src/ShapeCustom/ShapeCustom_Surface.cxx

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   7 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
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  10 //
  11 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
  12 // commercial license or contractual agreement.
  13
  14 //abv 06.01.99 fix of misprint
  15 //:p6 abv 26.02.99: make ConvertToPeriodic() return Null if nothing done
  16 #include <ShapeCustom_Surface.ixx>
  17
  18 #include <gp_Ax3.hxx>
  19 #include <gp_Pnt.hxx>
  20 #include <gp_Vec.hxx>
  21 #include <gp_Pln.hxx>
  22 #include <gp_Cylinder.hxx>
  23
  24 #include <ElSLib.hxx>
  25 #include <TColgp_Array1OfPnt.hxx>
  26 #include <TColStd_Array1OfReal.hxx>
  27 #include <TColgp_Array2OfPnt.hxx>
  28 #include <TColStd_Array2OfReal.hxx>
  29 #include <TColStd_Array1OfInteger.hxx>
  30
  31 #include <Geom_Curve.hxx>
  32 #include <Geom_Plane.hxx>
  33 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  34 #include <Geom_BezierSurface.hxx>
  35 #include <Geom_SphericalSurface.hxx>
  36 #include <Geom_CylindricalSurface.hxx>
  37 #include <Geom_ConicalSurface.hxx>
  38 #include <Geom_ToroidalSurface.hxx>
  39 #include <GeomAdaptor_HSurface.hxx>
  40 #include <GeomAdaptor_Surface.hxx>
  41 #include <GeomAbs_SurfaceType.hxx>
  42
  43 #include <ShapeAnalysis_Geom.hxx>
  44 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  45
  46 //=======================================================================
  47 //function : ShapeCustom_Surface
  48 //purpose  :
  49 //=======================================================================
  50
  51 ShapeCustom_Surface::ShapeCustom_Surface() : myGap (0)
  52 {
  53 }
  54
  55 //=======================================================================
  56 //function : ShapeCustom_Surface
  57 //purpose  :
  58 //=======================================================================
  59
  60 ShapeCustom_Surface::ShapeCustom_Surface (const Handle(Geom_Surface)& S)
  61      : myGap (0)
  62 {
  63   Init ( S );
  64 }
  65
  66 //=======================================================================
  67 //function : Init
  68 //purpose  :
  69 //=======================================================================
  70
  71 void ShapeCustom_Surface::Init (const Handle(Geom_Surface)& S)
  72 {
  73   mySurf = S;
  74 }
  75
  76 //=======================================================================
  77 //function : ConvertToAnalytical
  78 //purpose  :
  79 //=======================================================================
  80
  81 Handle(Geom_Surface) ShapeCustom_Surface::ConvertToAnalytical (const Standard_Real tol,
  82                                                                const Standard_Boolean substitute)
  83 {
  84   Handle(Geom_Surface) newSurf;
  85
  86   Standard_Integer nUP, nVP, nCP, i, j , UDeg, VDeg;
  87   Standard_Real U1, U2, V1, V2, C1, C2, DU, DV, U=0, V=0;
  88   Handle(Geom_Curve) iso;
  89   Standard_Boolean uClosed = Standard_True;
  90
  91   // seuls cas traites : BSpline et Bezier
  92   Handle(Geom_BSplineSurface) theBSplneS =
  93     Handle(Geom_BSplineSurface)::DownCast(mySurf);
  94   if (theBSplneS.IsNull()) {
  95     Handle(Geom_BezierSurface) theBezierS =
  96       Handle(Geom_BezierSurface)::DownCast(mySurf);
  97     if (!theBezierS.IsNull()) {    // Bezier :
  98       nUP  = theBezierS->NbUPoles();
  99       nVP  = theBezierS->NbVPoles();
 100       UDeg = theBezierS->UDegree();
 101       VDeg = theBezierS->VDegree();
 102     }
 103     else return newSurf;           // non reconnu : terminus
 104   }
 105   else {                           // BSpline :
 106     nUP  = theBSplneS->NbUPoles();
 107     nVP  = theBSplneS->NbVPoles();
 108     UDeg = theBSplneS->UDegree();
 109     VDeg = theBSplneS->VDegree();
 110   }
 111
 112
 113   mySurf->Bounds(U1, U2, V1, V2);
 114 //  mySurf->Bounds(U1, U2, V1, V2);
 115   TColgp_Array1OfPnt p1(1, 3), p2(1, 3), p3(1, 3);
 116   TColStd_Array1OfReal R(1,3);
 117   gp_Pnt origPnt, resPnt;
 118   gp_Vec origD1U, resD1U, resD1V;
 119
 120   Standard_Boolean aCySpCo = Standard_False;
 121   Standard_Boolean aToroid = Standard_False;
 122   Standard_Boolean aPlanar = Standard_False;
 123
 124   if (nUP == 2 && nVP == 2) {
 125     if (UDeg == 1 && VDeg == 1) aPlanar = Standard_True;
 126   } else if (mySurf->IsUClosed()) {    // VRAI IsUClosed
 127     if (mySurf->IsVClosed())   aToroid = Standard_True;
 128     else                        aCySpCo = Standard_True;
 129   } else {
 130     if(mySurf->IsVClosed()) {    // VRAI IsVClosed
 131       aCySpCo = Standard_True;
 132       uClosed = Standard_False;
 133     }
 134   }
 135
 136   if (aPlanar) {
 137 //    NearestPlane ...
