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[occt.git] / src / IntCurvesFace / IntCurvesFace_Intersector.cxx
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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 #define OPTIMISATION 1 
18
19 #include <Adaptor3d_HCurve.hxx>
20 #include <Adaptor3d_HSurfaceTool.hxx>
21 #include <Bnd_BoundSortBox.hxx>
22 #include <Bnd_Box.hxx>
23 #include <BRepAdaptor_HSurface.hxx>
24 #include <BRepClass_FaceClassifier.hxx>
25 #include <BRepTopAdaptor_TopolTool.hxx>
26 #include <Geom_Line.hxx>
27 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
28 #include <GeomAdaptor_HCurve.hxx>
29 #include <gp_Lin.hxx>
30 #include <gp_Pnt.hxx>
31 #include <gp_Pnt2d.hxx>
32 #include <IntCurvesFace_Intersector.hxx>
33 #include <IntCurveSurface_HInter.hxx>
34 #include <IntCurveSurface_IntersectionPoint.hxx>
35 #include <IntCurveSurface_SequenceOfPnt.hxx>
36 #include <IntCurveSurface_TheHCurveTool.hxx>
37 #include <IntCurveSurface_ThePolygonOfHInter.hxx>
38 #include <IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter.hxx>
39 #include <IntCurveSurface_ThePolyhedronToolOfHInter.hxx>
40 #include <Intf_Tool.hxx>
41 #include <TopAbs.hxx>
42 #include <TopoDS_Face.hxx>
43 #include <BRep_Tool.hxx>
44 #include <TopoDS.hxx>
45 #include <Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
46 //
47 static void ComputeSamplePars(const Handle(Adaptor3d_HSurface)& Hsurface, 
48                               const Standard_Integer nbsu,
49                               const Standard_Integer nbsv,
50                               Handle(TColStd_HArray1OfReal)& UPars, 
51                               Handle(TColStd_HArray1OfReal)& VPars)
52 {
53   Standard_Integer NbUInts = Hsurface->NbUIntervals(GeomAbs_C2);
54   Standard_Integer NbVInts = Hsurface->NbVIntervals(GeomAbs_C2);
55   TColStd_Array1OfReal UInts(1, NbUInts + 1);
56   TColStd_Array1OfReal VInts(1, NbVInts + 1);
57   Hsurface->UIntervals(UInts, GeomAbs_C2);
58   Hsurface->VIntervals(VInts, GeomAbs_C2);
59   //
60   TColStd_Array1OfInteger NbUSubInts(1, NbUInts);
61   TColStd_Array1OfInteger NbVSubInts(1, NbVInts);
62   //
63   Standard_Integer i, j, ind, NbU, NbV;
64   Standard_Real t, dt;
65   t = UInts(NbUInts + 1) - UInts(1);
66   t = 1. / t;
67   NbU = 0;
68   for(i = 1; i <= NbUInts; ++i)
69   {
70     dt = (UInts(i+1) - UInts(i));
71     NbUSubInts(i) = RealToInt(nbsu * dt * t) + 1;
72     NbU += NbUSubInts(i);
73   }
74   t = VInts(NbVInts + 1) - VInts(1);
75   t = 1. / t;
76   NbV = 0;
77   for(i = 1; i <= NbVInts; ++i)
78   {
79     dt = (VInts(i+1) - VInts(i));
80     NbVSubInts(i) = RealToInt(nbsv * dt * t) + 1;
81     NbV += NbVSubInts(i);
82   }
83   UPars = new TColStd_HArray1OfReal(1, NbU + 1);
84   VPars = new TColStd_HArray1OfReal(1, NbV + 1);
85   //
86   ind = 1;
87   for(i = 1; i <= NbUInts; ++i)
88   {
89     UPars->SetValue(ind++, UInts(i));
90     dt = (UInts(i+1) - UInts(i)) / NbUSubInts(i);
91     t = UInts(i);
92     for(j = 1; j < NbUSubInts(i); ++j)
93     {
94       t += dt;
95       UPars->SetValue(ind++, t);
96     }
97   }
98   UPars->SetValue(ind, UInts(NbUInts + 1));
99   //
100   ind = 1;
101   for(i = 1; i <= NbVInts; ++i)
102   {
103     VPars->SetValue(ind++, VInts(i));
104     dt = (VInts(i+1) - VInts(i)) / NbVSubInts(i);
105     t = VInts(i);
106     for(j = 1; j < NbVSubInts(i); ++j)
107     {
108       t += dt;
109       VPars->SetValue(ind++, t);
110     }
111   }
112   VPars->SetValue(ind, VInts(NbVInts + 1));
113 }
114 //
115 //=======================================================================
116 //function : SurfaceType
117 //purpose  : 
118 //=======================================================================
119 GeomAbs_SurfaceType IntCurvesFace_Intersector::SurfaceType() const 
120
121   return(Adaptor3d_HSurfaceTool::GetType(Hsurface));
122 }
123 //=======================================================================
124 //function : IntCurvesFace_Intersector
125 //purpose  : 
126 //=======================================================================
127 IntCurvesFace_Intersector::IntCurvesFace_Intersector(const TopoDS_Face& Face,
