0032183: Visualization - implement AIS_LightSource::ProcessDragging() for rotating...
[occt.git] / src / SelectMgr / SelectMgr_RectangularFrustum.cxx
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14 // commercial license or contractual agreement.
15
16 #include <SelectMgr_RectangularFrustum.hxx>
17
18 #include <BVH_Tools.hxx>
19 #include <gp_Pln.hxx>
20 #include <NCollection_Vector.hxx>
21 #include <Poly_Array1OfTriangle.hxx>
22 #include <SelectMgr_FrustumBuilder.hxx>
23 #include <SelectMgr_ViewClipRange.hxx>
24
25 // =======================================================================
26 // function : Constructor
27 // purpose  :
28 // =======================================================================
29 SelectMgr_RectangularFrustum::SelectMgr_RectangularFrustum()
30   : myScale(1.0)
31 {
32 }
33
34 // =======================================================================
35 // function : segmentSegmentDistance
36 // purpose  :
37 // =======================================================================
38 void SelectMgr_RectangularFrustum::segmentSegmentDistance (const gp_Pnt& theSegPnt1,
39                                                            const gp_Pnt& theSegPnt2,
40                                                            SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
41 {
42   gp_XYZ anU = theSegPnt2.XYZ() - theSegPnt1.XYZ();
43   gp_XYZ aV = myFarPickedPnt.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ(); // use unnormalized vector instead of myViewRayDir to clip solutions behind Far plane
44   gp_XYZ aW = theSegPnt1.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ();
45
46   Standard_Real anA = anU.Dot (anU);
47   Standard_Real aB = anU.Dot (aV);
48   Standard_Real aC = aV.Dot (aV);
49   Standard_Real aD = anU.Dot (aW);
50   Standard_Real anE = aV.Dot (aW);
51   Standard_Real aCoef = anA * aC - aB * aB;
52   Standard_Real aSn = aCoef;
53   Standard_Real aTc, aTn, aTd = aCoef;
54
55   if (aCoef < gp::Resolution())
56   {
57     aTn = anE;
58     aTd = aC;
59   }
60   else
61   {
62     aSn = (aB * anE - aC * aD);
63     aTn = (anA * anE - aB * aD);
64     if (aSn < 0.0)
65     {
66       aTn = anE;
67       aTd = aC;
68     }
69     else if (aSn > aCoef)
70     {
71       aTn = anE + aB;
72       aTd = aC;
73     }
74   }
75
76   if (aTn < 0.0)
77   {
78     aTn = 0.0;
79   }
80   else if (aTn > aTd)
81   {
82     aTn = aTd;
83   }
84   aTc = (Abs (aTd) < gp::Resolution() ? 0.0 : aTn / aTd);
85
86   const gp_Pnt aClosestPnt = myNearPickedPnt.XYZ() + aV * aTc;
87   thePickResult.SetDepth (myNearPickedPnt.Distance (aClosestPnt) * myScale);
88
89   const gp_Vec aPickedVec = aClosestPnt.XYZ() - theSegPnt1.XYZ();
90   const gp_Vec aFigureVec = theSegPnt2.XYZ()  - theSegPnt1.XYZ();
91   const Standard_Real aPickedVecMod = aPickedVec.Magnitude();
92   const Standard_Real aFigureVecMod = aFigureVec.Magnitude();
93   if (aPickedVecMod <= gp::Resolution()
94    || aFigureVecMod <= gp::Resolution())
95   {
96     thePickResult.SetPickedPoint (aClosestPnt);
97     return;
98   }
99
100   const Standard_Real aCosOfAngle = aFigureVec.Dot (aPickedVec) / (aPickedVecMod * aFigureVecMod);
101   const Standard_Real aSegPntShift = Min(aFigureVecMod, Max(0.0, aCosOfAngle * aPickedVecMod));
102   thePickResult.SetPickedPoint (theSegPnt1.XYZ() + aFigureVec.XYZ() * (aSegPntShift / aFigureVecMod));
103 }
104
105 // =======================================================================
106 // function : segmentPlaneIntersection
107 // purpose  :
108 // =======================================================================
109 bool SelectMgr_RectangularFrustum::segmentPlaneIntersection (const gp_Vec& thePlane,
110                                                              const gp_Pnt& thePntOnPlane,
111                                                              SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
112 {
113   gp_XYZ anU = myFarPickedPnt.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ(); // use unnormalized vector instead of myViewRayDir to clip solutions behind Far plane by > 1.0 check
114   gp_XYZ aW = myNearPickedPnt.XYZ() - thePntOnPlane.XYZ();
115   Standard_Real aD = thePlane.Dot (anU);
116   Standard_Real aN = -thePlane.Dot (aW);
117
118   if (Abs (aD) < Precision::Confusion())
119   {
120     if (Abs (aN) < Precision::Angular())
121     {
122       thePickResult.Invalidate();
123       return false;
124     }
125     else
126     {
127       thePickResult.Invalidate();
128       return false;
129     }
130   }
131
132   Standard_Real aParam = aN / aD;
133   if (aParam < 0.0 || aParam > 1.0) // > 1.0 check could be removed for an infinite ray and anU=myViewRayDir
134   {
135     thePickResult.Invalidate();
136     return false;
137   }
138