 138     TColgp_Array1OfPnt Pnts(1,4);
 139     Pnts.SetValue(1,mySurf->Value(U1,V1));
 140     Pnts.SetValue(2,mySurf->Value(U2,V1));
 141     Pnts.SetValue(3,mySurf->Value(U1,V2));
 142     Pnts.SetValue(4,mySurf->Value(U2,V2));
 143     gp_Pln aPln;// Standard_Real Dmax;
 144     Standard_Integer It = ShapeAnalysis_Geom::NearestPlane (Pnts,aPln,myGap/*Dmax*/);
 145
 146 //  ICI, on fabrique le plan, et zou
 147     if (It == 0 || myGap/*Dmax*/ > tol) return newSurf;    //  pas un plan
 148
 149 //    IL RESTE a verifier l orientation ...
 150 //    On regarde sur chaque surface les vecteurs P(U0->U1),P(V0->V1)
 151 //    On prend la normale : les deux normales doivent etre dans le meme sens
 152 //    Sinon, inverser la normale (pas le Pln entier !) et refaire la Plane
 153     newSurf = new Geom_Plane (aPln);
 154     gp_Vec uold (Pnts(1),Pnts(2));
 155     gp_Vec vold (Pnts(1),Pnts(3));
 156     gp_Vec nold = uold.Crossed (vold);
 157     gp_Vec unew (newSurf->Value(U1,V1), newSurf->Value(U2,V1));
 158     gp_Vec vnew (newSurf->Value(U1,V1), newSurf->Value(U1,V2));
 159     gp_Vec nnew = unew.Crossed (vnew);
 160     if (nold.Dot (nnew) < 0.0) {
 161       gp_Ax3 ax3 = aPln.Position();
 162       ax3.ZReverse();
 163       ax3.XReverse();
 164       aPln = gp_Pln (ax3);
 165       newSurf = new Geom_Plane (aPln);
 166     }
 167
 168     if (substitute) {
 169       Init (newSurf);
 170     }
 171     return newSurf;
 172
 173
 174   } else if (aCySpCo) {
 175     if (!uClosed) {
 176       C1 = U1; C2 = U2;
 177       U1 = V1; U2 = V2;
 178       V1 = C1; V2 = C2;
 179       nCP = nUP; nUP = nVP; nVP = nCP;
 180     }
 181
 182     for (i=1; i<=3; i++) {
 183       if      (i==1) V = V1;
 184       else if (i==2) V = V2;
 185       else if (i==3) V = 0.5*(V1+V2);
 186
 187       if(uClosed) iso = mySurf->VIso(V);
 188       else        iso = mySurf->UIso(V);
 189
 190       iso->D0(U1, p1(i));
 191       iso->D0(0.5*(U1+U2), p2(i));
 192       p3(i).SetCoord(0.5*(p1(i).X()+p2(i).X()),
 193                      0.5*(p1(i).Y()+p2(i).Y()),
 194                      0.5*(p1(i).Z()+p2(i).Z()));
 195       R(i) = p3(i).Distance(p1(i));
 196 //      cout<<"sphere, i="<<i<<" V="<<V<<" R="<<R(i)<<" p1="<<p1(i).X()<<","<<p1(i).Y()<<","<<p1(i).Z()<<" p2="<<p2(i).X()<<","<<p2(i).Y()<<","<<p2(i).Z()<<" p3="<<p3(i).X()<<","<<p3(i).Y()<<","<<p3(i).Z()<<endl;
 197     }
 198
 199     iso->D1 (0.,origPnt,origD1U);
 200     gp_Vec xVec(p3(3), p1(3));
 201     gp_Vec aVec(p3(1), p3(2));
 202 //      gp_Dir xDir(xVec);  ne sert pas. Null si R3 = 0
 203     gp_Dir aDir(aVec);
 204     gp_Ax3 aAx3 (p3(1),aDir,xVec);
 205     //  CKY  3-FEV-1997 : verification du sens de description
 206     //gp_Dir AXY = aAx3.YDirection(); // AXY not used (skl)
 207     if (aAx3.YDirection().Dot (origD1U) < 0) {
 208 #ifdef OCCT_DEBUG
 209       cout<<" Surface Analytique : sens a inverser"<<endl;
 210 #endif
 211       aAx3.YReverse();    //  mais X reste !
 212     }
 213
 214     if (nVP > 2) {
 215       if ((Abs(R(1)) < tol) &&
 216           (Abs(R(2)) < tol) &&
