src/OBJECT/SMESH_FaceOrientationFilter.cxx

   1 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   2 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   3 //
   4 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   5 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6 //  License as published by the Free Software Foundation; either
   7 //  version 2.1 of the License.
   8 //
   9 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  10 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12 //  Lesser General Public License for more details.
  13 //
  14 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  16 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  17 //
  18 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  19 //
  20
  21 #include "SMESH_FaceOrientationFilter.h"
  22 #include "SMESH_ActorUtils.h"
  23
  24 #include "SUIT_Session.h"
  25 #include "SUIT_ResourceMgr.h"
  26
  27 #include <vtkCellData.h>
  28 #include <vtkDataSet.h>
  29 #include <vtkPolyData.h>
  30 #include <vtkObjectFactory.h>
  31 #include <vtkInformation.h>
  32 #include <vtkInformationVector.h>
  33
  34 #include <vtkFloatArray.h>
  35 #include <vtkCellArray.h>
  36 #include <vtkMaskPoints.h>
  37 #include <vtkCellCenters.h>
  38 #include <vtkGlyph3D.h>
  39 #include <vtkGlyphSource2D.h>
  40
  41 #include <QColor>
  42
  43 #define PI   3.14159265359
  44
  45 vtkCxxRevisionMacro(SMESH_FaceOrientationFilter, "$Revision$");
  46 vtkStandardNewMacro(SMESH_FaceOrientationFilter);
  47
  48 /*!
  49  * \class SMESH_FaceOrientationFilter
  50  * Passive filter take a polydata as input and create a dataset as output.
  51  */
  52
  53 SMESH_FaceOrientationFilter::SMESH_FaceOrientationFilter()
  54 {
  55   SUIT_ResourceMgr* mgr = SUIT_Session::session()->resourceMgr();
  56   myOrientationScale = mgr->doubleValue( "SMESH", "orientation_scale", 0.1 );
  57   my3dVectors = mgr->booleanValue( "SMESH", "orientation_3d_vectors", false );
  58
  59   myArrowPolyData = CreateArrowPolyData();
  60
  61   myFacePolyData = vtkPolyData::New();
  62
  63   myFaceCenters = vtkCellCenters::New();
  64   myFaceCenters->SetInput(myFacePolyData);
  65
  66   myFaceMaskPoints = vtkMaskPoints::New();
  67   myFaceMaskPoints->SetInput(myFaceCenters->GetOutput());
  68   myFaceMaskPoints->SetOnRatio(1);
  69
  70   myGlyphSource = vtkGlyphSource2D::New();
  71   myGlyphSource->SetGlyphTypeToThickArrow();
  72   myGlyphSource->SetFilled(0);
  73   myGlyphSource->SetCenter(0.5, 0.0, 0.0);
  74
  75   myBaseGlyph = vtkGlyph3D::New();
  76   myBaseGlyph->SetInput(myFaceMaskPoints->GetOutput());
  77   myBaseGlyph->SetVectorModeToUseVector();
  78   myBaseGlyph->SetScaleModeToDataScalingOff();
  79   myBaseGlyph->SetColorModeToColorByScalar();
  80   myBaseGlyph->SetSource(my3dVectors ? myArrowPolyData : myGlyphSource->GetOutput());
  81 }
  82
  83 SMESH_FaceOrientationFilter::~SMESH_FaceOrientationFilter()
  84 {
  85   myArrowPolyData->Delete();
  86   myFacePolyData->Delete();
  87   myFaceCenters->Delete();
  88   myFaceMaskPoints->Delete();
  89   myGlyphSource->Delete();
  90   myBaseGlyph->Delete();
  91 }
  92
  93 vtkPolyData* SMESH_FaceOrientationFilter::CreateArrowPolyData()
  94 {
  95   vtkPoints* points = vtkPoints::New();
  96   vtkCellArray* polys = vtkCellArray::New();
  97
  98   float l1 = 0.8;
  99   float l2 = 1.0;
 100   int n = 16;
 101   float r1 = 0.04;
