src/SMDS/SMDS_VolumeTool.cxx

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   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  15 //
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  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 // File      : SMDS_VolumeTool.cxx
  24 // Created   : Tue Jul 13 12:22:13 2004
  25 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  26 //
  27 #ifdef _MSC_VER
  28 #pragma warning(disable:4786)
  29 #endif
  30
  31 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  32
  33 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  34 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  35 #include "SMDS_Mesh.hxx"
  36
  37 #include <utilities.h>
  38
  39 #include <map>
  40 #include <limits>
  41 #include <cmath>
  42 #include <cstring>
  43 #include <numeric>
  44 #include <algorithm>
  45
  46 namespace
  47 {
  48 // ======================================================
  49 // Node indices in faces depending on volume orientation
  50 // making most faces normals external
  51 // ======================================================
  52 // For all elements, 0-th face is bottom based on the first nodes.
  53 // For prismatic elements (tetra,hexa,prisms), 1-th face is a top one.
  54 // For all elements, side faces follow order of bottom nodes
  55 // ======================================================
  56
  57 /*
  58 //           N3
  59 //           +
  60 //          /|\
  61 //         / | \
  62 //        /  |  \
  63 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
  64 //       \   |   /
  65 //        \  |  /
  66 //         \ | /
  67 //          \|/
  68 //           +
  69 //           N2
  70 */
  71 static int Tetra_F [4][4] = { // FORWARD == EXTERNAL
  72   { 0, 1, 2, 0 },              // All faces have external normals
  73   { 0, 3, 1, 0 },
  74   { 1, 3, 2, 1 },
  75   { 0, 2, 3, 0 }};
  76 static int Tetra_RE [4][4] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
  77   { 0, 2, 1, 0 },              // All faces have external normals
  78   { 0, 1, 3, 0 },
  79   { 1, 2, 3, 1 },
  80   { 0, 3, 2, 0 }};
  81 static int Tetra_nbN [] = { 3, 3, 3, 3 };
  82
  83 /*
  84 //    N1 +---------+ N2
  85 //       | \     / |
  86 //       |  \   /  |
  87 //       |   \ /   |
  88 //       |   /+\   |     PYRAMID
  89 //       |  / N4\  |
  90 //       | /     \ |
  91 //       |/       \|
  92 //    N0 +---------+ N3
  93 */
  94 static int Pyramid_F [5][5] = { // FORWARD == EXTERNAL
  95   { 0, 1, 2, 3, 0 },            // All faces have external normals
  96   { 0, 4, 1, 0, 4 },
  97   { 1, 4, 2, 1, 4 },
  98   { 2, 4, 3, 2, 4 },
  99   { 3, 4, 0, 3, 4 }
 100 };
 101 static int Pyramid_RE [5][5] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 102   { 0, 3, 2, 1, 0 },             // All faces but a bottom have external normals
 103   { 0, 1, 4, 0, 4 },
 104   { 1, 2, 4, 1, 4 },
 105   { 2, 3, 4, 2, 4 },
 106   { 3, 0, 4, 3, 4 }};
 107 static int Pyramid_nbN [] = { 4, 3, 3, 3, 3 };
 108
 109 /*
 110 //            + N4
 111 //           /|\
 112 //          / | \
 113 //         /  |  \
 114 //        /   |   \
 115 //    N3 +---------+ N5
 116 //       |    |    |
 117 //       |    + N1 |
 118 //       |   / \   |                PENTAHEDRON
 119 //       |  /   \  |
 120 //       | /     \ |
 121 //       |/       \|
 122 //    N0 +---------+ N2
 123 */
 124 static int Penta_F [5][5] = { // FORWARD
 125   { 0, 1, 2, 0, 0 },          // All faces have external normals
 126   { 3, 5, 4, 3, 3 },          // 0 is bottom, 1 is top face
 127   { 0, 3, 4, 1, 0 },
 128   { 1, 4, 5, 2, 1 },
 129   { 0, 2, 5, 3, 0 }};
