src/ShapeAnalysis/ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties.cxx

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  13 //
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  15 // commercial license or contractual agreement.
  16
  17 // 25.12.98 pdn renaming of ShapeAnalysis_FreeBounds and ShapeAnalysis_Wire methods
  18 //szv#4 S4163
  19
  20 #include <BRep_Builder.hxx>
  21 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  22 #include <Geom_Curve.hxx>
  23 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  24 #include <gp_Pnt.hxx>
  25 #include <gp_Vec.hxx>
  26 #include <gp_XYZ.hxx>
  27 #include <Precision.hxx>
  28 #include <ShapeAnalysis_Edge.hxx>
  29 #include <ShapeAnalysis_FreeBoundData.hxx>
  30 #include <ShapeAnalysis_FreeBounds.hxx>
  31 #include <ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties.hxx>
  32 #include <ShapeAnalysis_Wire.hxx>
  33 #include <ShapeExtend_Explorer.hxx>
  34 #include <ShapeExtend_WireData.hxx>
  35 #include <TopoDS.hxx>
  36 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  37 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  38 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  39 #include <TopTools_HSequenceOfShape.hxx>
  40
  41 #define NbControl 23
  42
  43 static void ContourProperties(TopoDS_Wire wire,
  44                               Standard_Real& countourArea,
  45                               Standard_Real& countourLength)
  46 {
  47   Standard_Integer nbe = 0;
  48   Standard_Real length = 0.0;
  49   gp_XYZ area(.0,.0,.0);
  50   gp_XYZ prev, cont;
  51
  52   for (BRepTools_WireExplorer exp(wire); exp.More(); exp.Next()) {
  53     TopoDS_Edge Edge = exp.Current();  nbe++;
  54
  55     Standard_Real First, Last;
  56     Handle(Geom_Curve) c3d;
  57     ShapeAnalysis_Edge sae;
  58     if (!sae.Curve3d(Edge,c3d,First,Last)) continue;
  59
  60     Standard_Integer ibeg = 0;
  61     if ( nbe == 1 ) {
  62       gp_Pnt pntIni = c3d->Value(First);
  63       prev = pntIni.XYZ();
  64       cont = prev;
  65       ibeg = 1;
  66     }
  67
  68     for ( Standard_Integer i = ibeg; i < NbControl; i++) {
  69       Standard_Real prm = ((NbControl-1-i)*First + i*Last)/(NbControl-1);
  70       gp_Pnt pntCurr = c3d->Value(prm);
  71       gp_XYZ curr = pntCurr.XYZ();
  72       gp_XYZ delta = curr - prev;
  73       length += delta.Modulus();
  74       area += curr ^ prev;
  75       prev = curr;
  76     }
  77   }
  78
  79   area +=  cont ^ prev;
  80   countourArea = area.Modulus()/2;
  81   countourLength = length;
  82 }
  83
  84 //=======================================================================
  85 //function : ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties
  86 //purpose  : Empty constructor
  87 //=======================================================================
  88
  89 ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties()
  90 {
  91   myClosedFreeBounds = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
  92   myOpenFreeBounds   = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
  93   myTolerance = 0.;
  94 }
  95
  96 //=======================================================================
  97 //function : ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties
  98 //purpose  : Creates the object and calls corresponding Init.
  99 //           <shape> should be a compound of faces.
 100 //=======================================================================
 101
 102 ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties(const TopoDS_Shape& shape,
 103                                                                        const Standard_Real tolerance,
 104                                                                        const Standard_Boolean splitclosed,
 105                                                                        const Standard_Boolean splitopen)
 106 {
 107   myClosedFreeBounds = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
 108   myOpenFreeBounds   = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
 109   Init(shape, tolerance, splitclosed, splitopen);
 110 }
 111
 112 //=======================================================================
 113 //function : ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties
 114 //purpose  : Creates the object and calls corresponding Init.
