1b8946867941fec12868c13a6516efd292a8011a
[occt.git] / src / BndLib / BndLib_AddSurface.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 //  Modified by skv - Fri Aug 27 12:29:04 2004 OCC6503
18
19 #include <Adaptor3d_HSurface.hxx>
20 #include <Adaptor3d_Surface.hxx>
21 #include <Bnd_Box.hxx>
22 #include <BndLib.hxx>
23 #include <BndLib_AddSurface.hxx>
24 #include <BSplCLib.hxx>
25 #include <ElSLib.hxx>
26 #include <Geom_BezierSurface.hxx>
27 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
28 #include <GeomAbs_SurfaceType.hxx>
29 #include <gp_Pln.hxx>
30 #include <gp_Pnt.hxx>
31 #include <Precision.hxx>
32 #include <TColgp_Array2OfPnt.hxx>
33 #include <TColStd_Array1OfInteger.hxx>
34 #include <TColStd_Array1OfReal.hxx>
35
36 //=======================================================================
37 //function : Add
38 //purpose  : 
39 //=======================================================================
40 void BndLib_AddSurface::Add(const Adaptor3d_Surface& S,
41                             const Standard_Real Tol,
42                             Bnd_Box& B ) 
43 {
44
45   BndLib_AddSurface::Add(S,
46                          S.FirstUParameter(),
47                          S.LastUParameter (),
48                          S.FirstVParameter(),
49                          S.LastVParameter (),Tol,B);
50 }
51 //=======================================================================
52 //function : NbUSamples
53 //purpose  : 
54 //=======================================================================
55
56 static Standard_Integer NbUSamples(const Adaptor3d_Surface& S) 
57 {
58   Standard_Integer N;
59   GeomAbs_SurfaceType Type = S.GetType();
60   switch (Type) {
61   case GeomAbs_BezierSurface: 
62     {
63       N = 2*S.NbUPoles();
64       break;
65     }
66   case GeomAbs_BSplineSurface: 
67     {
68       const Handle(Geom_BSplineSurface)& BS = S.BSpline();
69       N = 2*(BS->UDegree() + 1)*(BS->NbUKnots() -1);
70       break;
71     }
72   default:
73     N = 33;
74   }
75   return Min (50,N);
76 }
77
78 //=======================================================================
79 //function : NbVSamples
80 //purpose  : 
81 //=======================================================================
82
83 static Standard_Integer NbVSamples(const Adaptor3d_Surface& S) 
84 {
85   Standard_Integer N;
86   GeomAbs_SurfaceType Type = S.GetType();
87   switch (Type) {
88   case GeomAbs_BezierSurface:
89     {
90       N = 2*S.NbVPoles();
91       break;
92     }
93   case GeomAbs_BSplineSurface:
94     {
95       const Handle(Geom_BSplineSurface)& BS = S.BSpline();
96       N = 2*(BS->VDegree() + 1)*(BS->NbVKnots() - 1) ;
97       break;
98     }
99   default:
100     N = 33;
101   }
102   return Min(50,N);
103 }
104
105 //  Modified by skv - Fri Aug 27 12:29:04 2004 OCC6503 Begin
106 static gp_Pnt BaryCenter(const gp_Pln        &aPlane,
107                          const Standard_Real  aUMin,
108                          const Standard_Real  aUMax,
109                          const Standard_Real  aVMin,
110                          const Standard_Real  aVMax)
111 {
112   Standard_Real aU, aV;
113   Standard_Boolean isU1Inf = Precision::IsInfinite(aUMin);
114   Standard_Boolean isU2Inf = Precision::IsInfinite(aUMax);
115   Standard_Boolean isV1Inf = Precision::IsInfinite(aVMin);
116   Standard_Boolean isV2Inf = Precision::IsInfinite(aVMax);
117
118   if (isU1Inf && isU2Inf)
119     aU = 0;
120   else if (isU1Inf)
121     aU = aUMax - 10.;
122   else if (isU2Inf)
123     aU = aUMin + 10.;
124   else
125     aU = (aUMin + aUMax)/2.;
126     
127   if (isV1Inf && isV2Inf)
128     aV = 0;
129   else if (isV1Inf)
130     aV = aVMax - 10.;
131   else if (isV2Inf)
132     aV = aVMin + 10.;
133   else
134     aV = (aVMin + aVMax)/2.;
135
136   gp_Pnt aCenter = ElSLib::Value(aU, aV, aPlane);
137
138   return aCenter;
139 }
140
141 static void TreatInfinitePlane(const gp_Pln        &aPlane,
142                                const Standard_Real  aUMin,
143                                const Standard_Real  aUMax,
144                                const Standard_Real  aVMin,
145                                const Standard_Real  aVMax,
146                                const Standard_Real  aTol,
147                                      Bnd_Box       &aB)
148 {
149   // Get 3 coordinate axes of the plane.