 130 static int Penta_RE [5][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 131   { 0, 2, 1, 0, 0 },
 132   { 3, 4, 5, 3, 3 },
 133   { 0, 1, 4, 3, 0 },
 134   { 1, 2, 5, 4, 1 },
 135   { 0, 3, 5, 2, 0 }};
 136 static int Penta_nbN [] = { 3, 3, 4, 4, 4 };
 137
 138 /*
 139 //         N5+----------+N6
 140 //          /|         /|
 141 //         / |        / |
 142 //        /  |       /  |
 143 //     N4+----------+N7 |
 144 //       |   |      |   |           HEXAHEDRON
 145 //       | N1+------|---+N2
 146 //       |  /       |  /
 147 //       | /        | /
 148 //       |/         |/
 149 //     N0+----------+N3
 150 */
 151 static int Hexa_F [6][5] = { // FORWARD
 152   { 0, 1, 2, 3, 0 },
 153   { 4, 7, 6, 5, 4 },          // all face normals are external
 154   { 0, 4, 5, 1, 0 },
 155   { 1, 5, 6, 2, 1 },
 156   { 3, 2, 6, 7, 3 },
 157   { 0, 3, 7, 4, 0 }};
 158 static int Hexa_RE [6][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 159   { 0, 3, 2, 1, 0 },
 160   { 4, 5, 6, 7, 4 },          // all face normals are external
 161   { 0, 1, 5, 4, 0 },
 162   { 1, 2, 6, 5, 1 },
 163   { 3, 7, 6, 2, 3 },
 164   { 0, 4, 7, 3, 0 }};
 165 static int Hexa_nbN [] = { 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
 166 static int Hexa_oppF[] = { 1, 0, 4, 5, 2, 3 }; // oppopsite facet indices
 167
 168 /*
 169 //      N8 +------+ N9
 170 //        /        \
 171 //       /          \
 172 //   N7 +            + N10
 173 //       \          /
 174 //        \        /
 175 //      N6 +------+ N11
 176 //                             HEXAGONAL PRISM
 177 //      N2 +------+ N3
 178 //        /        \
 179 //       /          \
 180 //   N1 +            + N4
 181 //       \          /
 182 //        \        /
 183 //      N0 +------+ N5
 184 */
 185 static int HexPrism_F [8][7] = { // FORWARD
 186   { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0 },
 187   { 6,11,10, 9, 8, 7, 6 },
 188   { 0, 6, 7, 1, 0, 0, 0 },
 189   { 1, 7, 8, 2, 1, 1, 1 },
 190   { 2, 8, 9, 3, 2, 2, 2 },
 191   { 3, 9,10, 4, 3, 3, 3 },
 192   { 4,10,11, 5, 4, 4, 4 },
 193   { 5,11, 6, 0, 5, 5, 5 }};
 194 static int HexPrism_RE [8][7] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 195   { 0, 5, 4, 3, 2, 1, 0 },
 196   { 6,11,10, 9, 8, 7, 6 },
 197   { 0, 6, 7, 1, 0, 0, 0 },
 198   { 1, 7, 8, 2, 1, 1, 1 },
 199   { 2, 8, 9, 3, 2, 2, 2 },
 200   { 3, 9,10, 4, 3, 3, 3 },
 201   { 4,10,11, 5, 4, 4, 4 },
 202   { 5,11, 6, 0, 5, 5, 5 }};
 203 static int HexPrism_nbN [] = { 6, 6, 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
 204
 205
 206 /*
 207 //           N3
 208 //           +
 209 //          /|\
 210 //        7/ | \8
 211 //        /  |4 \                    QUADRATIC
 212 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
 213 //       \   +9  /
 214 //        \  |  /
 215 //        6\ | /5
 216 //          \|/
 217 //           +
 218 //           N2
 219 */
 220 static int QuadTetra_F [4][7] = { // FORWARD
 221   { 0, 4, 1, 5, 2, 6, 0 },        // All faces have external normals
 222   { 0, 7, 3, 8, 1, 4, 0 },
 223   { 1, 8, 3, 9, 2, 5, 1 },
 224   { 0, 6, 2, 9, 3, 7, 0 }};
 225 static int QuadTetra_RE [4][7] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 226   { 0, 6, 2, 5, 1, 4, 0 },         // All faces have external normals
 227   { 0, 4, 1, 8, 3, 7, 0 },
 228   { 1, 5, 2, 9, 3, 8, 1 },
 229   { 0, 7, 3, 9, 2, 6, 0 }};
 230 static int QuadTetra_nbN [] = { 6, 6, 6, 6 };
 231
 232 //
 233 //     QUADRATIC
 234 //     PYRAMID
 235 //
 236 //            +4
 237 //
 238 //
 239 //       10+-----+11
 240 //         |     |        9 - middle point for (0,4) etc.