 217           (Abs(R(3)) > tol)) {
 218 // deja fait      gp_Ax3 aAx3(p3(1), aDir, xVec);
 219           //gp_Ax3 aAx3(p3(3), aDir);
 220         Handle(Geom_SphericalSurface) anObject =
 221           new Geom_SphericalSurface(aAx3, R(3));
 222         if (!uClosed) anObject->UReverse();
 223         newSurf = anObject;
 224       }
 225     }
 226     else if (nVP == 2) {
 227
 228 // deja fait    gp_Ax3 aAx3(p3(1), aDir, xVec);
 229         //gp_Ax3 aAx3(p3(1), aDir);
 230
 231       if (Abs(R(2)-R(1)) < tol) {
 232         Handle(Geom_CylindricalSurface) anObject =
 233           new Geom_CylindricalSurface(aAx3, R(1));
 234         if (!uClosed) anObject->UReverse();
 235         newSurf = anObject;
 236       }
 237       else {
 238         gp_Vec aVec2(p1(1), p1(2));
 239         Standard_Real angle = aVec.Angle(aVec2);
 240         if (R(1) < R(2)) {
 241           Handle(Geom_ConicalSurface) anObject =
 242             new Geom_ConicalSurface(aAx3, angle, R(1));
 243           //if (!uClosed) anObject->UReverse();
 244           anObject->UReverse();
 245           newSurf = anObject;
 246         }
 247         else {
 248           aDir.Reverse();
 249           gp_Vec anotherXVec(p3(2), p1(2));
 250           gp_Dir anotherXDir(anotherXVec);
 251           gp_Ax3 anotherAx3(p3(2), aDir, anotherXDir);
 252           Handle(Geom_ConicalSurface) anObject =
 253             new Geom_ConicalSurface(anotherAx3, angle, R(2));
 254           //if (!uClosed) anObject->UReverse();
 255           anObject->UReverse();
 256           newSurf = anObject;
 257         }
 258       }
 259     }
 260   }
 261   else if (aToroid) {
 262     // test by iso U and isoV
 263     Standard_Boolean  isFound = Standard_False;
 264     for (j=1; (j<=2) && !isFound; j++) {
 265       if (j==2) {
 266         C1 = U1; C2 = U2;
 267         U1 = V1; U2 = V2;
 268         V1 = C1; V2 = C2;
 269       }
 270       for (i=1; i<=3; i++) {
 271         if      (i==1) U = U1;
 272         else if (i==2) U = 0.5*(U1+U2);
 273         else if (i==3) U = 0.25*(U1+U2);
 274
 275         iso = mySurf->UIso(U);
 276
 277         iso->D0(V1, p1(i));
 278         iso->D0(0.5*(V1+V2), p2(i));
 279         p3(i).SetCoord(0.5*(p1(i).X()+p2(i).X()),
 280                        0.5*(p1(i).Y()+p2(i).Y()),
 281                        0.5*(p1(i).Z()+p2(i).Z()));
 282         R(i) = p3(i).Distance(p1(i));
 283       }
 284       if ((Abs(R(1)-R(2))< tol) &&
 285           (Abs(R(1)-R(3))< tol)) {
 286         gp_Pnt p10(0.5*(p3(1).X()+p3(2).X()),
 287                    0.5*(p3(1).Y()+p3(2).Y()),
 288                    0.5*(p3(1).Z()+p3(2).Z()));
 289         gp_Vec aVec(p10, p3(1));
 290         gp_Vec aVec2(p10, p3(3));
 291         Standard_Real RR1 = R(1), RR2 = R(2), RR3;
 292         aVec ^= aVec2;
 293
 294         if (aVec.Magnitude() <= gp::Resolution()) aVec.SetCoord(0., 0., 1.);
 295
 296         gp_Dir aDir(aVec);
 297
 298         gp_Ax3 aAx3(p10, aDir);
 299         RR1 = p10.Distance(p3(1));
 300 //          modif empirique (pourtant NON DEMONTREE) : inverser roles RR1,RR2
