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PR: add blocFissure plugin
[modules/smesh.git] / src / Tools / blocFissure / gmu / quadranglesToShape.py
diff --git a/src/Tools/blocFissure/gmu/quadranglesToShape.py b/src/Tools/blocFissure/gmu/quadranglesToShape.py
new file mode 100644 (file)
index 0000000..faa9478
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,323 @@
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+import logging
+from geomsmesh import geompy
+import GEOM
+import math
+import numpy as np
+
+def mydot(a):
+  return np.dot(a,a)
+
+# -----------------------------------------------------------------------------
+# --- groupe de quadrangles de face transformé en face géométrique par filling
+
+def quadranglesToShape(meshQuad, shapeFissureParams, centreFondFiss):
+  """
+  groupe de quadrangles de face transformée en faces géométriques par filling
+  on part de quadrangles définissant une zone a 4 cotés (convexe), et on reconstitue n lignes de p points.
+  Ces n lignes de p points sont transformées en n courbes géométriques,
+  à partir desquelles on reconstitue une surface géométrique.
+  Il peut y avoir plusieurs faces géométriques reconstituées, si on fournit des groupes de quadrangles non connexes.
+  On détecte les angles vifs, pour conserver des arêtes vives délimitant des faces connexes.
+  @param meshQuad : maillages constitué de quadrangles constituant une ou plusieurs zones convexes
+  @return (fillings, noeuds_Bords) : liste de geomObject, listes des bords (bord = liste ordonnée de noeuds (geomObject))
+  """
+  logging.info("start")
+
+  isVecteurDefaut = False
+  if shapeFissureParams.has_key('vecteurDefaut'):
+    isVecteurDefaut = True
+    vecteurDefaut = shapeFissureParams['vecteurDefaut']
+
+  fillings = []       # les faces reconstituées, découpées selon les arêtes vives
+  noeuds_bords = []   #
+  bords_Partages = [] # contient a la fin les courbes correspondant aux arêtes vives
+  fillconts = []      # les faces reconstituées, sans découpage selon les arêtes vives
+  idFilToCont = []    # index face découpée vers face sans découpe
+  iface = 0           # index face découpée
+  icont = 0           # index face continue
+  
+  allNodeIds = meshQuad.GetNodesId()
+  while len(allNodeIds):
+    nodeIds = allNodeIds
+    for idNode in nodeIds: # rechercher un coin
+      elems = meshQuad.GetNodeInverseElements(idNode)
+      if len(elems) == 1:
+        # un coin: un noeud, un element quadrangle
+        elem = elems[0]
+        break;
+    idStart = idNode # le noeud de coin
+    elemStart = elem # l'élément quadrangle au coin
+    xyz = meshQuad.GetNodeXYZ(idStart)
+    logging.debug("idStart %s, coords %s", idStart, str(xyz))
+  
+    nodelines =[] # on va constituer une liste de lignes de points
+    nextLine = True
+    ligneFinale = False
+    while nextLine:
+      logging.debug("--- une ligne")
+      idNode = idStart
+      elem = elemStart
+      if ligneFinale:
+        agauche = False      # sens de parcours des 4 noeuds d'un quadrangle
+        nextLine = False
+      else:
+        agauche = True
+      ligneIncomplete = True # on commence une ligne de points
+      debutLigne = True
+      nodeline = []
+      elemline = []
+      while ligneIncomplete: # compléter la ligne de points
+        nodeline.append(idNode)
+        allNodeIds.remove(idNode)
+        elemline.append(elem)
+        nodes = meshQuad.GetElemNodes(elem)
+        i = nodes.index(idNode) # repérer l'index du noeud courant (i) dans l'élément quadrangle (0 a 3)