 241 //         |     |
 242 //        9+-----+12
 243 //
 244 //            6
 245 //      1+----+----+2
 246 //       |         |
 247 //       |         |
 248 //      5+         +7
 249 //       |         |
 250 //       |         |
 251 //      0+----+----+3
 252 //            8
 253 static int QuadPyram_F [5][9] = {  // FORWARD
 254   { 0, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8, 0 },   // All faces have external normals
 255   { 0, 9, 4, 10,1, 5, 0, 4, 4 },
 256   { 1, 10,4, 11,2, 6, 1, 4, 4 },
 257   { 2, 11,4, 12,3, 7, 2, 4, 4 },
 258   { 3, 12,4, 9, 0, 8, 3, 4, 4 }};
 259 static int QuadPyram_RE [5][9] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 260   { 0, 8, 3, 7, 2, 6, 1, 5, 0 },   // All faces but a bottom have external normals
 261   { 0, 5, 1, 10,4, 9, 0, 4, 4 },
 262   { 1, 6, 2, 11,4, 10,1, 4, 4 },
 263   { 2, 7, 3, 12,4, 11,2, 4, 4 },
 264   { 3, 8, 0, 9, 4, 12,3, 4, 4 }};
 265 static int QuadPyram_nbN [] = { 8, 6, 6, 6, 6 };
 266
 267 /*
 268 //            + N4
 269 //           /|\
 270 //         9/ | \10
 271 //         /  |  \
 272 //        /   |   \
 273 //    N3 +----+----+ N5
 274 //       |    |11  |
 275 //       |    |    |
 276 //       |    +13  |                QUADRATIC
 277 //       |    |    |                PENTAHEDRON
 278 //     12+    |    +14
 279 //       |    |    |
 280 //       |    |    |
 281 //       |    + N1 |
 282 //       |   / \   |
 283 //       | 6/   \7 |
 284 //       | /     \ |
 285 //       |/       \|
 286 //    N0 +---------+ N2
 287 //            8
 288 */
 289 static int QuadPenta_F [5][9] = {  // FORWARD
 290   { 0, 6, 1, 7, 2, 8, 0, 0, 0 },
 291   { 3, 11,5, 10,4, 9, 3, 3, 3 },
 292   { 0, 12,3, 9, 4, 13,1, 6, 0 },
 293   { 1, 13,4, 10,5, 14,2, 7, 1 },
 294   { 0, 8, 2, 14,5, 11,3, 12,0 }};
 295 static int QuadPenta_RE [5][9] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 296   { 0, 8, 2, 7, 1, 6, 0, 0, 0 },
 297   { 3, 9, 4, 10,5, 11,3, 3, 3 },
 298   { 0, 6, 1, 13,4, 9, 3, 12,0 },
 299   { 1, 7, 2, 14,5, 10,4, 13,1 },
 300   { 0, 12,3, 11,5, 14,2, 8, 0 }};
 301 static int QuadPenta_nbN [] = { 6, 6, 8, 8, 8 };
 302
 303 /*
 304 //                 13
 305 //         N5+-----+-----+N6                          +-----+-----+
 306 //          /|          /|                           /|          /|
 307 //       12+ |       14+ |                          + |   +25   + |
 308 //        /  |        /  |                         /  |        /  |
 309 //     N4+-----+-----+N7 |       QUADRATIC        +-----+-----+   |  Central nodes
 310 //       |   | 15    |   |       HEXAHEDRON       |   |       |   |  of tri-quadratic
 311 //       |   |       |   |                        |   |       |   |  HEXAHEDRON
 312 //       | 17+       |   +18                      |   +   22+ |   +
 313 //       |   |       |   |                        |21 |       |   |
 314 //       |   |       |   |                        | + | 26+   | + |
 315 //       |   |       |   |                        |   |       |23 |
 316 //     16+   |       +19 |                        +   | +24   +   |
 317 //       |   |       |   |                        |   |       |   |
 318 //       |   |     9 |   |                        |   |       |   |
 319 //       | N1+-----+-|---+N2                      |   +-----+-|---+
 320 //       |  /        |  /                         |  /        |  /
 321 //       | +8        | +10                        | +   20+   | +
 322 //       |/          |/                           |/          |/
 323 //     N0+-----+-----+N3                          +-----+-----+
 324 //             11
 325 */
 326 static int QuadHexa_F [6][9] = {  // FORWARD