 102   float r2 = 0.08;
 103   float angle = 2. * PI / n;
 104   float p[3];
 105   vtkIdType c3[3];
 106   vtkIdType c4[4];
 107
 108   float p0[3] = { 0.0, 0.0, 0.0 };
 109   float p1[3] = {  l1, 0.0, 0.0 };
 110   float p2[3] = {  l2, 0.0, 0.0 };
 111
 112   points->InsertPoint( 0, p0 );
 113   points->InsertPoint( 1, p1 );
 114   points->InsertPoint( 2, p2 );
 115
 116   // shaft
 117   for( int i = 0; i < n; i++ )
 118   {
 119     p[0] = 0;
 120     p[1] = r1 * sin( i * angle );
 121     p[2] = r1 * cos( i * angle );
 122     points->InsertPoint( i + 3, p );
 123
 124     p[0] = l1;
 125     points->InsertPoint( i + 3 + n, p );
 126   }
 127
 128   // insert the last cells outside a loop
 129   {
 130     c3[0] = 0;
 131     c3[1] = 3;
 132     c3[2] = 3 + n - 1;
 133     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 134
 135     c4[0] = 3;
 136     c4[1] = 3 + n - 1;
 137     c4[2] = 3 + 2 * n - 1;
 138     c4[3] = 3 + n;
 139     polys->InsertNextCell( 4, c4 );
 140   }
 141   for( int i = 0; i < n - 1; i++ )
 142   {
 143     c3[0] = 0;
 144     c3[1] = i + 3;
 145     c3[2] = i + 4;
 146     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 147
 148     c4[0] = i + 3;
 149     c4[1] = i + 4;
 150     c4[2] = i + 4 + n;
 151     c4[3] = i + 3 + n;
 152     polys->InsertNextCell( 4, c4 );
 153   }
 154
 155   // cone
 156   for( int i = 0; i < n; i++ )
 157   {
 158     p[0] = l1;
 159     p[1] = r2 * sin( i * angle );
 160     p[2] = r2 * cos( i * angle );
 161     points->InsertPoint( i + 3 + 2 * n, p );
 162   }
 163
 164   // insert the last cells outside a loop
 165   {
 166     c3[0] = 1;
 167     c3[1] = 3 + 2 * n;
 168     c3[2] = 3 + 2 * n + n - 1;
 169     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 170
 171     c3[0] = 2;
 172     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 173   }
 174   for( int i = 0; i < n - 1; i++ )
 175   {
 176     c3[0] = 1;
 177     c3[1] = 3 + i + 2 * n;
 178     c3[2] = 3 + i + 2 * n + 1;
 179     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 180
 181     c3[0] = 2;
 182     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 183   }
 184
 185   vtkPolyData* aPolyData = vtkPolyData::New();
 186
 187   aPolyData->SetPoints(points);
 188   points->Delete();
 189
 190   aPolyData->SetPolys(polys);
 191   polys->Delete();
 192
 193   return aPolyData;
 194 }
 195
 196 void GetFaceParams( vtkCell* theFace, double theNormal[3], double& theSize )
 197 {
 198   vtkPoints* aPoints = theFace->GetPoints();
 199
 200   // here we get first 3 points from the face and calculate the normal as a cross-product of vectors
 201   double x0 = aPoints->GetPoint(0)[0], y0 = aPoints->GetPoint(0)[1], z0 = aPoints->GetPoint(0)[2];
 202   double x1 = aPoints->GetPoint(1)[0], y1 = aPoints->GetPoint(1)[1], z1 = aPoints->GetPoint(1)[2];
 203   double x2 = aPoints->GetPoint(2)[0], y2 = aPoints->GetPoint(2)[1], z2 = aPoints->GetPoint(2)[2];
 204
 205   theNormal[0] = ( y1 - y0 ) * ( z2 - z0 ) - ( z1 - z0 ) * ( y2 - y0 );
 206   theNormal[1] = ( z1 - z0 ) * ( x2 - x0 ) - ( x1 - x0 ) * ( z2 - z0 );
 207   theNormal[2] = ( x1 - x0 ) * ( y2 - y0 ) - ( y1 - y0 ) * ( x2 - x0 );
 208
 209   double* aBounds = theFace->GetBounds();
 210   theSize = pow( pow( aBounds[1] - aBounds[0], 2 ) +
 211                  pow( aBounds[3] - aBounds[2], 2 ) +
 212                  pow( aBounds[5] - aBounds[4], 2 ), 0.5 );
 213 }
 214
 215 /*!