+        if agauche:             # déterminer le noeud suivant (j) et celui opposé (k) dans le quadrangle
+          if i < 3:
+            j = i+1
+          else:
+            j = 0
+          if j < 3:
+            k = j+1
+          else:
+            k = 0
+        else:
+          if i > 0:
+            j = i -1
+          else:
+            j = 3
+          if j > 0:
+            k = j -1
+          else:
+            k = 3
+        isuiv = nodes[j]   #noeud suivant
+        iapres = nodes[k]  #noeud opposé
+        if debutLigne:
+          debutLigne = False
+          # précédent a trouver, dernière ligne : précédent au lieu de suivant
+          if agauche:
+            if i > 0:
+              iprec = nodes[i -1]
+            else:
+              iprec = nodes[3]
+            idStart = iprec
+            elems3 = meshQuad.GetNodeInverseElements(iprec)
+            if len(elems3) == 1: # autre coin
+              ligneFinale = True
+            else:
+              for elem3 in elems3:
+                if elem3 != elem:
+                  elemStart = elem3
+                  break
+        #print nodes, idNode, isuiv, iapres
+        elems1 = meshQuad.GetNodeInverseElements(isuiv)
+        elems2 = meshQuad.GetNodeInverseElements(iapres)
+        ligneIncomplete = False
+        for elem2 in elems2:
+          if elems1.count(elem2) and elem2 != elem:
+            ligneIncomplete = True
+            idNode = isuiv
+            elem = elem2
+            break
+        if not  ligneIncomplete:
+          nodeline.append(isuiv)
+          allNodeIds.remove(isuiv)
+      logging.debug("nodeline %s", nodeline)
+      logging.debug("elemline %s", elemline)
+      nodelines.append(nodeline)
+       
+    # on a constitué une liste de lignes de points connexes
+    logging.debug("dimensions [%s, %s]", len(nodelines),  len(nodeline))   
+    
+    # stockage des coordonnées dans un tableau numpy
+    mat = np.zeros((len(nodelines), len(nodeline), 3))
+    for i, ligne in enumerate(nodelines):
+      for j, nodeId in enumerate(ligne):
+        mat[i,j] = meshQuad.GetNodeXYZ(nodeId)
+    logging.debug("matrice de coordonnées: \n%s",mat)
+    logging.debug("dimensions %s", mat.shape)
+    
+    # recherche d'angles supérieurs a un seuil sur une ligne : angle entre deux vecteurs successifs
+    cosmin = math.cos(math.pi/4.)          # TODO: angle reference en paramètre
+    vecx = mat[:, 1:,  :] - mat[:, :-1, :] # vecteurs selon direction "x"
+    vx0 = vecx[:, :-1, :]                  # vecteurs amont
+    vx1 = vecx[:, 1:,  :]                  # vecteurs aval
+    e = np.einsum('ijk,ijk->ij', vx0, vx1) # produit scalaire des vecteurs
+    f = np.apply_along_axis(mydot, 2, vx0) # normes carrées vecteurs amont
+    g = np.apply_along_axis(mydot, 2, vx1) # normes carrées vecteurs aval
+    h = e/(np.sqrt(f*g))                   # cosinus
+    ruptureX = h < cosmin                  # True si angle > reference
+    logging.debug("matrice de rupture X: \n%s",ruptureX)
+    rupX = filter(lambda x: np.prod(ruptureX[:,x]), range(len(nodeline)-2))
+    logging.debug("colonnes de rupture: %s",rupX)
+    # recherche d'angles supérieurs a un seuil sur une colonne : angle entre deux vecteurs successifs
+    vecy = mat[ 1:, :, :] - mat[:-1, :, :] # vecteurs selon direction "y"
+    vy0 = vecy[:-1, :, :]                  # vecteurs amont
+    vy1 = vecy[ 1:, :, :]                  # vecteurs aval
+    e = np.einsum('ijk,ijk->ij', vy0, vy1) # produit scalaire des vecteurs