150   const gp_Dir        &aNorm        = aPlane.Axis().Direction();
151   const Standard_Real  anAngularTol = RealEpsilon();
152
153   // Get location of the plane as its barycenter
154   gp_Pnt aLocation = BaryCenter(aPlane, aUMin, aUMax, aVMin, aVMax);
155
156   if (aNorm.IsParallel(gp::DX(), anAngularTol)) {
157     aB.Add(aLocation);
158     aB.OpenYmin();
159     aB.OpenYmax();
160     aB.OpenZmin();
161     aB.OpenZmax();
162   } else if (aNorm.IsParallel(gp::DY(), anAngularTol)) {
163     aB.Add(aLocation);
164     aB.OpenXmin();
165     aB.OpenXmax();
166     aB.OpenZmin();
167     aB.OpenZmax();
168   } else if (aNorm.IsParallel(gp::DZ(), anAngularTol)) {
169     aB.Add(aLocation);
170     aB.OpenXmin();
171     aB.OpenXmax();
172     aB.OpenYmin();
173     aB.OpenYmax();
174   } else {
175     aB.SetWhole();
176     return;
177   }
178
179   aB.Enlarge(aTol);
180 }
181
182 // Compute start and finish indexes used in convex hull.
183 // theMinIdx - minimum poles index, that can be used.
184 // theMaxIdx - maximum poles index, that can be used.
185 // theShiftCoeff - shift between flatknots array and poles array.
186 // This vaule should be equal to 1 in case of non periodic BSpline,
187 // and (degree + 1) - mults(the lowest index).
188 void ComputePolesIndexes(const TColStd_Array1OfReal &theFlatKnots,
189                          const Standard_Integer theDegree,
190                          const Standard_Real theMin,
191                          const Standard_Real theMax,
192                          const Standard_Integer theMinIdx,
193                          const Standard_Integer theMaxIdx,
194                          const Standard_Integer theShiftCoeff,
195                          Standard_Integer &theOutMinIdx,
196                          Standard_Integer &theOutMaxIdx)
197 {
198   // Compute first and last used flat knots.
199   for(Standard_Integer aKnotIdx = theFlatKnots.Lower();
200       aKnotIdx < theFlatKnots.Upper();
201       aKnotIdx++)
202   {
203     if (theFlatKnots(aKnotIdx) <= theMin)
204       theOutMinIdx = aKnotIdx;
205
206     if (theFlatKnots(theFlatKnots.Upper() - aKnotIdx + theFlatKnots.Lower()) >= theMax)
207       theOutMaxIdx = theFlatKnots.Upper() - aKnotIdx + theFlatKnots.Lower();
208   }
209
210   theOutMinIdx = Max(theOutMinIdx - 2 * theDegree + 2 - theShiftCoeff, theMinIdx);
211   theOutMaxIdx = Min(theOutMaxIdx - 2 + theDegree + 1 - theShiftCoeff, theMaxIdx);
212 }
213
214 //  Modified by skv - Fri Aug 27 12:29:04 2004 OCC6503 End
215 //=======================================================================
216 //function : Add
217 //purpose  : 
218 //=======================================================================
219 void BndLib_AddSurface::Add(const Adaptor3d_Surface& S,
220                             const Standard_Real UMin,
221                             const Standard_Real UMax,
222                             const Standard_Real VMin,
223                             const Standard_Real VMax,
224                             const Standard_Real Tol,
225                             Bnd_Box& B ) 
226 {
227   GeomAbs_SurfaceType Type = S.GetType(); // skv OCC6503
228
229   if (Precision::IsInfinite(VMin) ||
230       Precision::IsInfinite(VMax) ||
231       Precision::IsInfinite(UMin) ||
232       Precision::IsInfinite(UMax)   ) {
233 //  Modified by skv - Fri Aug 27 12:29:04 2004 OCC6503 Begin
234 //     B.SetWhole();
235 //     return;