 115 //           <shape> should be a compound of shells.
 116 //=======================================================================
 117
 118 ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties(const TopoDS_Shape& shape,
 119                                                                        const Standard_Boolean splitclosed,
 120                                                                        const Standard_Boolean splitopen)
 121 {
 122   myClosedFreeBounds = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
 123   myOpenFreeBounds   = new ShapeAnalysis_HSequenceOfFreeBounds();
 124   myTolerance =0.;
 125   Init(shape, splitclosed, splitopen);
 126 }
 127
 128 //=======================================================================
 129 //function : Init
 130 //purpose  : Initializes the object with given parameters.
 131 //           <shape> should be a compound of faces.
 132 //=======================================================================
 133
 134 void ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::Init(const TopoDS_Shape& shape,
 135                                               const Standard_Real tolerance,
 136                                               const Standard_Boolean splitclosed,
 137                                               const Standard_Boolean splitopen)
 138 {
 139   Init(shape, splitclosed, splitopen);
 140   myTolerance = tolerance;
 141 }
 142
 143
 144 //=======================================================================
 145 //function : Init
 146 //purpose  : Initializes the object with given parameters.
 147 //           <shape> should be a compound of shells.
 148 //=======================================================================
 149
 150 void ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::Init(const TopoDS_Shape& shape,
 151                                               const Standard_Boolean splitclosed,
 152                                               const Standard_Boolean splitopen)
 153 {
 154   myShape = shape;
 155   mySplitClosed = splitclosed;
 156   mySplitOpen = splitopen;
 157 }
 158
 159
 160 //=======================================================================
 161 //function : Perform
 162 //purpose  : Builds and analyzes free bounds of the shape.
 163 //           First calls ShapeAnalysis_FreeBounds for building free
 164 //           bounds.
 165 //           Then on each free bound computes its properties:
 166 //           - area of the contour,
 167 //           - perimeter of the contour,
 168 //           - ratio of average length to average width of the contour,
 169 //           - average width of contour,
 170 //           - notches on the contour and for each notch
 171 //            - maximum width of the notch.
 172 //returns:   True  - if no fails and free bounds are found,
 173 //           False - if fail or no free bounds are found
 174 //=======================================================================
 175
 176 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::Perform()
 177 {
 178   Standard_Boolean result = Standard_False;
 179   result |= DispatchBounds();
 180   result |= CheckNotches();
 181   result |= CheckContours();
 182   return result;
 183 }
 184
 185
 186 //=======================================================================
 187 //function : DispatchBounds
 188 //purpose  :
 189 //=======================================================================
 190
 191 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::DispatchBounds()
 192 {
 193   if (!IsLoaded()) return Standard_False;
 194
 195   TopoDS_Compound tmpClosedBounds, tmpOpenBounds;
 196   if ( myTolerance > 0.) {
 197     ShapeAnalysis_FreeBounds safb(myShape, myTolerance, mySplitClosed, mySplitOpen);
 198     tmpClosedBounds = safb.GetClosedWires();
 199     tmpOpenBounds   = safb.GetOpenWires();
 200   }
 201   else {