139   gp_Pnt aClosestPnt = myNearPickedPnt.XYZ() + anU * aParam;
140   thePickResult.SetDepth (myNearPickedPnt.Distance (aClosestPnt) * myScale);
141   return true;
142 }
143
144 namespace
145 {
146   // =======================================================================
147   // function : computeFrustum
148   // purpose  : Computes base frustum data: its vertices and edge directions
149   // =======================================================================
150   void computeFrustum (const gp_Pnt2d theMinPnt, const gp_Pnt2d& theMaxPnt,
151                        const Handle(SelectMgr_FrustumBuilder)& theBuilder,
152                        gp_Pnt* theVertices, gp_Vec* theEdges)
153   {
154     // LeftTopNear
155     theVertices[0] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMinPnt.X(),
156                                                         theMaxPnt.Y(),
157                                                         0.0);
158     // LeftTopFar
159     theVertices[1] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMinPnt.X(),
160                                                         theMaxPnt.Y(),
161                                                         1.0);
162     // LeftBottomNear
163     theVertices[2] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMinPnt.X(),
164                                                         theMinPnt.Y(),
165                                                         0.0);
166     // LeftBottomFar
167     theVertices[3] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMinPnt.X(),
168                                                         theMinPnt.Y(),
169                                                         1.0);
170     // RightTopNear
171     theVertices[4] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMaxPnt.X(),
172                                                         theMaxPnt.Y(),
173                                                         0.0);
174     // RightTopFar
175     theVertices[5] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMaxPnt.X(),
176                                                         theMaxPnt.Y(),
177                                                         1.0);
178     // RightBottomNear
179     theVertices[6] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMaxPnt.X(),
180                                                         theMinPnt.Y(),
181                                                         0.0);
182     // RightBottomFar
183     theVertices[7] = theBuilder->ProjectPntOnViewPlane (theMaxPnt.X(),
184                                                         theMinPnt.Y(),
185                                                         1.0);
186
187     // Horizontal
188     theEdges[0] = theVertices[4].XYZ() - theVertices[0].XYZ();
189     // Vertical
190     theEdges[1] = theVertices[2].XYZ() - theVertices[0].XYZ();
191     // LeftLower
192     theEdges[2] = theVertices[2].XYZ() - theVertices[3].XYZ();
193     // RightLower
194     theEdges[3] = theVertices[6].XYZ() - theVertices[7].XYZ();
195     // LeftUpper
196     theEdges[4] = theVertices[0].XYZ() - theVertices[1].XYZ();
197     // RightUpper
198     theEdges[5] = theVertices[4].XYZ() - theVertices[5].XYZ();
199   }
200
201   // =======================================================================
202   // function : computeNormals
203   // purpose  : Computes normals to frustum faces
204   // =======================================================================
205   void computeNormals (const gp_Vec* theEdges, gp_Vec* theNormals)
206   {
207     // Top
208     theNormals[0] = theEdges[0].Crossed (theEdges[4]);
209     // Bottom
210     theNormals[1] = theEdges[2].Crossed (theEdges[0]);
211     // Left
212     theNormals[2] = theEdges[4].Crossed (theEdges[1]);
213     // Right
214     theNormals[3] = theEdges[1].Crossed (theEdges[5]);
215     // Near
216     theNormals[4] = theEdges[0].Crossed (theEdges[1]);
217     // Far
218     theNormals[5] = -theNormals[4];
219   }
220 }
221
222 // =======================================================================
223 // function : cacheVertexProjections
224 // purpose  : Caches projection of frustum's vertices onto its plane directions
225 //            and {i, j, k}
226 // =======================================================================
227 void SelectMgr_RectangularFrustum::cacheVertexProjections (SelectMgr_RectangularFrustum* theFrustum) const
228 {
229   if (theFrustum->Camera()->IsOrthographic())
230   {
231     // project vertices onto frustum normals
232     // Since orthographic view volume's faces are always a pairwise translation of
233     // one another, only 2 vertices that belong to opposite faces can be projected
234     // to simplify calculations.