236     switch (Type) {
237     case GeomAbs_Plane: 
238       {
239         TreatInfinitePlane(S.Plane(), UMin, UMax, VMin, VMax, Tol, B);
240         return;
241       }
242     default: 
243       {
244         B.SetWhole();
245         return;
246       }
247     }
248 //  Modified by skv - Fri Aug 27 12:29:04 2004 OCC6503 End
249   }
250
251 //   GeomAbs_SurfaceType Type = S.GetType(); // skv OCC6503
252
253   switch (Type) {
254
255   case GeomAbs_Plane: 
256     {
257       gp_Pln Plan = S.Plane();
258       B.Add(ElSLib::Value(UMin,VMin,Plan)); 
259       B.Add(ElSLib::Value(UMin,VMax,Plan)); 
260       B.Add(ElSLib::Value(UMax,VMin,Plan)); 
261       B.Add(ElSLib::Value(UMax,VMax,Plan)); 
262       B.Enlarge(Tol);
263       break;
264     }
265   case GeomAbs_Cylinder: 
266     {
267       BndLib::Add(S.Cylinder(),UMin,UMax,VMin,VMax,Tol,B);
268       break;
269     }
270   case GeomAbs_Cone: 
271     {
272       BndLib::Add(S.Cone(),UMin,UMax,VMin,VMax,Tol,B);
273       break;
274     }
275   case GeomAbs_Torus: 
276     {
277       BndLib::Add(S.Torus(),UMin,UMax,VMin,VMax,Tol,B);
278       break;
279     }
280   case GeomAbs_Sphere: 
281     {
282       if (Abs(UMin) < Precision::Angular() &&
283           Abs(UMax - 2.*M_PI) < Precision::Angular() &&
284           Abs(VMin + M_PI/2.) < Precision::Angular() &&
285           Abs(VMax - M_PI/2.) < Precision::Angular()) // a whole sphere
286         BndLib::Add(S.Sphere(),Tol,B);
287       else
288         BndLib::Add(S.Sphere(),UMin,UMax,VMin,VMax,Tol,B);
289       break;
290     }
291   case GeomAbs_OffsetSurface: 
292     {
293       Handle(Adaptor3d_HSurface) HS = S.BasisSurface();
294       Add (HS->Surface(),UMin,UMax,VMin,VMax,Tol,B);
295       B.Enlarge(S.OffsetValue());
296       B.Enlarge(Tol);
297       break;
298     } 
299   case GeomAbs_BezierSurface:
300   case GeomAbs_BSplineSurface: 
301     {
302       Standard_Boolean isUseConvexHullAlgorithm = Standard_True;
303       Standard_Real PTol = Precision::Parametric(Precision::Confusion());
304       // Borders of underlying geometry.
305       Standard_Real anUMinParam = UMin, anUMaxParam = UMax,// BSpline case.
306                      aVMinParam = VMin,  aVMaxParam = VMax;
307       if (Type == GeomAbs_BezierSurface)
308       {
309         // Bezier surface:
310         // All of poles used for any parameter,
311         // thats why in case of trimmed parameters handled by grid algorithm.
312
313         if (Abs(UMin-S.FirstUParameter()) > PTol ||
314             Abs(VMin-S.FirstVParameter()) > PTol ||
315             Abs(UMax-S.LastUParameter ()) > PTol ||
316             Abs(VMax-S.LastVParameter ()) > PTol )
317         {
318           // Borders not equal to topology borders.
319           isUseConvexHullAlgorithm = Standard_False;
320         }
321       }
322       else
323       {
324         // BSpline:
325         // If Umin, Vmin, Umax, Vmax lies inside geometry bounds then:
326         // use convex hull algorithm,
327         // if Umin, VMin, Umax, Vmax lies outside then:
328         // use grid algorithm on analytic continuation (default case).
329         S.BSpline()->Bounds(anUMinParam, anUMaxParam, aVMinParam, aVMaxParam);
330
331         if ( (UMin - anUMinParam) < -PTol ||
332              (VMin -  aVMinParam) < -PTol ||
333              (UMax - anUMaxParam) >  PTol ||
334              (VMax -  aVMaxParam) >  PTol )
335         {
336           // Out of geometry borders.