 202     ShapeAnalysis_FreeBounds safb(myShape, mySplitClosed, mySplitOpen);
 203     tmpClosedBounds = safb.GetClosedWires();
 204     tmpOpenBounds   = safb.GetOpenWires();
 205   }
 206
 207   ShapeExtend_Explorer shexpl;
 208   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) tmpSeq = shexpl.SeqFromCompound(tmpClosedBounds,Standard_False);
 209   Standard_Integer i; // svv Jan11 2000 : porting on DEC
 210   for (i = 1; i<=tmpSeq->Length(); i++) {
 211     TopoDS_Wire wire = TopoDS::Wire(tmpSeq->Value(i));
 212     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData= new ShapeAnalysis_FreeBoundData() ;
 213     fbData->SetFreeBound(wire);
 214     myClosedFreeBounds -> Append(fbData);
 215   }
 216
 217   Handle(TopTools_HSequenceOfShape) tmpSeq2 = shexpl.SeqFromCompound(tmpOpenBounds,Standard_False);
 218   for(i = 1; i<=tmpSeq2->Length(); i++) {
 219     TopoDS_Wire wire = TopoDS::Wire(tmpSeq2->Value(i));
 220     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData = new ShapeAnalysis_FreeBoundData;
 221     fbData->SetFreeBound(wire);
 222     myOpenFreeBounds -> Append(fbData);
 223   }
 224
 225   return Standard_True;
 226 }
 227
 228
 229 //=======================================================================
 230 //function : CheckNotches
 231 //purpose  :
 232 //=======================================================================
 233
 234 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::CheckNotches(const Standard_Real prec)
 235 {
 236   Standard_Integer i; // svv Jan11 2000 : porting on DEC
 237   for(i = 1; i <= myClosedFreeBounds->Length(); i++) {
 238     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData = myClosedFreeBounds->Value(i);
 239     CheckNotches(fbData, prec);
 240   }
 241   for( i = 1; i <= myOpenFreeBounds->Length(); i++) {
 242     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData = myOpenFreeBounds->Value(i);
 243     CheckNotches(fbData, prec);
 244   }
 245
 246   return Standard_True;
 247 }
 248
 249 //=======================================================================
 250 //function : CheckNotches
 251 //purpose  :
 252 //=======================================================================
 253
 254 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::CheckNotches(Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData)& fbData,
 255                                                                   const Standard_Real prec)
 256 {
 257   ShapeExtend_WireData swd(fbData->FreeBound());
 258   if (swd.NbEdges() > 1)
 259     for (Standard_Integer j=1; j <= swd.NbEdges(); j++) {
 260       TopoDS_Wire notch;
 261       Standard_Real dMax;
 262       if (CheckNotches(fbData->FreeBound(), j, notch, dMax, prec))
 263         fbData->AddNotch(notch, dMax);
 264     }
 265
 266   return Standard_True;
 267 }
 268
 269 //=======================================================================
 270 //function : CheckContours
 271 //purpose  :
 272 //=======================================================================
 273
 274 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::CheckContours(const Standard_Real prec)
 275 {
 276   Standard_Boolean status = Standard_False;
 277   Standard_Integer i; // svv Jan11 2000 : porting on DEC
 278   for( i = 1; i <= myClosedFreeBounds->Length(); i++) {
 279     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData = myClosedFreeBounds->Value(i);
 280     status |= FillProperties(fbData,prec);
 281   }
 282   for ( i = 1; i <= myOpenFreeBounds->Length(); i++) {
 283     Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData) fbData = myOpenFreeBounds->Value(i);
 284     status |= FillProperties(fbData,prec);
 285   }
 286
 287   return status;
 288 }
 289
 290
 291 //=======================================================================
 292 //function : CheckNotches
 293 //purpose  :
 294 //=======================================================================