128                                                      const Standard_Real aTol,
129                                                      const Standard_Boolean aRestr,
130                                                      const Standard_Boolean UseBToler)
131                                                     
132
133   Tol(aTol),
134   done(Standard_False),
135   nbpnt(0),
136   PtrOnPolyhedron(NULL),
137   PtrOnBndBounding(NULL),
138   myUseBoundTol (UseBToler),
139   myIsParallel(Standard_False)
140
141   BRepAdaptor_Surface surface;
142   face = Face;
143   surface.Initialize(Face, aRestr);
144   Hsurface = new BRepAdaptor_HSurface(surface);
145   myTopolTool = new BRepTopAdaptor_TopolTool(Hsurface);
146   
147   GeomAbs_SurfaceType SurfaceType = Adaptor3d_HSurfaceTool::GetType(Hsurface);
148   if(   (SurfaceType != GeomAbs_Plane) 
149      && (SurfaceType != GeomAbs_Cylinder)
150      && (SurfaceType != GeomAbs_Cone) 
151      && (SurfaceType != GeomAbs_Sphere)
152      && (SurfaceType != GeomAbs_Torus)) {
153     Standard_Integer nbsu,nbsv;
154     Standard_Real U0,V0,U1,V1;
155     U0 = Hsurface->FirstUParameter();
156     U1 = Hsurface->LastUParameter();
157     V0 = Hsurface->FirstVParameter();
158     V1 = Hsurface->LastVParameter();
159     //
160     nbsu = myTopolTool->NbSamplesU();
161     nbsv = myTopolTool->NbSamplesV();
162     //
163     Standard_Real aURes = Hsurface->UResolution(1.0);
164     Standard_Real aVRes = Hsurface->VResolution(1.0);
165
166     // Checking correlation between number of samples and length of the face along each axis
167     const Standard_Real aTresh = 100.0;
168     Standard_Integer aMinSamples = 20;
169     const Standard_Integer aMaxSamples = 40;
170     const Standard_Integer aMaxSamples2 = aMaxSamples * aMaxSamples;
171     Standard_Real dU = (U1 - U0) / aURes;
172     Standard_Real dV = (V1 - V0) / aVRes;
173     if (nbsu < aMinSamples) nbsu = aMinSamples;
174     if (nbsv < aMinSamples) nbsv = aMinSamples;
175     if (nbsu > aMaxSamples) nbsu = aMaxSamples;
176     if (nbsv > aMaxSamples) nbsv = aMaxSamples;
177
178     if (dU > gp::Resolution() && dV > gp::Resolution()) {
179       if (Max(dU, dV) > Min(dU, dV) * aTresh)
180       {
181         aMinSamples = 10;
182         nbsu = (Standard_Integer)(Sqrt(dU / dV) * aMaxSamples);
183         if (nbsu < aMinSamples) nbsu = aMinSamples;
184         nbsv = aMaxSamples2 / nbsu;
185         if (nbsv < aMinSamples)
186         {
187           nbsv = aMinSamples;
188           nbsu = aMaxSamples2 / aMinSamples;
189         }
190       }
191     }
192     else {
193       if (dU < gp::Resolution()) {
194         nbsu = 1;
195       }
196       if (dV < gp::Resolution()) {
197         nbsv = 1;
198       }
199     }
200
201     Standard_Integer NbUOnS = Hsurface->NbUIntervals(GeomAbs_C2);
202     Standard_Integer NbVOnS = Hsurface->NbVIntervals(GeomAbs_C2);
203
204     if(NbUOnS > 1 || NbVOnS > 1)
205     {
206       Handle(TColStd_HArray1OfReal) UPars, VPars;
207       ComputeSamplePars(Hsurface, nbsu, nbsv, UPars, VPars);
208       PtrOnPolyhedron = (IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)
209         new IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter(Hsurface, UPars->ChangeArray1(), 
210                                                             VPars->ChangeArray1());
211     }
212     else 
213     {
214       PtrOnPolyhedron = (IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)
215         new IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter(Hsurface,nbsu,nbsv,U0,V0,U1,V1);
216     }
217   }
218 }
219 //=======================================================================
220 //function : InternalCall
221 //purpose  : 
222 //=======================================================================
223 void IntCurvesFace_Intersector::InternalCall(const IntCurveSurface_HInter &HICS,
224                                              const Standard_Real parinf,
225                                              const Standard_Real parsup) 
226 {
227   if(HICS.IsDone() && HICS.NbPoints() > 0) {