 327   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11,0 },   // all face normals are external,
 328   { 4, 15,7, 14,6, 13,5, 12,4 },
 329   { 0, 16,4, 12,5, 17,1, 8, 0 },
 330   { 1, 17,5, 13,6, 18,2, 9, 1 },
 331   { 3, 10,2, 18,6, 14,7, 19,3 },
 332   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16,0 }};
 333 static int QuadHexa_RE [6][9] = {  // REVERSED -> EXTERNAL
 334   { 0, 11,3, 10,2, 9, 1, 8, 0 },   // all face normals are external
 335   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15,4 },
 336   { 0, 8, 1, 17,5, 12,4, 16,0 },
 337   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17,1 },
 338   { 3, 19,7, 14,6, 18,2, 10,3 },
 339   { 0, 16,4, 15,7, 19,3, 11,0 }};
 340 static int QuadHexa_nbN [] = { 8, 8, 8, 8, 8, 8 };
 341
 342 static int TriQuadHexa_F [6][9] = {  // FORWARD
 343   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11, 20 },   // all face normals are external
 344   { 4, 15,7, 14,6, 13,5, 12, 25 },
 345   { 0, 16,4, 12,5, 17,1, 8,  21 },
 346   { 1, 17,5, 13,6, 18,2, 9,  22 },
 347   { 3, 10,2, 18,6, 14,7, 19, 23 },
 348   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16, 24 }};
 349 static int TriQuadHexa_RE [6][9] = {  // REVERSED -> EXTERNAL
 350   { 0, 11,3, 10,2, 9, 1, 8,  20 },   // opposite faces are neighbouring,
 351   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15, 25 },   // all face normals are external
 352   { 0, 8, 1, 17,5, 12,4, 16, 21 },
 353   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17, 22 },
 354   { 3, 19,7, 14,6, 18,2, 10, 23 },
 355   { 0, 16,4, 15,7, 19,3, 11, 24 }};
 356 static int TriQuadHexa_nbN [] = { 9, 9, 9, 9, 9, 9 };
 357
 358
 359 // ========================================================
 360 // to perform some calculations without linkage to CASCADE
 361 // ========================================================
 362 struct XYZ {
 363   double x;
 364   double y;
 365   double z;
 366   XYZ()                               { x = 0; y = 0; z = 0; }
 367   XYZ( double X, double Y, double Z ) { x = X; y = Y; z = Z; }
 368   XYZ( const XYZ& other )             { x = other.x; y = other.y; z = other.z; }
 369   XYZ( const SMDS_MeshNode* n )       { x = n->X(); y = n->Y(); z = n->Z(); }
 370   double* data()                      { return &x; }
 371   inline XYZ operator-( const XYZ& other );
 372   inline XYZ operator+( const XYZ& other );
 373   inline XYZ Crossed( const XYZ& other );
 374   inline XYZ operator-();
 375   inline double Dot( const XYZ& other );
 376   inline double Magnitude();
 377   inline double SquareMagnitude();
 378   inline XYZ Normalize();
 379 };
 380 inline XYZ XYZ::operator-( const XYZ& Right ) {
 381   return XYZ(x - Right.x, y - Right.y, z - Right.z);
 382 }
 383 inline XYZ XYZ::operator-() {
 384   return XYZ(-x,-y,-z);
 385 }
 386 inline XYZ XYZ::operator+( const XYZ& Right ) {
 387   return XYZ(x + Right.x, y + Right.y, z + Right.z);
 388 }
 389 inline XYZ XYZ::Crossed( const XYZ& Right ) {
 390   return XYZ (y * Right.z - z * Right.y,
 391               z * Right.x - x * Right.z,
 392               x * Right.y - y * Right.x);
 393 }
 394 inline double XYZ::Dot( const XYZ& Other ) {
 395   return(x * Other.x + y * Other.y + z * Other.z);
 396 }
 397 inline double XYZ::Magnitude() {
 398   return sqrt (x * x + y * y + z * z);
 399 }
 400 inline double XYZ::SquareMagnitude() {
 401   return (x * x + y * y + z * z);
 402 }
 403 inline XYZ XYZ::Normalize() {
 404   double magnitude = Magnitude();
 405   if ( magnitude != 0.0 )
 406     return XYZ(x /= magnitude,y /= magnitude,z /= magnitude );
 407   else
 408     return XYZ(x,y,z);
 409 }
 410
 411   //================================================================================
 412   /*!