 301 //          CKY, 24-JAN-1997
 302         if (RR1 < RR2)  {  RR3 = RR1; RR1 = RR2; RR2 = RR3;  }
 303         Handle(Geom_ToroidalSurface) anObject =
 304           new Geom_ToroidalSurface(aAx3, RR1, RR2);
 305         if (j==2) anObject->UReverse();
 306         anObject->D1 (0.,0.,resPnt,resD1U,resD1V);
 307 #ifdef OCCT_DEBUG
 308         if (resD1U.Dot(origD1U) < 0 && j != 2)
 309           cout<<" Tore a inverser !"<<endl;
 310 #endif
 311         newSurf = anObject;
 312         isFound = Standard_True;
 313       }
 314     }
 315   }
 316   if (newSurf.IsNull()) return newSurf;
 317
 318   //---------------------------------------------------------------------
 319   //                 verification
 320   //---------------------------------------------------------------------
 321
 322   Handle(GeomAdaptor_HSurface) NHS = new GeomAdaptor_HSurface (newSurf);
 323   GeomAdaptor_Surface& SurfAdapt = NHS->ChangeSurface();
 324
 325   const Standard_Integer NP = 21;
 326   Standard_Real S = 0., T = 0.;  // U,V deja fait
 327   gp_Pnt P3d, P3d2;
 328   Standard_Boolean onSurface = Standard_True;
 329
 330   Standard_Real dis;  myGap = 0.;
 331
 332   DU = (U2-U1)/(NP-1);
 333   DV = (V2-V1)/(NP-1);
 334   for (j=1; (j<=NP) && onSurface; j++) {
 335     V = V1 + DV*(j-1);
 336
 337     if(uClosed) iso = mySurf->VIso(V);
 338     else        iso = mySurf->UIso(V);
 339
 340     for (i=1; i<=NP; i++) {
 341       U = U1 + DU*(i-1);
 342       iso->D0(U, P3d);
 343       switch (SurfAdapt.GetType()){
 344
 345         case GeomAbs_Cylinder :
 346           {
 347             gp_Cylinder Cylinder = SurfAdapt.Cylinder();
 348             ElSLib::Parameters( Cylinder, P3d, S, T);
 349             break;
 350           }
 351         case GeomAbs_Cone :
 352           {
 353             gp_Cone Cone = SurfAdapt.Cone();
 354             ElSLib::Parameters( Cone, P3d, S, T);
 355             break;
 356           }
 357         case GeomAbs_Sphere :
 358           {
 359             gp_Sphere Sphere = SurfAdapt.Sphere();
 360             ElSLib::Parameters( Sphere, P3d, S, T);
 361             break;
 362           }
 363         case GeomAbs_Torus :
 364           {
 365             gp_Torus Torus = SurfAdapt.Torus();
 366             ElSLib::Parameters( Torus, P3d, S, T);
 367             break;
 368           }
 369         default:
 370           break;
 371       }
 372
 373       newSurf->D0(S, T, P3d2);
 374
 375       dis = P3d.Distance(P3d2);
 376       if (dis > myGap) myGap = dis;
 377
 378       if (dis > tol) {
 379         onSurface = Standard_False;
 380         newSurf.Nullify();
 381           // The presumption is rejected
 382         break;
 383       }
 384     }
 385   }
 386   if (substitute && !NHS.IsNull()) {
 387     Init (newSurf);
 388   }
 389   return newSurf;
 390 }
 391
 392 //%pdn 30 Nov 98: converting bspline surfaces with degree+1 at ends to periodic
 393 // UKI60591, entity 48720
 394 Handle(Geom_Surface) ShapeCustom_Surface::ConvertToPeriodic (const Standard_Boolean substitute,
 395                                                              const Standard_Real preci)