235     Standard_Integer aVertIdxs[6] = { LeftTopNear, LeftBottomNear,       // opposite planes in height direction
236                                       LeftBottomNear, RightBottomNear,   // opposite planes in width direcion
237                                       LeftBottomFar, RightBottomNear };  // opposite planes in depth direction
238     for (Standard_Integer aPlaneIdx = 0; aPlaneIdx < 5; aPlaneIdx += 2)
239     {
240       Standard_Real aProj1 = theFrustum->myPlanes[aPlaneIdx].XYZ().Dot (theFrustum->myVertices[aVertIdxs[aPlaneIdx]].XYZ());
241       Standard_Real aProj2 = theFrustum->myPlanes[aPlaneIdx].XYZ().Dot (theFrustum->myVertices[aVertIdxs[aPlaneIdx + 1]].XYZ());
242       theFrustum->myMinVertsProjections[aPlaneIdx] = Min (aProj1, aProj2);
243       theFrustum->myMaxVertsProjections[aPlaneIdx] = Max (aProj1, aProj2);
244     }
245   }
246   else
247   {
248     // project all vertices onto frustum normals
249     for (Standard_Integer aPlaneIdx = 0; aPlaneIdx < 6; ++aPlaneIdx)
250     {
251       Standard_Real aMax = -DBL_MAX;
252       Standard_Real aMin = DBL_MAX;
253       const gp_XYZ& aPlane = theFrustum->myPlanes[aPlaneIdx].XYZ();
254       for (Standard_Integer aVertIdx = 0; aVertIdx < 8; ++aVertIdx)
255       {
256         Standard_Real aProjection = aPlane.Dot (theFrustum->myVertices[aVertIdx].XYZ());
257         aMin = Min (aMin, aProjection);
258         aMax = Max (aMax, aProjection);
259       }
260       theFrustum->myMinVertsProjections[aPlaneIdx] = aMin;
261       theFrustum->myMaxVertsProjections[aPlaneIdx] = aMax;
262     }
263   }
264
265   // project vertices onto {i, j, k}
266   for (Standard_Integer aDim = 0; aDim < 3; ++aDim)
267   {
268     Standard_Real aMax = -DBL_MAX;
269     Standard_Real aMin = DBL_MAX;
270     for (Standard_Integer aVertIdx = 0; aVertIdx < 8; ++aVertIdx)
271     {
272       const gp_XYZ& aVert = theFrustum->myVertices[aVertIdx].XYZ();
273       aMax = Max (aVert.GetData()[aDim], aMax);
274       aMin = Min (aVert.GetData()[aDim], aMin);
275     }
276     theFrustum->myMaxOrthoVertsProjections[aDim] = aMax;
277     theFrustum->myMinOrthoVertsProjections[aDim] = aMin;
278   }
279 }
280
281 // =======================================================================
282 // function : Init
283 // purpose  :
284 // =======================================================================
285 void SelectMgr_RectangularFrustum::Init (const gp_Pnt2d &thePoint)
286 {
287   mySelectionType = SelectMgr_SelectionType_Point;
288   mySelRectangle.SetMousePos (thePoint);
289 }
290
291 // =======================================================================
292 // function : Init
293 // purpose  :
294 // =======================================================================
295 void SelectMgr_RectangularFrustum::Init (const gp_Pnt2d& theMinPnt,
296                                          const gp_Pnt2d& theMaxPnt)
297 {
298   mySelectionType = SelectMgr_SelectionType_Box;
299   mySelRectangle.SetMinPnt (theMinPnt);
300   mySelRectangle.SetMaxPnt (theMaxPnt);
301 }
302
303 // =======================================================================
304 // function : Build
305 // purpose  :
306 // =======================================================================
307 void SelectMgr_RectangularFrustum::Build()
308 {
309   Standard_ASSERT_RAISE (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
310     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Build() should be called after selection frustum initialization");
311   gp_Pnt2d aMinPnt, aMaxPnt;
312   if (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point)
313   {
314     const gp_Pnt2d& aMousePos = mySelRectangle.MousePos();
315     myNearPickedPnt = myBuilder->ProjectPntOnViewPlane (aMousePos.X(), aMousePos.Y(), 0.0);
316     myFarPickedPnt  = myBuilder->ProjectPntOnViewPlane (aMousePos.X(), aMousePos.Y(), 1.0);
317
318     aMinPnt.SetCoord (aMousePos.X() - myPixelTolerance * 0.5,
319                       aMousePos.Y() - myPixelTolerance * 0.5);
320     aMaxPnt.SetCoord (aMousePos.X() + myPixelTolerance * 0.5,
321                       aMousePos.Y() + myPixelTolerance * 0.5);
322   }
323   else
324   {
325     aMinPnt = mySelRectangle.MinPnt();
326     aMaxPnt = mySelRectangle.MaxPnt();
327     myNearPickedPnt = myBuilder->ProjectPntOnViewPlane ((aMinPnt.X() + aMaxPnt.X()) * 0.5,
328                                                         (aMinPnt.Y() + aMaxPnt.Y()) * 0.5,
329                                                         0.0);
330     myFarPickedPnt  = myBuilder->ProjectPntOnViewPlane ((aMinPnt.X() + aMaxPnt.X()) * 0.5,
331                                                         (aMinPnt.Y() + aMaxPnt.Y()) * 0.5,
332                                                         1.0);
333   }
334
335   myViewRayDir = myFarPickedPnt.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ();
336
337   // calculate base frustum characteristics: vertices and edge directions
338   computeFrustum (aMinPnt, aMaxPnt, myBuilder, myVertices, myEdgeDirs);
339
340   // compute frustum normals
341   computeNormals (myEdgeDirs, myPlanes);
342
343   // compute vertices projections onto frustum normals and
344   // {i, j, k} vectors and store them to corresponding class fields
345   cacheVertexProjections (this);
346
347   myScale = 1.0;
348 }
349
350 // =======================================================================
351 // function : ScaleAndTransform
352 // purpose  : IMPORTANT: Scaling makes sense only for frustum built on a single point!