 295
 296 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::CheckNotches(const TopoDS_Wire& wire,
 297                                                                   const Standard_Integer num,
 298                                                                   TopoDS_Wire& notch,
 299                                                                   Standard_Real& distMax,
 300                                                                   const Standard_Real /*prec*/)
 301 {
 302   Standard_Real tol = Max ( myTolerance, Precision::Confusion());
 303   Handle(ShapeExtend_WireData) wdt = new ShapeExtend_WireData(wire);
 304   BRep_Builder B;
 305   B.MakeWire(notch);
 306
 307   if ( (num <= 0)||(num > wdt->NbEdges()) ) return Standard_False;
 308
 309   Standard_Integer n1 = ( num > 0 ? num : wdt->NbEdges() );
 310   Standard_Integer n2 = ( n1  < wdt->NbEdges() ? n1+1 : 1 );
 311
 312   TopoDS_Edge E1 = wdt->Edge(n1);
 313   B.Add(notch,E1);
 314
 315   Handle(ShapeAnalysis_Wire) saw = new ShapeAnalysis_Wire;
 316   saw->Load(wdt);
 317   saw->SetPrecision(myTolerance);
 318   if ( saw->CheckSmall( n2, tol ) ) {
 319     B.Add(notch,wdt->Edge(n2));
 320     n2 = ( n2 < wdt->NbEdges() ? n2+1 : 1);
 321   }
 322
 323   TopoDS_Edge E2 = wdt->Edge(n2);
 324   B.Add(notch,E2);
 325
 326   Standard_Real First1, Last1, First2, Last2;
 327   Handle(Geom_Curve) c3d1, c3d2;
 328   ShapeAnalysis_Edge sae;
 329   //szv#4:S4163:12Mar99 optimized
 330   if ( !sae.Curve3d(E1, c3d1, First1, Last1) ||
 331        !sae.Curve3d(E2, c3d2, First2, Last2) ) return Standard_False;
 332
 333   gp_Pnt pnt;
 334   gp_Vec vec1, vec2;
 335   c3d1->D1(Last1, pnt, vec1);
 336   c3d2->D1(First2,pnt, vec2);
 337   if ( E1.Orientation() == TopAbs_REVERSED ) vec1.Reverse();
 338   if ( E2.Orientation() == TopAbs_REVERSED ) vec2.Reverse();
 339
 340   Standard_Real angl = Abs( vec1.Angle(vec2));
 341   if (angl > 0.95*M_PI) {
 342     distMax = .0;
 343     for (Standard_Integer i = 0; i < NbControl; i++) {
 344       Standard_Real prm = ((NbControl-1-i)*First1 + i*Last1)/(NbControl-1);
 345       gp_Pnt pntCurr = c3d1->Value(prm);
 346
 347       Standard_Real p1, p2;
 348       if ( First2 < Last2 ) {
 349         p1 = First2;
 350         p2 = Last2;
 351       }
 352       else {
 353         p1 = Last2;
 354         p2 = First2;
 355       }
 356
 357       //szv#4:S4163:12Mar99 warning
 358       GeomAPI_ProjectPointOnCurve ppc(pntCurr, c3d2, p1, p2);
 359       Standard_Real newDist = (ppc.NbPoints() ? ppc.LowerDistance() : 0);
 360       if ( newDist > distMax ) distMax = newDist;
 361     }
 362
 363     return Standard_True;
 364   }
 365
 366   return Standard_False;
 367 }
 368
 369
 370 //=======================================================================
 371 //function : FillProperties
 372 //purpose  :
 373 //=======================================================================
 374
 375 Standard_Boolean ShapeAnalysis_FreeBoundsProperties::FillProperties(Handle(ShapeAnalysis_FreeBoundData)& fbData,
 376                                                                     const Standard_Real /*prec*/)
 377 {
 378   Standard_Real area, length;
 379   ContourProperties(fbData->FreeBound(), area, length);
 380
 381   Standard_Real r = 0;
 382   Standard_Real aver = 0;
 383
 384   if ( length != 0. ) { //szv#4:S4163:12Mar99 anti-exception
 385     Standard_Real k =  area /(length*length); //szv#4:S4163:12Mar99
 386     //szv#4:S4163:12Mar99 optimized
 387     if ( k != 0. ) { //szv#4:S4163:12Mar99 anti-exception
 388       Standard_Real aux =  1. - 16.*k;
 389       if ( aux >= 0.) {
 390         r = (1. + sqrt(aux))/(8.*k);
 391         aver = length/(2.*r);
 392         r -= 1.;
 393       }
 394     }
 395   }
 396
 397   fbData->SetArea(area);
 398   fbData->SetPerimeter(length);
 399   fbData->SetRatio(r);
 400   fbData->SetWidth(aver);
 401
 402   return Standard_True;
 403 }