 396 {
 397   Handle(Geom_Surface) newSurf;
 398   Handle(Geom_BSplineSurface) BSpl = Handle(Geom_BSplineSurface)::DownCast(mySurf);
 399   if (BSpl.IsNull()) return newSurf;
 400
 401   ShapeAnalysis_Surface sas(mySurf);
 402   Standard_Boolean uclosed = sas.IsUClosed(preci);
 403   Standard_Boolean vclosed = sas.IsVClosed(preci);
 404
 405   if ( ! uclosed && ! vclosed ) return newSurf;
 406
 407   Standard_Boolean converted = Standard_False; //:p6
 408
 409   if ( uclosed && ! BSpl->IsUPeriodic() && BSpl->NbUPoles() >3 ) {
 410     Standard_Boolean set = Standard_True;
 411     // if degree+1 at ends, first change it to 1 by rearranging knots
 412     if ( BSpl->UMultiplicity(1) == BSpl->UDegree() + 1 &&
 413          BSpl->UMultiplicity(BSpl->NbUKnots()) == BSpl->UDegree() + 1 ) {
 414       Standard_Integer nbUPoles = BSpl->NbUPoles();
 415       Standard_Integer nbVPoles = BSpl->NbVPoles();
 416       TColgp_Array2OfPnt oldPoles(1,nbUPoles,1,nbVPoles);
 417       TColStd_Array2OfReal oldWeights(1,nbUPoles,1,nbVPoles);
 418       Standard_Integer nbUKnots = BSpl->NbUKnots();
 419       Standard_Integer nbVKnots = BSpl->NbVKnots();
 420       TColStd_Array1OfReal oldUKnots(1,nbUKnots);
 421       TColStd_Array1OfReal oldVKnots(1,nbVKnots);
 422       TColStd_Array1OfInteger oldUMults(1,nbUKnots);
 423       TColStd_Array1OfInteger oldVMults(1,nbVKnots);
 424
 425       BSpl->Poles(oldPoles);
 426       BSpl->Weights(oldWeights);
 427       BSpl->UKnots(oldUKnots);
 428       BSpl->VKnots(oldVKnots);
 429       BSpl->UMultiplicities(oldUMults);
 430       BSpl->VMultiplicities(oldVMults);
 431
 432       TColStd_Array1OfReal newUKnots (1,nbUKnots+2);
 433       TColStd_Array1OfInteger newUMults(1,nbUKnots+2);
 434       Standard_Real a = 0.5 * ( BSpl->UKnot(2) - BSpl->UKnot(1) +
 435                                 BSpl->UKnot(nbUKnots) - BSpl->UKnot(nbUKnots-1) );
 436
 437       newUKnots(1) = oldUKnots(1) - a;
 438       newUKnots(nbUKnots+2) = oldUKnots(nbUKnots) + a;
 439       newUMults(1) = newUMults(nbUKnots+2) = 1;
 440       for (Standard_Integer i = 2; i<=nbUKnots+1; i++) {
 441         newUKnots(i) = oldUKnots(i-1);
 442         newUMults(i) = oldUMults(i-1);
 443       }
 444       newUMults(2) = newUMults(nbUKnots+1) = BSpl->UDegree();
 445       Handle(Geom_BSplineSurface) res = new Geom_BSplineSurface(oldPoles,
 446                                                                 oldWeights,
 447                                                                 newUKnots,oldVKnots,
 448                                                                 newUMults,oldVMults,
 449                                                                 BSpl->UDegree(),BSpl->VDegree(),
 450                                                                 BSpl->IsUPeriodic(),BSpl->IsVPeriodic());
 451       BSpl = res;
 452     }
 453     else if ( BSpl->UMultiplicity(1) > BSpl->UDegree() ||
 454               BSpl->UMultiplicity(BSpl->NbUKnots()) > BSpl->UDegree() + 1 ) set = Standard_False;
 455     if ( set ) {