353 //            Note that this method does not perform any checks on type of the frustum.
354 //            Returns a copy of the frustum resized according to the scale factor given
355 //            and transforms it using the matrix given.
356 //            There are no default parameters, but in case if:
357 //                - transformation only is needed: @theScaleFactor must be initialized
358 //                  as any negative value;
359 //                - scale only is needed: @theTrsf must be set to gp_Identity.
360 // =======================================================================
361 Handle(SelectMgr_BaseIntersector) SelectMgr_RectangularFrustum::ScaleAndTransform (const Standard_Integer theScaleFactor,
362                                                                                    const gp_GTrsf& theTrsf,
363                                                                                    const Handle(SelectMgr_FrustumBuilder)& theBuilder) const
364 {
365   Standard_ASSERT_RAISE (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
366     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::ScaleAndTransform() should be called after selection frustum initialization");
367
368   Standard_ASSERT_RAISE (theScaleFactor >= 0,
369     "Error! Pixel tolerance for selection should not be negative");
370
371   Handle(SelectMgr_RectangularFrustum) aRes = new SelectMgr_RectangularFrustum();
372   const Standard_Boolean isToScale = theScaleFactor != 1;
373   const Standard_Boolean isToTrsf  = theTrsf.Form() != gp_Identity;
374
375   if (!isToScale && !isToTrsf)
376   {
377     aRes->SetBuilder (theBuilder);
378     return aRes;
379   }
380
381   aRes->SetCamera (myCamera);
382   const SelectMgr_RectangularFrustum* aRef = this;
383
384   if (isToScale)
385   {
386     aRes->myNearPickedPnt = myNearPickedPnt;
387     aRes->myFarPickedPnt  = myFarPickedPnt;
388     aRes->myViewRayDir    = myViewRayDir;
389
390     const gp_Pnt2d& aMousePos = mySelRectangle.MousePos();
391     const gp_Pnt2d aMinPnt (aMousePos.X() - theScaleFactor * 0.5,
392                             aMousePos.Y() - theScaleFactor * 0.5);
393     const gp_Pnt2d aMaxPnt (aMousePos.X() + theScaleFactor * 0.5,
394                             aMousePos.Y() + theScaleFactor * 0.5);
395
396     // recompute base frustum characteristics from scratch
397     computeFrustum (aMinPnt, aMaxPnt, myBuilder, aRes->myVertices, aRes->myEdgeDirs);
398
399     aRef = aRes.get();
400   }
401
402   if (isToTrsf)
403   {
404     const Standard_Real aRefScale = aRef->myFarPickedPnt.SquareDistance (aRef->myNearPickedPnt);
405
406     gp_Pnt aPoint = aRef->myNearPickedPnt;
407     theTrsf.Transforms (aPoint.ChangeCoord());
408     aRes->myNearPickedPnt = aPoint;
409
410     aPoint.SetXYZ (aRef->myFarPickedPnt.XYZ());
411     theTrsf.Transforms (aPoint.ChangeCoord());
412     aRes->myFarPickedPnt = aPoint;
413
414     aRes->myViewRayDir = aRes->myFarPickedPnt.XYZ() - aRes->myNearPickedPnt.XYZ();
415
416     for (Standard_Integer anIt = 0; anIt < 8; anIt++)
417     {
418       aPoint = aRef->myVertices[anIt];
419       theTrsf.Transforms (aPoint.ChangeCoord());
420       aRes->myVertices[anIt] = aPoint;
421     }
422
423     // Horizontal
424     aRes->myEdgeDirs[0] = aRes->myVertices[4].XYZ() - aRes->myVertices[0].XYZ();
425     // Vertical
426     aRes->myEdgeDirs[1] = aRes->myVertices[2].XYZ() - aRes->myVertices[0].XYZ();
427     // LeftLower
428     aRes->myEdgeDirs[2] = aRes->myVertices[2].XYZ() - aRes->myVertices[3].XYZ();
429     // RightLower
430     aRes->myEdgeDirs[3] = aRes->myVertices[6].XYZ() - aRes->myVertices[7].XYZ();
431     // LeftUpper
432     aRes->myEdgeDirs[4] = aRes->myVertices[0].XYZ() - aRes->myVertices[1].XYZ();
433     // RightUpper
434     aRes->myEdgeDirs[5] = aRes->myVertices[4].XYZ() - aRes->myVertices[5].XYZ();
435
436     // Compute scale to transform depth from local coordinate system to world coordinate system
437     aRes->myScale = Sqrt (aRefScale / aRes->myFarPickedPnt.SquareDistance (aRes->myNearPickedPnt));
438   }
439
440   aRes->SetBuilder (theBuilder);
441
442   // compute frustum normals
443   computeNormals (aRes->myEdgeDirs, aRes->myPlanes);
444
445   cacheVertexProjections (aRes.get());
446
447   aRes->mySelectionType = mySelectionType;
448   aRes->mySelRectangle = mySelRectangle;
449   return aRes;
450 }
451
452 // =======================================================================
453 // function : IsScalable
454 // purpose  :
455 // =======================================================================
456 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::IsScalable() const
457 {
458   return mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point;
459 }
460
461 // =======================================================================
462 // function : OverlapsBox
463 // purpose  : Returns true if selecting volume is overlapped by
464 //            axis-aligned bounding box with minimum corner at point