228     //Calculate tolerance for 2d classifier
229     Standard_Real mintol3d = BRep_Tool::Tolerance(face);
230     Standard_Real maxtol3d = mintol3d;
231     Standard_Real mintol2d = Tol, maxtol2d = Tol;
232     TopExp_Explorer anExp(face, TopAbs_EDGE);
233     for(; anExp.More(); anExp.Next())
234     {
235       Standard_Real curtol = BRep_Tool::Tolerance(TopoDS::Edge(anExp.Current()));
236       mintol3d = Min(mintol3d, curtol);
237       maxtol3d = Max(maxtol3d, curtol);
238     }
239     Standard_Real minres = Max(Hsurface->UResolution(mintol3d), Hsurface->VResolution(mintol3d));
240     Standard_Real maxres = Max(Hsurface->UResolution(maxtol3d), Hsurface->VResolution(maxtol3d));
241     mintol2d = Max(minres, Tol); 
242     maxtol2d = Max(maxres, Tol);
243     //
244     Handle(BRepTopAdaptor_TopolTool) anAdditionalTool;
245     for(Standard_Integer index=HICS.NbPoints(); index>=1; index--) {  
246       const IntCurveSurface_IntersectionPoint& HICSPointindex = HICS.Point(index);
247       gp_Pnt2d Puv(HICSPointindex.U(),HICSPointindex.V());
248
249       //TopAbs_State currentstate = myTopolTool->Classify(Puv,Tol);
250       TopAbs_State currentstate = myTopolTool->Classify(Puv, !myUseBoundTol ? 0 : mintol2d);
251       if(myUseBoundTol && currentstate == TopAbs_OUT && maxtol2d > mintol2d) {
252         if(anAdditionalTool.IsNull())
253         {
254           anAdditionalTool = new BRepTopAdaptor_TopolTool(Hsurface);
255         }
256         currentstate = anAdditionalTool->Classify(Puv,maxtol2d);
257         if(currentstate == TopAbs_ON)
258         {
259           currentstate = TopAbs_OUT;
260           //Find out nearest edge and it's tolerance
261           anExp.Init(face, TopAbs_EDGE);
262           for(; anExp.More(); anExp.Next())
263           {
264             TopoDS_Edge anE = TopoDS::Edge(anExp.Current());
265             Standard_Real curtol = BRep_Tool::Tolerance(anE);
266             Standard_Real tol2d = Max(Hsurface->UResolution(curtol), Hsurface->VResolution(curtol));
267             tol2d = Max(tol2d, Tol);
268             Standard_Real f, l;
269             Handle(Geom2d_Curve) aPC = BRep_Tool::CurveOnSurface(anE, face, f, l);
270             Geom2dAPI_ProjectPointOnCurve aProj(Puv, aPC, f, l);
271             if(aProj.NbPoints() > 0)
272             {
273               Standard_Real d = aProj.LowerDistance();
274               if(d <= tol2d)
275               {
276                 //Nearest edge is found, state is really ON
277                 currentstate = TopAbs_ON;
278                 break;
279               }
280             }
281           }
282         }
283       }
284       if(currentstate==TopAbs_IN || currentstate==TopAbs_ON) { 
285         Standard_Real HICSW = HICSPointindex.W();
286         if(HICSW >= parinf && HICSW <= parsup ) { 
287           Standard_Real U          = HICSPointindex.U();
288           Standard_Real V          = HICSPointindex.V();
289           Standard_Real W          = HICSW; 
290           IntCurveSurface_TransitionOnCurve transition = HICSPointindex.Transition();
291           gp_Pnt pnt        = HICSPointindex.Pnt();
292           //      state      = currentstate;
293           //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:10 2003 OCC578 Begin
294           Standard_Integer anIntState = (currentstate == TopAbs_IN) ? 0 : 1;
295           //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:11 2003 OCC578 End
296
297           if(transition != IntCurveSurface_Tangent && face.Orientation()==TopAbs_REVERSED) { 
298             if(transition == IntCurveSurface_In) 
299               transition = IntCurveSurface_Out;
300             else 
301               transition = IntCurveSurface_In;
302           }
303           //----- Insertion du point 
304           if(nbpnt==0) { 
305             IntCurveSurface_IntersectionPoint PPP(pnt,U,V,W,transition);
306             SeqPnt.Append(PPP);
307             //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:10 2003 OCC578 Begin
308             mySeqState.Append(anIntState);
