   //! on middle points of contraints an corresponding points on the GeomPlate_Surface
 212   //! the results are given for a curve c
 213   Standard_EXPORT void EcartContraintesMil (const Standard_Integer c, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& d, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& an, Handle(TColStd_HArray1OfReal)& courb);
 214
 215   Standard_EXPORT gp_Pnt2d ProjectPoint (const gp_Pnt& P);
 216
 217   Standard_EXPORT Handle(Geom2d_Curve) ProjectCurve (const Handle(Adaptor3d_HCurve)& Curv);
 218
 219   Standard_EXPORT Handle(Adaptor2d_HCurve2d) ProjectedCurve (Handle(Adaptor3d_HCurve)& Curv);
 220
 221   Standard_EXPORT void ComputeSurfInit(const Handle(Message_ProgressIndicator) & aProgress);
 222
 223   Standard_EXPORT void Intersect (Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntInter, Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntG1G1);
 224
 225   Standard_EXPORT void Discretise (const Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntInter, const Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal)& PntG1G1);
 226
 227   Standard_EXPORT void LoadCurve (const Standard_Integer NbBoucle, const Standard_Integer OrderMax = 2);
 228
 229   Standard_EXPORT void LoadPoint (const Standard_Integer NbBoucle, const Standard_Integer OrderMax = 2);
 230
 231   Standard_EXPORT void CalculNbPtsInit();
 232
 233   Standard_EXPORT Standard_Boolean VerifSurface (const Standard_Integer NbLoop);
 234
 235   Standard_EXPORT void VerifPoints (Standard_Real& dist, Standard_Real& ang, Standard_Real& curv) const;
 236
 237   Standard_EXPORT Standard_Boolean CourbeJointive (const Standard_Real tolerance);
 238
 239   Standard_EXPORT Standard_Real ComputeAnisotropie() const;
 240
 241   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsOrderG1() const;
 242
 243
 244   Handle(GeomPlate_HSequenceOfCurveConstraint) myLinCont;
 245   Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal) myParCont;
 246   Handle(GeomPlate_HArray1OfSequenceOfReal) myPlateCont;
 247   Handle(GeomPlate_HSequenceOfPointConstraint) myPntCont;
 248   Handle(Geom_Surface) mySurfInit;
 249   Handle(Geom_Surface) myPlanarSurfInit;
 250   Handle(GeomPlate_Surface) myGeomPlateSurface;
 251   Plate_Plate myPlate;
 252   Plate_Plate myPrevPlate;
 253   Standard_Boolean myAnisotropie;
 254   Handle(TColStd_HArray1OfInteger) mySense;
 255   Standard_Integer myDegree;
 256   Handle(TColStd_HArray1OfInteger) myInitOrder;
 257   Standard_Real myG0Error;
 258   Standard_Real myG1Error;
 259   Standard_Real myG2Error;
 260   Standard_Integer myNbPtsOnCur;
 261   Standard_Boolean mySurfInitIsGive;
 262   Standard_Integer myNbIter;
 263   Extrema_ExtPS myProj;
 264   Standard_Real myTol2d;
 265   Standard_Real myTol3d;
 266   Standard_Real myTolAng;
 267   Standard_Real myTolU;
 268   Standard_Real myTolV;
 269   Standard_Integer myNbBounds;
 270   Standard_Boolean myIsLinear;
 271   Standard_Boolean myFree;
 272
 273
 274 };
 275
 276
 277
 278
 279
 280
 281
 282 #endif // _GeomPlate_BuildPlateSurface_HeaderFile