+    f = np.apply_along_axis(mydot, 2, vy0) # normes carrées vecteurs amont
+    g = np.apply_along_axis(mydot, 2, vy1) # normes carrées vecteurs aval
+    h = e/(np.sqrt(f*g))                   # cosinus
+    ruptureY = h < cosmin                  # True si angle > reference
+    logging.debug("matrice de rupture Y: \n%s",ruptureY)
+    rupY = filter(lambda x: np.prod(ruptureY[x, :]), range(len(nodelines)-2))
+    logging.debug("lignes de rupture: %s",rupY)
+    if (len(rupX)*len(rupY)) > 0:
+      logging.critical("""Cas non traité: présence d'angles vifs dans 2 directions, 
+      lors de la reconstitution des faces géométriques dans la zone remaillée""")
+    
+    mats = []
+    bordsPartages = []
+    if (len(rupX)> 0):
+      rupX.append(mat.shape[1]-1)
+      for i, index in enumerate(rupX):
+        imax = index+2
+        imin = 0
+        if i > 0:
+          imin = rupX[i-1] + 1
+        mats.append(mat[:, imin:imax, :])
+        if imax == mat.shape[1] + 1:
+          ifin = 0
+        else:
+          ifin = imax
+        bordsPartages.append([imin,ifin]) # les indices différents de 0 correspondent à des bords partagés
+    elif (len(rupY)> 0):
+      rupY.append(mat.shape[0]-1)
+      for i, index in enumerate(rupY):
+        imax = index+2
+        imin = 0
+        if i > 0:
+          imin = rupY[i-1] + 1
+        mats.append(mat[imin:imax, :, :])
+        if imax == mat.shape[0] + 1:
+          ifin = 0
+        else:
+          ifin = imax
+        bordsPartages.append([imin,ifin]) # les indices différents de 0 correspondent à des bords partagés
+    else:
+      mats.append(mat)
+      bordsPartages.append([0,0])         # les indices différents de 0 correspondent à des bords partagés
+    
+    curvconts = []
+    for nmat, amat in enumerate(mats):
+      logging.debug("dimensions matrice %s: %s", nmat, amat.shape)
+      nbLignes = amat.shape[1] # pas de rupture, ou rupture selon des colonnes: on transpose
+      nbCols = amat.shape[0]
+      if len(rupY) > 0 :       # rupture selon des lignes: pas de transposition
+        nbLignes = amat.shape[0]
+        nbCols = amat.shape[1]
+      curves = []
+      noeudsBords = []
+      for i in range(4):
+        noeudsBords.append([])
+      k = 0
+      for i in range(nbLignes):
+        nodeList = []
+        for j in range(nbCols):
+          #logging.debug("point[%s,%s] = (%s, %s, %s)",i,j,amat[i,j,0], amat[i,j,1], amat[i,j,2])
+          if len(rupY) > 0 : # pas de transposition
+            node = geompy.MakeVertex(amat[i,j,0], amat[i,j,1], amat[i,j,2])
+          else:              # transposition
+            node = geompy.MakeVertex(amat[j,i,0], amat[j,i,1], amat[j,i,2])
+          nodeList.append(node)
+          if i == 0:
+            noeudsBords[0].append(node)
+            #name = "bord0_%d"%k
+            #geompy.addToStudy( node, name )
+          if i == (nbLignes -1):
+            noeudsBords[2].append(node)
+            #name = "bord2_%d"%k
+            #geompy.addToStudy( node, name )
+          if j == 0:
+            noeudsBords[1].append(node)
+            #name = "bord1_%d"%k
+            #geompy.addToStudy( node, name )
+          if j == (nbCols -1):
+            noeudsBords[3].append(node)
+            #name = "bord3_%d"%k
+            #geompy.addToStudy( node, name )
+            k += 1
+        curve = geompy.MakeInterpol(nodeList, False, False)
+        #name = "curve_%d"%i
+        #geompy.addToStudy( curve, name )
+        if len(curvconts) == 0 or len(curves) > 0: # éliminer les doublons de la surface sans découpe 