309             //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:11 2003 OCC578 End
310           }
311           else { 
312             Standard_Integer i = 1;
313             Standard_Integer b = nbpnt+1;                    
314             while(i<=nbpnt) {
315               const IntCurveSurface_IntersectionPoint& Pnti=SeqPnt.Value(i);
316               Standard_Real wi = Pnti.W();
317               if(wi >= W) { b=i; i=nbpnt; }
318               i++;
319             }
320             IntCurveSurface_IntersectionPoint PPP(pnt,U,V,W,transition);
321             //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:10 2003 OCC578 Begin
322             //      if(b>nbpnt)          { SeqPnt.Append(PPP); } 
323             //      else if(b>0)             { SeqPnt.InsertBefore(b,PPP); } 
324             if(b>nbpnt) {
325               SeqPnt.Append(PPP);
326               mySeqState.Append(anIntState);
327             } else if(b>0) {
328               SeqPnt.InsertBefore(b,PPP);
329               mySeqState.InsertBefore(b, anIntState);
330             }
331             //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:11 2003 OCC578 End
332           }
333
334
335           nbpnt++;
336         } 
337       } //-- classifier state is IN or ON
338     } //-- Loop on Intersection points.
339   } //-- HICS.IsDone()
340   else if (HICS.IsDone())
341   {
342     myIsParallel = HICS.IsParallel();
343   }
344 }
345 //=======================================================================
346 //function : Perform
347 //purpose  : 
348 //=======================================================================
349 void IntCurvesFace_Intersector::Perform(const gp_Lin& L,
350                                         const Standard_Real ParMin,
351                                         const Standard_Real ParMax)
352
353   done = Standard_True;
354   SeqPnt.Clear();
355   mySeqState.Clear();
356   nbpnt = 0;
357   
358   IntCurveSurface_HInter HICS; 
359   Handle(Geom_Line) geomline = new Geom_Line(L);
360   GeomAdaptor_Curve LL(geomline);
361   Handle(GeomAdaptor_HCurve) HLL  = new GeomAdaptor_HCurve(LL);
362   Standard_Real parinf=ParMin;
363   Standard_Real parsup=ParMax;
364   //
365   if(PtrOnPolyhedron == NULL) { 
366     HICS.Perform(HLL,Hsurface);
367   }
368   else { 
369     Intf_Tool bndTool;
370     Bnd_Box   boxLine;
371     bndTool.LinBox
372       (L,
373        ((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron)->Bounding(),
374        boxLine);
375     if(bndTool.NbSegments() == 0) 
376       return;
377     for(Standard_Integer nbseg=1; nbseg<= bndTool.NbSegments(); nbseg++) { 
378       Standard_Real pinf = bndTool.BeginParam(nbseg);
379       Standard_Real psup = bndTool.EndParam(nbseg);
380       Standard_Real pppp = 0.05*(psup-pinf);
381       pinf-=pppp;
382       psup+=pppp;
383       if((psup - pinf)<1e-10) { pinf-=1e-10; psup+=1e-10; } 
384       if(nbseg==1) { parinf=pinf; parsup=psup; }
385       else { 
386         if(parinf>pinf) parinf = pinf;
387         if(parsup<psup) parsup = psup;
388       }
389     }
390     if(parinf>ParMax) { return; } 
391     if(parsup<ParMin) { return; }
392     if(parinf<ParMin) parinf=ParMin;
393     if(parsup>ParMax) parsup=ParMax;
394     if(parinf>(parsup-1e-9)) return; 
395     IntCurveSurface_ThePolygonOfHInter polygon(HLL,
396                                                parinf,
397                                                parsup,
398                                                2);
399 #if OPTIMISATION
400     if(PtrOnBndBounding==NULL) { 
401       PtrOnBndBounding = (Bnd_BoundSortBox *) new Bnd_BoundSortBox();
402       IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *thePolyh=
403         (IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron;
404       ((Bnd_BoundSortBox *)(PtrOnBndBounding))->
405         Initialize(IntCurveSurface_ThePolyhedronToolOfHInter::Bounding(*thePolyh),
406                    IntCurveSurface_ThePolyhedronToolOfHInter::ComponentsBounding(*thePolyh));
407     }
408     HICS.Perform(HLL,
409                  polygon,
410                  Hsurface,