465 //            theMinPnt and maximum at point theMaxPnt
466 // =======================================================================
467 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsBox (const SelectMgr_Vec3& theBoxMin,
468                                                             const SelectMgr_Vec3& theBoxMax,
469                                                             Standard_Boolean*     theInside) const
470 {
471   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
472     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
473
474   return hasBoxOverlap (theBoxMin, theBoxMax, theInside);
475 }
476
477 // =======================================================================
478 // function : OverlapsBox
479 // purpose  : SAT intersection test between defined volume and
480 //            given axis-aligned box
481 // =======================================================================
482 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsBox (const SelectMgr_Vec3& theBoxMin,
483                                                             const SelectMgr_Vec3& theBoxMax,
484                                                             const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
485                                                             SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
486 {
487   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
488     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
489
490   if (!hasBoxOverlap (theBoxMin, theBoxMax))
491     return Standard_False;
492
493   Standard_Real aDepth = 0.0;
494   BVH_Ray<Standard_Real, 3> aRay(SelectMgr_Vec3(myNearPickedPnt.X(), myNearPickedPnt.Y(), myNearPickedPnt.Z()),
495                                  SelectMgr_Vec3(myViewRayDir.X(), myViewRayDir.Y(), myViewRayDir.Z()));
496   Standard_Real aTimeEnter, aTimeLeave;
497   if (!BVH_Tools<Standard_Real, 3>::RayBoxIntersection (aRay, theBoxMin, theBoxMax, aTimeEnter, aTimeLeave))
498   {
499     gp_Pnt aNearestPnt (RealLast(), RealLast(), RealLast());
500     aNearestPnt.SetX (Max (Min (myNearPickedPnt.X(), theBoxMax.x()), theBoxMin.x()));
501     aNearestPnt.SetY (Max (Min (myNearPickedPnt.Y(), theBoxMax.y()), theBoxMin.y()));
502     aNearestPnt.SetZ (Max (Min (myNearPickedPnt.Z(), theBoxMax.z()), theBoxMin.z()));
503
504     aDepth = aNearestPnt.Distance (myNearPickedPnt);
505     thePickResult.SetDepth (aDepth);
506     return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
507   }
508
509   Bnd_Range aRange(Max (aTimeEnter, 0.0), aTimeLeave);
510   aRange.GetMin (aDepth);
511
512   if (!theClipRange.GetNearestDepth (aRange, aDepth))
513   {
514     return Standard_False;
515   }
516
517   thePickResult.SetDepth (aDepth);
518
519   return Standard_True;
520 }
521
522 // =======================================================================
523 // function : OverlapsPoint
524 // purpose  : Intersection test between defined volume and given point
525 // =======================================================================
526 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsPoint (const gp_Pnt& thePnt,
527                                                               const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
528                                                               SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
529 {
530   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
531     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
532
533   if (!hasPointOverlap (thePnt))
534     return Standard_False;
535
536   gp_XYZ aV = thePnt.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ();
537   const Standard_Real aDepth = aV.Dot (myViewRayDir.XYZ());
538
539   thePickResult.SetDepth (Abs (aDepth) * myScale);
540   thePickResult.SetPickedPoint (thePnt);
541
542   return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
543 }
544
545 // =======================================================================
546 // function : OverlapsPoint
547 // purpose  : Intersection test between defined volume and given point
548 // =======================================================================
549 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsPoint (const gp_Pnt& thePnt) const
550 {
551   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
552     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
553
554   return hasPointOverlap (thePnt);
555 }
556
557 // =======================================================================
558 // function : OverlapsSegment
559 // purpose  : Checks if line segment overlaps selecting frustum
560 // =======================================================================
561 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsSegment (const gp_Pnt& thePnt1,
562                                                                 const gp_Pnt& thePnt2,
563                                                                 const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
