src/INTERP_KERNEL/InterpolationCU.txx

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  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19 // File      : InterpolationCU.txx
  20 // Created   : Mon Dec 14 17:30:25 2009
  21 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  22
  23 #ifndef __InterpolationCU_TXX__
  24 #define __InterpolationCU_TXX__
  25
  26 #include "InterpolationCU.hxx"
  27
  28 #include "Interpolation.txx"
  29 #include "IntersectorCU1D.txx"
  30 #include "IntersectorCU2D.txx"
  31 #include "IntersectorCU3D.txx"
  32
  33 #include <map>
  34
  35 // // convert index "From Mesh Index"
  36 #define _FMIU(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::ind2C((i))
  37 #define _FMIC(i) OTT<typename MyCMeshType::MyConnType,MyCMeshType::My_numPol>::ind2C((i))
  38 // convert index "To Mesh Index"
  39 #define _TMIU(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::indFC((i))
  40 #define _TMIC(i) OTT<typename MyCMeshType::MyConnType,MyCMeshType::My_numPol>::indFC((i))
  41 // convert coord "From Mesh Coord"
  42 #define _FMCOO(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::coo2C((i))
  43 // convert connectivity "From Mesh Connectivity"
  44 #define _FMCON(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::conn2C((i))
  45
  46 namespace INTERP_KERNEL
  47 {
  48   /**
  49    * \defgroup InterpolationCU InterpolationCU
  50    * \class InterpolationCU
  51    * \brief Class used to calculate the volumes of intersection between the elements of a cartesian and an unstructured  meshes.
  52    *
  53    */
  54   //================================================================================
  55   /**
  56    * Default constructor
  57    *
  58    */
  59   //================================================================================
  60
  61   InterpolationCU::InterpolationCU()
  62   {
  63   }
  64
  65   InterpolationCU::InterpolationCU(const InterpolationOptions & io)
  66     :Interpolation<InterpolationCU>(io)
  67   {
  68   }
  69
  70   //================================================================================
  71   /**
  72    * Calculates the matrix of volumes of intersection between the elements of srcMesh and the elements of targetMesh.
  73    * The calculation is done in two steps. First a filtering process reduces the number of pairs of elements for which the
  74    * calculation must be carried out by eliminating pairs that do not intersect based on their bounding boxes. Then, the
  75    * volume of intersection is calculated for the remaining pairs, and entered into the
  76    * intersection matrix.
  77    *
  78    * The matrix is partially sparse : it is a vector of maps of integer - double pairs.
  79    * It can also be an INTERP_KERNEL::Matrix object.
  80    * The length of the vector is equal to the number of target elements - for each target element there is a map, regardless
  81    * of whether the element intersects any source elements or not. But in the maps there are only entries for those source elements
  82    * which have a non-zero intersection volume with the target element. The vector has indices running from
  83    * 0 to (nb target elements - 1), meaning that the map for target element i is stored at index i - 1. In the maps, however,
  84    * the indexing is more natural : the intersection volume of the target element i with source element j is found at matrix[i-1][j].
  85    *
  86
  87    * @param srcMesh     cartesian source mesh
  88    * @param targetMesh  unstructured target mesh
  89    * @param result      matrix in which the result is stored
  90    * @param method      interpolation method
  91    */
  92   //================================================================================
  93
  94   template<class MyCMeshType, class MyUMeshType, class MatrixType>
  95   typename MyCMeshType::MyConnType InterpolationCU::interpolateMeshes(const MyCMeshType& src_mesh,
  96                                          const MyUMeshType& tgt_mesh,
  97                                          MatrixType&        result,
  98                                          const char *       method)
  99   {
 100     typedef typename MyCMeshType::MyConnType CConnType;
 101     typedef typename MyUMeshType::MyConnType UConnType;
 102
 103     if ( std::string("P0P0") != method )
 104       throw Exception("Only P0P0 method is implemented so far");
 105     if ( MyCMeshType::MY_SPACEDIM != MyUMeshType::MY_SPACEDIM ||
 106          MyCMeshType::MY_SPACEDIM != MyUMeshType::MY_MESHDIM )
 107       throw Exception("InterpolationCU::interpolateMeshes(): dimension of meshes must be same");
 108
 109     const double eps = getPrecision();
 110     const int dim = MyCMeshType::MY_SPACEDIM;
 111
 112     TargetIntersector<MyCMeshType, MatrixType>* intersector = 0;
 113     switch( dim )
 114       {
 115       case 1: intersector = new IntersectorCU1D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh ); break;
 116       case 2: intersector = new IntersectorCU2D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh ); break;
 117       case 3: intersector = new IntersectorCU3D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh, getSplittingPolicy() ); break;
 118       }
 119     // create empty maps for all target elements
 120     result.resize( intersector->getNumberOfRowsOfResMatrix() );
 121     const CConnType ret = intersector->getNumberOfColsOfResMatrix();
 122
 123     const double* src_coords[ dim ];
 124     CConnType  src_nb_coords[ dim ];
 125     std::map< double, CConnType> src_coord_to_index[ dim ];