411                  *((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron),
412                  *((Bnd_BoundSortBox *)PtrOnBndBounding));
413 #else
414     HICS.Perform(HLL,
415                  polygon,
416                  Hsurface,
417                  *((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron));
418 #endif
419   }
420   
421   InternalCall(HICS,parinf,parsup);
422 }
423 //=======================================================================
424 //function : Perform
425 //purpose  : 
426 //=======================================================================
427 void IntCurvesFace_Intersector::Perform(const Handle(Adaptor3d_HCurve)& HCu,
428                                         const Standard_Real ParMin,
429                                         const Standard_Real ParMax) 
430
431   done = Standard_True;
432   SeqPnt.Clear();
433   //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:10 2003 OCC578 Begin
434   mySeqState.Clear();
435   //  Modified by skv - Wed Sep  3 16:14:11 2003 OCC578 End
436   nbpnt = 0;
437   IntCurveSurface_HInter            HICS; 
438   
439   //-- 
440   Standard_Real parinf=ParMin;
441   Standard_Real parsup=ParMax;
442
443   if(PtrOnPolyhedron == NULL) { 
444     HICS.Perform(HCu,Hsurface);
445   }
446   else { 
447     parinf = IntCurveSurface_TheHCurveTool::FirstParameter(HCu);
448     parsup = IntCurveSurface_TheHCurveTool::LastParameter(HCu);
449     if(parinf<ParMin) parinf = ParMin;
450     if(parsup>ParMax) parsup = ParMax;
451     if(parinf>(parsup-1e-9)) return; 
452     Standard_Integer nbs;
453     nbs = IntCurveSurface_TheHCurveTool::NbSamples(HCu,parinf,parsup);
454     
455     IntCurveSurface_ThePolygonOfHInter polygon(HCu,
456                                                parinf,
457                                                parsup,
458                                                nbs);
459 #if OPTIMISATION
460     if(PtrOnBndBounding==NULL) { 
461       PtrOnBndBounding = (Bnd_BoundSortBox *) new Bnd_BoundSortBox();
462       IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *thePolyh=(IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron;
463       ((Bnd_BoundSortBox *)(PtrOnBndBounding))->Initialize(IntCurveSurface_ThePolyhedronToolOfHInter::Bounding(*thePolyh),
464                                                            IntCurveSurface_ThePolyhedronToolOfHInter::ComponentsBounding(*thePolyh));
465     }
466     HICS.Perform(HCu,
467                  polygon,
468                  Hsurface,
469                  *((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron),
470                  *((Bnd_BoundSortBox *)PtrOnBndBounding));
471 #else
472     HICS.Perform(HCu,
473                  polygon,
474                  Hsurface,
475                  *((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron));
476 #endif
477   }
478   InternalCall(HICS,parinf,parsup);
479 }
480
481 //============================================================================
482 Bnd_Box IntCurvesFace_Intersector::Bounding() const {
483   if(PtrOnPolyhedron !=NULL) {
484     return(((IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron)->Bounding());
485   }
486   else { 
487     Bnd_Box B;
488     return(B);
489   }
490 }
491 TopAbs_State IntCurvesFace_Intersector::ClassifyUVPoint(const gp_Pnt2d& Puv) const { 
492   TopAbs_State state = myTopolTool->Classify(Puv,1e-7);
493   return(state);
494 }
495 //============================================================================
496 void IntCurvesFace_Intersector::Destroy() { 
497   if(PtrOnPolyhedron !=NULL) { 
498     delete (IntCurveSurface_ThePolyhedronOfHInter *)PtrOnPolyhedron;
499     PtrOnPolyhedron = NULL;
500   }
501   if(PtrOnBndBounding !=NULL) { 
502     delete (Bnd_BoundSortBox *)PtrOnBndBounding;
503     PtrOnBndBounding=NULL;
504   }
505 }
506
507  void IntCurvesFace_Intersector::SetUseBoundToler(Standard_Boolean UseBToler)
508  {
509    myUseBoundTol = UseBToler;
510  }
511
512  Standard_Boolean IntCurvesFace_Intersector::GetUseBoundToler() const
513  {
514    return myUseBoundTol;
515  }
516