 456       BSpl->SetUPeriodic(); // make periodic
 457       converted = Standard_True;
 458     }
 459   }
 460
 461   if ( vclosed && ! BSpl->IsVPeriodic() && BSpl->NbVPoles() >3 ) {
 462     Standard_Boolean set = Standard_True;
 463     // if degree+1 at ends, first change it to 1 by rearranging knots
 464     if ( BSpl->VMultiplicity(1) == BSpl->VDegree() + 1 &&
 465          BSpl->VMultiplicity(BSpl->NbVKnots()) == BSpl->VDegree() + 1 ) {
 466       Standard_Integer nbUPoles = BSpl->NbUPoles();
 467       Standard_Integer nbVPoles = BSpl->NbVPoles();
 468       TColgp_Array2OfPnt oldPoles(1,nbUPoles,1,nbVPoles);
 469       TColStd_Array2OfReal oldWeights(1,nbUPoles,1,nbVPoles);
 470       Standard_Integer nbUKnots = BSpl->NbUKnots();
 471       Standard_Integer nbVKnots = BSpl->NbVKnots();
 472       TColStd_Array1OfReal oldUKnots(1,nbUKnots);
 473       TColStd_Array1OfReal oldVKnots(1,nbVKnots);
 474       TColStd_Array1OfInteger oldUMults(1,nbUKnots);
 475       TColStd_Array1OfInteger oldVMults(1,nbVKnots);
 476
 477       BSpl->Poles(oldPoles);
 478       BSpl->Weights(oldWeights);
 479       BSpl->UKnots(oldUKnots);
 480       BSpl->VKnots(oldVKnots);
 481       BSpl->UMultiplicities(oldUMults);
 482       BSpl->VMultiplicities(oldVMults);
 483
 484       TColStd_Array1OfReal newVKnots (1,nbVKnots+2);
 485       TColStd_Array1OfInteger newVMults(1,nbVKnots+2);
 486       Standard_Real a = 0.5 * ( BSpl->VKnot(2) - BSpl->VKnot(1) +
 487                                 BSpl->VKnot(nbVKnots) - BSpl->VKnot(nbVKnots-1) );
 488
 489       newVKnots(1) = oldVKnots(1) - a;
 490       newVKnots(nbVKnots+2) = oldVKnots(nbVKnots) + a;
 491       newVMults(1) = newVMults(nbVKnots+2) = 1;
 492       for (Standard_Integer i = 2; i<=nbVKnots+1; i++) {
 493         newVKnots(i) = oldVKnots(i-1);
 494         newVMults(i) = oldVMults(i-1);
 495       }
 496       newVMults(2) = newVMults(nbVKnots+1) = BSpl->VDegree();
 497       Handle(Geom_BSplineSurface) res = new Geom_BSplineSurface(oldPoles,
 498                                                                 oldWeights,
 499                                                                 oldUKnots,newVKnots,
 500                                                                 oldUMults,newVMults,
 501                                                                 BSpl->UDegree(),BSpl->VDegree(),
 502                                                                 BSpl->IsUPeriodic(),BSpl->IsVPeriodic());
 503       BSpl = res;
 504     }
 505     else if ( BSpl->VMultiplicity(1) > BSpl->VDegree() ||
 506               BSpl->VMultiplicity(BSpl->NbVKnots()) > BSpl->VDegree() + 1 ) set = Standard_False;
 507     if ( set ) {
 508       BSpl->SetVPeriodic(); // make periodic
 509       converted = Standard_True;
 510     }
 511   }
 512
 513 #ifdef OCCT_DEBUG
 514   cout << "Warning: ShapeCustom_Surface: Closed BSplineSurface is caused to be periodic" << endl;
 515 #endif
 516   if ( ! converted ) return newSurf;
 517   newSurf = BSpl;
 518   if ( substitute ) mySurf = newSurf;
 519   return newSurf;
 520 }