 413    * \brief Return linear type corresponding to a quadratic one
 414    */
 415   //================================================================================
 416
 417   SMDS_VolumeTool::VolumeType quadToLinear(SMDS_VolumeTool::VolumeType quadType)
 418   {
 419     SMDS_VolumeTool::VolumeType linType = SMDS_VolumeTool::VolumeType( int(quadType)-4 );
 420     const int           nbCornersByQuad = SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( quadType );
 421     if ( SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( linType ) == nbCornersByQuad )
 422       return linType;
 423
 424     int iLin = 0;
 425     for ( ; iLin < SMDS_VolumeTool::NB_VOLUME_TYPES; ++iLin )
 426       if ( SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( SMDS_VolumeTool::VolumeType( iLin )) == nbCornersByQuad)
 427         return SMDS_VolumeTool::VolumeType( iLin );
 428
 429     return SMDS_VolumeTool::UNKNOWN;
 430   }
 431
 432 } // namespace
 433
 434 //================================================================================
 435 /*!
 436  * \brief Saver/restorer of a SMDS_VolumeTool::myCurFace
 437  */
 438 //================================================================================
 439
 440 struct SMDS_VolumeTool::SaveFacet
 441 {
 442   SMDS_VolumeTool::Facet  mySaved;
 443   SMDS_VolumeTool::Facet& myToRestore;
 444   SaveFacet( SMDS_VolumeTool::Facet& facet ): myToRestore( facet )
 445   {
 446     mySaved = facet;
 447     mySaved.myNodes.swap( facet.myNodes );
 448   }
 449   ~SaveFacet()
 450   {
 451     if ( myToRestore.myIndex != mySaved.myIndex )
 452       myToRestore = mySaved;
 453     myToRestore.myNodes.swap( mySaved.myNodes );
 454   }
 455 };
 456
 457 //=======================================================================
 458 //function : SMDS_VolumeTool
 459 //purpose  :
 460 //=======================================================================
 461
 462 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool ()
 463 {
 464   Set( 0 );
 465 }
 466
 467 //=======================================================================
 468 //function : SMDS_VolumeTool
 469 //purpose  :
 470 //=======================================================================
 471
 472 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool (const SMDS_MeshElement* theVolume,
 473                                   const bool              ignoreCentralNodes)
 474 {
 475   Set( theVolume, ignoreCentralNodes );
 476 }
 477
 478 //=======================================================================
 479 //function : SMDS_VolumeTool
 480 //purpose  :
 481 //=======================================================================
 482
 483 SMDS_VolumeTool::~SMDS_VolumeTool()
 484 {
 485   myCurFace.myNodeIndices = NULL;
 486 }
 487
 488 //=======================================================================
 489 //function : SetVolume
 490 //purpose  : Set volume to iterate on
 491 //=======================================================================
 492
 493 bool SMDS_VolumeTool::Set (const SMDS_MeshElement*                  theVolume,
 494                            const bool                               ignoreCentralNodes,
 495                            const std::vector<const SMDS_MeshNode*>* otherNodes)
 496 {
 497   // reset fields
 498   myVolume = 0;
 499   myPolyedre = 0;
 500   myIgnoreCentralNodes = ignoreCentralNodes;
 501
 502   myVolForward = true;
 503   myNbFaces = 0;
 504   myVolumeNodes.clear();
 505   myPolyIndices.clear();
 506   myPolyQuantities.clear();
 507   myPolyFacetOri.clear();
 508   myFwdLinks.clear();
 509
 510   myExternalFaces = false;
 511
 512   myAllFacesNodeIndices_F  = 0;
 513   myAllFacesNodeIndices_RE = 0;
 514   myAllFacesNbNodes        = 0;
 515
 516   myCurFace.myIndex = -1;
 517   myCurFace.myNodeIndices = NULL;
 518   myCurFace.myNodes.clear();
 519
 520   // set volume data
 521   if ( !theVolume || theVolume->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 522     return false;
 523
 524   myVolume = theVolume;
 525   myNbFaces = theVolume->NbFaces();
 526   if ( myVolume->IsPoly() )
 527   {
 528     myPolyedre = SMDS_Mesh::DownCast<SMDS_MeshVolume>( myVolume );
 529     myPolyFacetOri.resize( myNbFaces, 0 );
 530   }
 531
 532   // set nodes
 533   myVolumeNodes.resize( myVolume->NbNodes() );
 534   if ( otherNodes )
 535   {
 536     if ( otherNodes->size() != myVolumeNodes.size() )
 537       return ( myVolume = 0 );
 538     for ( size_t i = 0; i < otherNodes->size(); ++i )
 539       if ( ! ( myVolumeNodes[i] = (*otherNodes)[0] ))
 540         return ( myVolume = 0 );
 541   }
 542   else
 543   {
 544     myVolumeNodes.assign( myVolume->begin_nodes(), myVolume->end_nodes() );
 545   }
 546
 547   // check validity
 548   if ( !setFace(0) )
 549     return ( myVolume = 0 );
 550
 551   if ( !myPolyedre )
 552   {
 553     // define volume orientation
 554     XYZ botNormal;
 555     if ( GetFaceNormal( 0, botNormal.x, botNormal.y, botNormal.z ))
 556     {
 557       const SMDS_MeshNode* botNode = myVolumeNodes[ 0 ];
 558       int topNodeIndex = myVolume->NbCornerNodes() - 1;
 559       while ( !IsLinked( 0, topNodeIndex, /*ignoreMediumNodes=*/true )) --topNodeIndex;
 560       const SMDS_MeshNode* topNode = myVolumeNodes[ topNodeIndex ];
 561       XYZ upDir (topNode->X() - botNode->X(),