564                                                                 SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
565 {
566   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
567     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
568
569   if (!hasSegmentOverlap (thePnt1, thePnt2))
570     return Standard_False;
571
572   segmentSegmentDistance (thePnt1, thePnt2, thePickResult);
573
574   return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
575 }
576
577 // =======================================================================
578 // function : OverlapsPolygon
579 // purpose  : SAT intersection test between defined volume and given
580 //            ordered set of points, representing line segments. The test
581 //            may be considered of interior part or boundary line defined
582 //            by segments depending on given sensitivity type
583 // =======================================================================
584 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsPolygon (const TColgp_Array1OfPnt& theArrayOfPnts,
585                                                                 Select3D_TypeOfSensitivity theSensType,
586                                                                 const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
587                                                                 SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
588 {
589   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
590     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
591
592   if (theSensType == Select3D_TOS_BOUNDARY)
593   {
594     Standard_Integer aMatchingSegmentsNb = -1;
595     SelectBasics_PickResult aPickResult;
596     thePickResult.Invalidate();
597     const Standard_Integer aLower  = theArrayOfPnts.Lower();
598     const Standard_Integer anUpper = theArrayOfPnts.Upper();
599     for (Standard_Integer aPntIter = aLower; aPntIter <= anUpper; ++aPntIter)
600     {
601       const gp_Pnt& aStartPnt = theArrayOfPnts.Value (aPntIter);
602       const gp_Pnt& aEndPnt   = theArrayOfPnts.Value (aPntIter == anUpper ? aLower : (aPntIter + 1));
603       if (hasSegmentOverlap (aStartPnt, aEndPnt))
604       {
605         aMatchingSegmentsNb++;
606         segmentSegmentDistance (aStartPnt, aEndPnt, aPickResult);
607         thePickResult = SelectBasics_PickResult::Min (thePickResult, aPickResult);
608       }
609     }
610
611     if (aMatchingSegmentsNb == -1)
612       return Standard_False;
613   }
614   else if (theSensType == Select3D_TOS_INTERIOR)
615   {
616     gp_Vec aPolyNorm (gp_XYZ (RealLast(), RealLast(), RealLast()));
617     if (!hasPolygonOverlap (theArrayOfPnts, aPolyNorm))
618     {
619       return Standard_False;
620     }
621
622     if (aPolyNorm.Magnitude() <= Precision::Confusion())
623     {
624       // treat degenerated polygon as point
625       return OverlapsPoint (theArrayOfPnts.First(), theClipRange, thePickResult);
626     }
627     else if (!segmentPlaneIntersection (aPolyNorm, theArrayOfPnts.First(), thePickResult))
628     {
629       return Standard_False;
630     }
631   }
632
633   return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
634 }
635
636 // =======================================================================
637 // function : OverlapsTriangle
638 // purpose  : SAT intersection test between defined volume and given
639 //            triangle. The test may be considered of interior part or
640 //            boundary line defined by triangle vertices depending on
641 //            given sensitivity type
642 // =======================================================================
643 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsTriangle (const gp_Pnt& thePnt1,
644                                                                  const gp_Pnt& thePnt2,
645                                                                  const gp_Pnt& thePnt3,
646                                                                  Select3D_TypeOfSensitivity theSensType,
647                                                                  const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
648                                                                  SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
649 {
650   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
651     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
652
653   if (theSensType == Select3D_TOS_BOUNDARY)
654   {
655     const gp_Pnt aPntsArrayBuf[4] = { thePnt1, thePnt2, thePnt3, thePnt1 };
656     const TColgp_Array1OfPnt aPntsArray (aPntsArrayBuf[0], 1, 4);
657     return OverlapsPolygon (aPntsArray, Select3D_TOS_BOUNDARY, theClipRange, thePickResult);
658   }
659   else if (theSensType == Select3D_TOS_INTERIOR)
660   {
661     gp_Vec aTriangleNormal (gp_XYZ (RealLast(), RealLast(), RealLast()));
662     if (!hasTriangleOverlap (thePnt1, thePnt2, thePnt3, aTriangleNormal))