 126     for ( int j = 0; j < dim; ++j )
 127       {
 128         int axis = static_cast<int>( _TMIC( j ));
 129         src_coords   [j] = src_mesh.getCoordsAlongAxis( axis );
 130         src_nb_coords[j] = static_cast<CConnType>(src_mesh.nbCellsAlongAxis( axis )) + 1;
 131         for (CConnType i = 0; i < src_nb_coords[j]; ++i )
 132           src_coord_to_index[j].insert( std::make_pair( src_coords[j][i], i ));
 133       }
 134
 135     const UConnType tgtu_nb_cells = tgt_mesh.getNumberOfElements();
 136
 137     IntersectorCU<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType> bbHelper(src_mesh, tgt_mesh);
 138     double bb[2*dim];
 139
 140     // loop on unstructured tgt cells
 141
 142     for(UConnType iT=0; iT<tgtu_nb_cells; iT++)
 143       {
 144         result[ iT ].clear();
 145
 146         // get bounding box of target cell
 147         bbHelper.getUElemBB( bb, _TMIU(iT));
 148
 149         bool doItersect = true;
 150         for ( int j = 0; j < dim && doItersect; ++j )
 151           doItersect =
 152             bb[j*2]   < src_coords[j][ src_nb_coords[j]-1 ] - eps &&
 153             bb[j*2+1] > src_coords[j][0] + eps;
 154         if ( !doItersect )
 155           continue; // no intersection
 156
 157         // find structured src cells intersecting iT cell
 158         std::vector< std::vector< CConnType > > structIndices(1);
 159         typename std::map< double, CConnType>::iterator coo_ind;
 160         for ( int j = 0; j < dim; ++j )
 161           {
 162             coo_ind = src_coord_to_index[j].lower_bound( bb[2*j+1] - eps );
 163             if ( coo_ind == src_coord_to_index[j].end() )
 164               --coo_ind;
 165             CConnType max_i = coo_ind->second;
 166
 167             coo_ind = src_coord_to_index[j].upper_bound( bb[2*j  ] + eps );
 168             if ( coo_ind != src_coord_to_index[j].begin() )
 169               --coo_ind;
 170             CConnType min_i = coo_ind->second;
 171
 172             std::vector< std::vector< CConnType > > newStructIndices;
 173             for ( unsigned int iInd = 0; iInd < structIndices.size(); ++iInd )
 174               {
 175                 for ( CConnType i = min_i; i < max_i; ++i )
 176                   {
 177                     std::vector< CConnType > index = structIndices[iInd];
 178                     index.push_back( i );
 179                     newStructIndices.push_back( index );
 180                   }
 181               }
 182             structIndices.swap( newStructIndices );
 183           }
 184
 185         // perform intersection
 186
 187         for ( unsigned int iInd = 0; iInd < structIndices.size(); ++iInd )
 188           intersector->intersectCells( iT, structIndices[iInd], result );
 189       }
 190     delete intersector;
 191     return ret;
 192   }
 193
 194   //================================================================================
 195   /**
 196    * Calculates the matrix of volumes of intersection between the elements of srcMesh and the elements of targetMesh.
 197    * The calculation is done in two steps. First a filtering process reduces the number of pairs of elements for which the
 198    * calculation must be carried out by eliminating pairs that do not intersect based on their bounding boxes. Then, the
 199    * volume of intersection is calculated for the remaining pairs, and entered into the
 200    * intersection matrix.
 201    *
 202    * The matrix is partially sparse : it is a vector of maps of integer - double pairs.
 203    * It can also be an INTERP_KERNEL::Matrix object.
 204    * The length of the vector is equal to the number of target elements - for each target element there is a map, regardless
 205    * of whether the element intersects any source elements or not. But in the maps there are only entries for those source elements
 206    * which have a non-zero intersection volume with the target element. The vector has indices running from
 207    * 0 to (nb target elements - 1), meaning that the map for target element i is stored at index i - 1. In the maps, however,
 208    * the indexing is more natural : the intersection volume of the target element i with source element j is found at matrix[i-1][j].
 209    *
 210
 211    * @param srcMesh     2-dimesional unstructured target mesh
 212    * @param targetMesh  2-dimensional cartesian source mesh
 213    * @param result      matrix in which the result is stored
 214    * @param method      interpolation method
 215    */
 216   //================================================================================
 217
 218   template<class MyUMeshType, class MyCMeshType, class MatrixType>
 219   typename MyUMeshType::MyConnType InterpolationCU::interpolateMeshesRev(const MyUMeshType& meshS, const MyCMeshType& meshT, MatrixType& result, const char *method)
 220   {
 221     typedef typename MyCMeshType::MyConnType CConnType;
 222     typedef typename MyUMeshType::MyConnType UConnType;
 223
 224     MatrixType revResult;
 225     CConnType sizeT = interpolateMeshes( meshT, meshS, revResult, method );
 226     UConnType sizeS = revResult.size();
 227     result.resize( sizeT );
 228
 229     for ( CConnType iS = 0; iS < sizeS; ++iS )
 230       {
 231         typename MatrixType::value_type & row = revResult[iS];
 232         typename MatrixType::value_type::iterator iT_surf = row.begin();
 233         for ( ; iT_surf != row.end(); ++iT_surf )
 234           result[ iT_surf->first ][ iS ] = iT_surf->second;
 235       }
 236     return sizeS;
 237   }
 238
 239 }
 240
 241 #endif