 216  * Execute method. Output calculation.
 217  */
 218 int SMESH_FaceOrientationFilter::RequestData(
 219   vtkInformation *request,
 220   vtkInformationVector **inputVector,
 221   vtkInformationVector *outputVector)
 222 {
 223   // get the info objects
 224   vtkInformation *inInfo = inputVector[0]->GetInformationObject(0);
 225   vtkInformation *outInfo = outputVector->GetInformationObject(0);
 226
 227   // get the input and ouptut
 228   vtkDataSet *input = vtkDataSet::SafeDownCast(
 229     inInfo->Get(vtkDataObject::DATA_OBJECT()));
 230   vtkPolyData *output = vtkPolyData::SafeDownCast(
 231     outInfo->Get(vtkDataObject::DATA_OBJECT()));
 232
 233   myFacePolyData->Initialize();
 234   myFacePolyData->ShallowCopy(input);
 235
 236   vtkCellArray* aFaces = vtkCellArray::New();
 237
 238   vtkFloatArray* aVectors = vtkFloatArray::New();
 239   aVectors->SetNumberOfComponents(3);
 240
 241   int anAllFaces = 0;
 242   double anAverageSize = 0;
 243
 244   vtkIdList* aNeighborIds = vtkIdList::New();
 245
 246   for(int aCellId = 0, aNbCells = input->GetNumberOfCells(); aCellId < aNbCells; aCellId++)
 247   {
 248     vtkCell* aCell = input->GetCell(aCellId);
 249
 250     if( aCell->GetNumberOfFaces() == 0 && aCell->GetNumberOfPoints() > 2 ) // cell is a face
 251     {
 252       double aSize, aNormal[3];
 253       GetFaceParams( aCell, aNormal, aSize );
 254
 255       aFaces->InsertNextCell(aCell);
 256       aVectors->InsertNextTuple(aNormal);
 257
 258       anAllFaces++;
 259       anAverageSize += aSize;
 260
 261       continue;
 262     }
 263
 264     for(int aFaceId = 0, aNbFaces = aCell->GetNumberOfFaces(); aFaceId < aNbFaces; aFaceId++)
 265     {
 266       vtkCell* aFace = aCell->GetFace(aFaceId);
 267
 268       input->GetCellNeighbors( aCellId, aFace->PointIds, aNeighborIds );
 269       if( aNeighborIds->GetNumberOfIds() > 0 )
 270         continue;
 271
 272       double aSize, aNormal[3];
 273       GetFaceParams( aFace, aNormal, aSize );
 274
 275       aFaces->InsertNextCell(aFace->GetPointIds());
 276       aVectors->InsertNextTuple(aNormal);
 277
 278       anAllFaces++;
 279       anAverageSize += aSize;
 280     }
 281   }
 282   aNeighborIds->Delete();
 283
 284   myFacePolyData->SetPolys(aFaces);
 285   aFaces->Delete();
 286
 287   myFacePolyData->GetCellData()->SetScalars(0);
 288   myFacePolyData->GetCellData()->SetVectors(aVectors);
 289   aVectors->Delete();
 290
 291   if( anAllFaces == 0 )
 292     return 0;
 293
 294   anAverageSize /= anAllFaces;
 295   anAverageSize *= myOrientationScale;
 296
 297   myBaseGlyph->SetScaleFactor( anAverageSize );
 298   myBaseGlyph->Update();
 299
 300   output->ShallowCopy( myBaseGlyph->GetOutput() );
 301
 302   return 1;
 303 }
 304
 305 int SMESH_FaceOrientationFilter::FillInputPortInformation(int, vtkInformation *info)
 306 {
 307   info->Set(vtkAlgorithm::INPUT_REQUIRED_DATA_TYPE(), "vtkDataSet");
 308   return 1;
 309 }