337           isUseConvexHullAlgorithm = Standard_False;
338         }
339       }
340
341       if (isUseConvexHullAlgorithm)
342       {
343           TColgp_Array2OfPnt Tp(1,S.NbUPoles(),1,S.NbVPoles());
344           Standard_Integer UMinIdx = 0, UMaxIdx = 0;
345           Standard_Integer VMinIdx = 0, VMaxIdx = 0;
346           if (Type == GeomAbs_BezierSurface)
347           {
348             S.Bezier()->Poles(Tp);
349
350             UMinIdx = Tp.LowerRow();
351             UMaxIdx = Tp.UpperRow();
352             VMinIdx = Tp.LowerCol();
353             VMaxIdx = Tp.UpperCol();
354           }
355           else
356           {
357             S.BSpline()->Poles(Tp);
358
359             UMinIdx = Tp.LowerRow();
360             UMaxIdx = Tp.UpperRow();
361             VMinIdx = Tp.LowerCol();
362             VMaxIdx = Tp.UpperCol();
363
364             if (UMin > anUMinParam ||
365                 UMax < anUMaxParam)
366             {
367               Standard_Integer anUFlatKnotsCount = S.BSpline()->NbUPoles() + S.BSpline()->UDegree() + 1;
368               Standard_Integer aShift = 1;
369
370               if (S.BSpline()->IsUPeriodic())
371               {
372                 TColStd_Array1OfInteger aMults(1, S.BSpline()->NbUKnots());
373                 S.BSpline()->UMultiplicities(aMults);
374                 anUFlatKnotsCount = BSplCLib::KnotSequenceLength(aMults, S.BSpline()->UDegree(), Standard_True);
375
376                 aShift = S.BSpline()->UDegree() + 1 - S.BSpline()->UMultiplicity(1);
377               }
378
379               TColStd_Array1OfReal anUFlatKnots(1, anUFlatKnotsCount);
380               S.BSpline()->UKnotSequence(anUFlatKnots);
381
382               ComputePolesIndexes(anUFlatKnots,
383                                   S.BSpline()->UDegree(),
384                                   UMin, UMax,
385                                   UMinIdx, UMaxIdx,  // Min and Max Indexes
386                                   aShift,
387                                   UMinIdx, UMaxIdx); // the Output indexes
388             }
389
390             if (VMin > aVMinParam ||
391                 VMax < aVMaxParam)
392             {
393               Standard_Integer anVFlatKnotsCount = S.BSpline()->NbVPoles() + S.BSpline()->VDegree() + 1;
394               Standard_Integer aShift = 1;
395
396               if (S.BSpline()->IsVPeriodic())
397               {
398                 TColStd_Array1OfInteger aMults(1, S.BSpline()->NbVKnots());
399                 S.BSpline()->VMultiplicities(aMults);
400                 anVFlatKnotsCount = BSplCLib::KnotSequenceLength(aMults, S.BSpline()->VDegree(), Standard_True);
401
402                 aShift = S.BSpline()->VDegree() + 1 - S.BSpline()->VMultiplicity(1);
403               }
404
405               TColStd_Array1OfReal anVFlatKnots(1, anVFlatKnotsCount);
406               S.BSpline()->VKnotSequence(anVFlatKnots);
407
408               ComputePolesIndexes(anVFlatKnots,
409                                   S.BSpline()->VDegree(),
410                                   VMin, VMax,
411                                   VMinIdx, VMaxIdx,  // Min and Max Indexes
412                                   aShift,
413                                   VMinIdx, VMaxIdx); // the Output indexes
414             }
415
416           }
417
418           // Use poles to build convex hull.
419           for (Standard_Integer i = UMinIdx; i <= UMaxIdx; i++)
420           {
421             for (Standard_Integer j = VMinIdx; j <= VMaxIdx; j++)
422             {
423               B.Add(Tp(i,j));
424             }
425           }
426
427           B.Enlarge(Tol);
428           break;
429       }
430     }
431   default: 
432     {
433       Standard_Integer Nu = NbUSamples(S);
434       Standard_Integer Nv = NbVSamples(S);
435       gp_Pnt P;
436       for (Standard_Integer i =1 ;i<=Nu;i++){
437         Standard_Real U = UMin + ((UMax-UMin)*(i-1)/(Nu-1));
438         for (Standard_Integer j=1 ;j<=Nv;j++){
439           Standard_Real V = VMin + ((VMax-VMin)*(j-1)/(Nv-1));
440           S.D0(U,V,P);
441           B.Add(P);
442         }
443       }
444       B.Enlarge(Tol);
445     }
446   }
447 }