663     {
664       return Standard_False;
665     }
666
667     const gp_XYZ aTrEdges[3] = { thePnt2.XYZ() - thePnt1.XYZ(),
668                                  thePnt3.XYZ() - thePnt2.XYZ(),
669                                  thePnt1.XYZ() - thePnt3.XYZ() };
670           if (aTriangleNormal.SquareMagnitude() < gp::Resolution())
671     {
672       // consider degenerated triangle as point or segment
673       return aTrEdges[0].SquareModulus() > gp::Resolution()
674            ? OverlapsSegment (thePnt1, thePnt2, theClipRange, thePickResult)
675            : (aTrEdges[1].SquareModulus() > gp::Resolution()
676             ? OverlapsSegment (thePnt2, thePnt3, theClipRange, thePickResult)
677             : OverlapsPoint (thePnt1, theClipRange, thePickResult));
678     }
679
680     const gp_Pnt aPnts[3] = {thePnt1, thePnt2, thePnt3};
681     const Standard_Real anAlpha = aTriangleNormal.XYZ().Dot (myViewRayDir.XYZ());
682     if (Abs (anAlpha) < gp::Resolution())
683     {
684       // handle the case when triangle normal and selecting frustum direction are orthogonal
685       SelectBasics_PickResult aPickResult;
686       thePickResult.Invalidate();
687       for (Standard_Integer anEdgeIter = 0; anEdgeIter < 3; ++anEdgeIter)
688       {
689         const gp_Pnt& aStartPnt = aPnts[anEdgeIter];
690         const gp_Pnt& anEndPnt  = aPnts[anEdgeIter < 2 ? anEdgeIter + 1 : 0];
691         segmentSegmentDistance (aStartPnt, anEndPnt, aPickResult);
692         thePickResult = SelectBasics_PickResult::Min (thePickResult, aPickResult);
693       }
694       thePickResult.SetSurfaceNormal (aTriangleNormal);
695       return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
696     }
697
698     // check if intersection point belongs to triangle's interior part
699     const gp_XYZ anEdge = (thePnt1.XYZ() - myNearPickedPnt.XYZ()) * (1.0 / anAlpha);
700
701     const Standard_Real aTime = aTriangleNormal.Dot (anEdge);
702     const gp_XYZ aVec = myViewRayDir.XYZ().Crossed (anEdge);
703     const Standard_Real anU = aVec.Dot (aTrEdges[2]);
704     const Standard_Real aV  = aVec.Dot (aTrEdges[0]);
705
706     const Standard_Boolean isInterior = (aTime >= 0.0) && (anU >= 0.0) && (aV >= 0.0) && (anU + aV <= 1.0);
707     const gp_Pnt aPtOnPlane = myNearPickedPnt.XYZ() + myViewRayDir.XYZ() * aTime;
708     if (isInterior)
709     {
710       thePickResult.SetDepth (myNearPickedPnt.Distance (aPtOnPlane) * myScale);
711       thePickResult.SetPickedPoint (aPtOnPlane);
712       thePickResult.SetSurfaceNormal (aTriangleNormal);
713       return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
714     }
715
716     Standard_Real aMinDist = RealLast();
717     Standard_Integer aNearestEdgeIdx1 = -1;
718     for (Standard_Integer anEdgeIdx = 0; anEdgeIdx < 3; ++anEdgeIdx)
719     {
720       gp_XYZ aW = aPtOnPlane.XYZ() - aPnts[anEdgeIdx].XYZ();
721       Standard_Real aCoef = aTrEdges[anEdgeIdx].Dot (aW) / aTrEdges[anEdgeIdx].Dot (aTrEdges[anEdgeIdx]);
722       Standard_Real aDist = aPtOnPlane.Distance (aPnts[anEdgeIdx].XYZ() + aCoef * aTrEdges[anEdgeIdx]);
723       if (aDist < aMinDist)
724       {
725         aMinDist = aDist;
726         aNearestEdgeIdx1 = anEdgeIdx;
727       }
728     }
729     Standard_Integer aNearestEdgeIdx2 = (aNearestEdgeIdx1 + 1) % 3;
730     const gp_Vec aVec12 (aPnts[aNearestEdgeIdx1], aPnts[aNearestEdgeIdx2]);
731     if (aVec12.SquareMagnitude() > gp::Resolution()
732      && myViewRayDir.IsParallel (aVec12, Precision::Angular()))
733     {
734       aNearestEdgeIdx2 = aNearestEdgeIdx1 == 0 ? 2 : aNearestEdgeIdx1 - 1;
735     }
736     segmentSegmentDistance (aPnts[aNearestEdgeIdx1], aPnts[aNearestEdgeIdx2], thePickResult);
737     thePickResult.SetSurfaceNormal (aTriangleNormal);
738   }
739
740   return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
741 }
742
743 // =======================================================================
744 // function : GetMousePosition
745 // purpose  :
746 // =======================================================================
747 const gp_Pnt2d& SelectMgr_RectangularFrustum::GetMousePosition() const
748 {
749   if (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point)
750   {
751     return mySelRectangle.MousePos();
752   }
753   return base_type::GetMousePosition();
754 }
755
756 // =======================================================================
757 // function : OverlapsSphere
758 // purpose  :
759 // =======================================================================
760 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsSphere (const gp_Pnt& theCenter,
761                                                                const Standard_Real theRadius,
762                                                                const SelectMgr_ViewClipRange& theClipRange,
763                                                                SelectBasics_PickResult& thePickResult) const
764 {