+          curvconts.append(nodeList)
+        curves.append(curve)
+      if bordsPartages[nmat][0] :
+        bordsPartages[nmat][0] = curves[0]  # la première ligne est un bord partagé
+      else:
+        bordsPartages[nmat][0] = None
+      if bordsPartages[nmat][1] :
+        bordsPartages[nmat][1] = curves[-1] # la dernière ligne est un bord partagé
+      else:
+        bordsPartages[nmat][1] = None
+      filling = geompy.MakeFilling(geompy.MakeCompound(curves), 2, 5, 0.0001, 0.0001, 0, GEOM.FOM_Default, True)
+      # --- test orientation filling
+      vertex = geompy.MakeVertexOnSurface(filling, 0.5, 0.5)
+      normal = geompy.GetNormal(filling, vertex)
+
+      if centreFondFiss is not None:
+        logging.debug("orientation filling a l'aide du centre de fond de fissure")
+        vecteurDefaut = geompy.MakeVector(centreFondFiss, vertex)
+        
+      if not isVecteurDefaut:
+        pointIn_x = 0.0
+        pointIn_y = 0.0
+        pointIn_z = 0.0
+        pointExplicite = False
+        if shapeFissureParams.has_key('pointIn_x'):
+          pointExplicite = True
+          pointIn_x = shapeFissureParams['pointIn_x']
+        if shapeFissureParams.has_key('pointIn_y'):
+          pointExplicite = True
+          pointIn_y = shapeFissureParams['pointIn_y']
+        if shapeFissureParams.has_key('pointIn_z'):
+          pointExplicite = True
+          pointIn_z = shapeFissureParams['pointIn_z']
+        if pointExplicite:
+          cdg = geompy.MakeVertex(pointIn_x, pointIn_y, pointIn_z)
+          logging.debug("orientation filling par point intérieur %s", (pointIn_x, pointIn_y, pointIn_z))
+          vecteurDefaut = geompy.MakeVector(cdg, vertex)
+        
+      if shapeFissureParams.has_key('convexe'):
+        isConvexe = shapeFissureParams['convexe']
+        logging.debug("orientation filling par indication de convexité %s", isConvexe)
+        cdg = geompy.MakeCDG(filling)
+        if isConvexe:
+          vecteurDefaut = geompy.MakeVector(cdg, vertex)
+        else:
+          vecteurDefaut = geompy.MakeVector(vertex, cdg)
+     
+      if vecteurDefaut is not None:
+        geompy.addToStudy(normal, "normFillOrig%d"%iface)
+        geompy.addToStudy(vecteurDefaut, "fromInterieur%d"%iface)
+        if geompy.GetAngleRadians(vecteurDefaut, normal) > math.pi/2.0:
+          filling = geompy.ChangeOrientation(filling)
+      geompy.addToStudy( filling, "filling%d"%iface )
+      #geompy.ExportBREP(filling, "filling.brep")
+      iface = iface+1
+      fillings.append(filling)
+      noeuds_bords.append(noeudsBords)
+      idFilToCont.append(icont)
+      bords_Partages += bordsPartages
+      pass # --- loop on mats
+    # --- reconstruction des faces continues à partir des listes de noeuds
+    #     les courbes doivent suivre la courbure pour éviter les oscillations
+    if icont == iface - 1: # pas de découpe, on garde la même face
+      fillcont = fillings[-1]
+    else:
+      nbLignes = len(curvconts[0])
+      curves = []
+      for i in range(nbLignes):
+        nodes = [curvconts[j][i] for j in range(len(curvconts))]
+        curve = geompy.MakeInterpol(nodes, False, False)
+        curves.append(curve)
+      fillcont = geompy.MakeFilling(geompy.MakeCompound(curves), 2, 5, 0.0001, 0.0001, 0, GEOM.FOM_Default, True)
+    geompy.addToStudy( fillcont, "filcont%d"%icont )
+    fillconts.append(fillcont)
+    icont = icont+1   
+    pass   # --- loop while there are remaining nodes
+  
+  return fillings, noeuds_bords, bords_Partages, fillconts, idFilToCont