765   Standard_ASSERT_RAISE (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
766     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
767   Standard_Real aTimeEnter = 0.0, aTimeLeave = 0.0;
768   if (!RaySphereIntersection (theCenter, theRadius, myNearPickedPnt, myViewRayDir, aTimeEnter, aTimeLeave))
769   {
770     return Standard_False;
771   }
772
773   thePickResult.SetDepth (aTimeEnter * myScale);
774   if (theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth()))
775   {
776     thePickResult.SetDepth (aTimeLeave * myScale);
777   }
778   gp_Pnt aPntOnSphere (myNearPickedPnt.XYZ() + myViewRayDir.XYZ() * thePickResult.Depth() / myScale);
779   gp_Vec aNormal (aPntOnSphere.XYZ() - theCenter.XYZ());
780   thePickResult.SetPickedPoint (aPntOnSphere);
781   thePickResult.SetSurfaceNormal (aNormal);
782   return !theClipRange.IsClipped (thePickResult.Depth());
783 }
784
785 // =======================================================================
786 // function : OverlapsSphere
787 // purpose  :
788 // =======================================================================
789 Standard_Boolean SelectMgr_RectangularFrustum::OverlapsSphere (const gp_Pnt& theCenter,
790                                                                const Standard_Real theRadius,
791                                                                Standard_Boolean* theInside) const
792 {
793   Standard_ASSERT_RAISE (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
794     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::Overlaps() should be called after selection frustum initialization");
795   return hasSphereOverlap (theCenter, theRadius, theInside);
796 }
797
798 // =======================================================================
799 // function : DistToGeometryCenter
800 // purpose  : Measures distance between 3d projection of user-picked
801 //            screen point and given point theCOG
802 // =======================================================================
803 Standard_Real SelectMgr_RectangularFrustum::DistToGeometryCenter (const gp_Pnt& theCOG) const
804 {
805   Standard_ASSERT_RAISE(mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point || mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Box,
806     "Error! SelectMgr_RectangularFrustum::DistToGeometryCenter() should be called after selection frustum initialization");
807
808   return theCOG.Distance (myNearPickedPnt) * myScale;
809 }
810
811 // =======================================================================
812 // function : DetectedPoint
813 // purpose  : Calculates the point on a view ray that was detected during
814 //            the run of selection algo by given depth
815 // =======================================================================
816 gp_Pnt SelectMgr_RectangularFrustum::DetectedPoint (const Standard_Real theDepth) const
817 {
818   Standard_ASSERT_RAISE (mySelectionType == SelectMgr_SelectionType_Point,
819     "SelectMgr_RectangularFrustum::DetectedPoint() should be called only for Point selection type");
820   return myNearPickedPnt.XYZ() + myViewRayDir.XYZ() * theDepth / myScale;
821 }
822
823 // =======================================================================
824 // function : GetPlanes
825 // purpose  :
826 // =======================================================================
827 void SelectMgr_RectangularFrustum::GetPlanes (NCollection_Vector<SelectMgr_Vec4>& thePlaneEquations) const
828 {
829   thePlaneEquations.Clear();
830
831   SelectMgr_Vec4 anEquation;
832   for (Standard_Integer aPlaneIdx = 0; aPlaneIdx < 6; ++aPlaneIdx)
833   {
834     const gp_Vec& aPlaneNorm = Camera()->IsOrthographic() && aPlaneIdx % 2 == 1 ?
835       myPlanes[aPlaneIdx - 1].Reversed() : myPlanes[aPlaneIdx];
836     anEquation.x() = aPlaneNorm.X();
837     anEquation.y() = aPlaneNorm.Y();
838     anEquation.z() = aPlaneNorm.Z();
839     anEquation.w() = - (aPlaneNorm.XYZ().Dot (myVertices[aPlaneIdx % 2 == 0 ? aPlaneIdx : aPlaneIdx + 2].XYZ()));
840     thePlaneEquations.Append (anEquation);
841   }
842 }
843
844 //=======================================================================
845 //function : DumpJson
846 //purpose  : 
847 //=======================================================================
848 void SelectMgr_RectangularFrustum::DumpJson (Standard_OStream& theOStream, Standard_Integer theDepth) const
849 {
850   OCCT_DUMP_CLASS_BEGIN (theOStream, SelectMgr_RectangularFrustum)
851   OCCT_DUMP_BASE_CLASS (theOStream, theDepth, SelectMgr_Frustum)
852
853   OCCT_DUMP_FIELD_VALUES_DUMPED (theOStream, theDepth, &myNearPickedPnt)
854   OCCT_DUMP_FIELD_VALUES_DUMPED (theOStream, theDepth, &myFarPickedPnt)
855   OCCT_DUMP_FIELD_VALUES_DUMPED (theOStream, theDepth, &myViewRayDir)
856   OCCT_DUMP_FIELD_VALUES_DUMPED (theOStream, theDepth, &mySelRectangle.MinPnt())
857   OCCT_DUMP_FIELD_VALUES_DUMPED (theOStream, theDepth, &mySelRectangle.MaxPnt())
858
859   OCCT_DUMP_FIELD_VALUE_NUMERICAL (theOStream, myScale)
860 }