 562                  topNode->Y() - botNode->Y(),
 563                  topNode->Z() - botNode->Z() );
 564       myVolForward = ( botNormal.Dot( upDir ) < 0 );
 565     }
 566     if ( !myVolForward )
 567       myCurFace.myIndex = -1; // previous setFace(0) didn't take myVolForward into account
 568   }
 569   return true;
 570 }
 571
 572 //=======================================================================
 573 //function : Inverse
 574 //purpose  : Inverse volume
 575 //=======================================================================
 576
 577 #define SWAP_NODES(nodes,i1,i2)           \
 578 {                                         \
 579   const SMDS_MeshNode* tmp = nodes[ i1 ]; \
 580   nodes[ i1 ] = nodes[ i2 ];              \
 581   nodes[ i2 ] = tmp;                      \
 582 }
 583 void SMDS_VolumeTool::Inverse ()
 584 {
 585   if ( !myVolume ) return;
 586
 587   if (myVolume->IsPoly()) {
 588     MESSAGE("Warning: attempt to inverse polyhedral volume");
 589     return;
 590   }
 591
 592   myVolForward = !myVolForward;
 593   myCurFace.myIndex = -1;
 594
 595   // inverse top and bottom faces
 596   switch ( myVolumeNodes.size() ) {
 597   case 4:
 598     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 599     break;
 600   case 5:
 601     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 602     break;
 603   case 6:
 604     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 605     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 606     break;
 607   case 8:
 608     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 609     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 610     break;
 611   case 12:
 612     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 5 );
 613     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 2, 4 );
 614     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 7, 11 );
 615     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 10 );
 616     break;
 617
 618   case 10:
 619     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 620     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 6 );
 621     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 9 );
 622     break;
 623   case 13:
 624     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 625     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 8 );
 626     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 7 );
 627     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 10, 12 );
 628     break;
 629   case 15:
 630     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 631     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 632     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 8 );
 633     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 11 );
 634     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 635     break;
 636   case 20:
 637     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 638     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 639     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 11 );
 640     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 10 );
 641     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 12, 15 );
 642     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 643     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 17, 19 );
 644     break;
 645   case 27:
 646     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 647     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 648     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 11 );
 649     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 10 );
 650     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 12, 15 );
 651     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 652     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 17, 19 );
 653     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 21, 24 );
 654     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 22, 23 );
 655     break;
 656   default:;
 657   }
 658 }
 659
 660 //=======================================================================
 661 //function : GetVolumeType
 662 //purpose  :
 663 //=======================================================================
 664
 665 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetVolumeType() const
 666 {
 667   if ( myPolyedre )
 668     return POLYHEDA;
 669
 670   switch( myVolumeNodes.size() ) {
 671   case 4: return TETRA;
 672   case 5: return PYRAM;
 673   case 6: return PENTA;
 674   case 8: return HEXA;
 675   case 12: return HEX_PRISM;
 676   case 10: return QUAD_TETRA;
 677   case 13: return QUAD_PYRAM;
 678   case 15: return QUAD_PENTA;
 679   case 20: return QUAD_HEXA;
 680   case 27: return QUAD_HEXA;
 681   default: break;
 682   }
 683
 684   return UNKNOWN;
 685 }
 686
 687 //=======================================================================
 688 //function : getTetraVolume
 689 //purpose  :
 690 //=======================================================================
 691
 692 static double getTetraVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 693                              const SMDS_MeshNode* n2,
 694                              const SMDS_MeshNode* n3,
 695                              const SMDS_MeshNode* n4)
 696 {
 697   double p1[3], p2[3], p3[3], p4[3];
 698   n1->GetXYZ( p1 );
 699   n2->GetXYZ( p2 );
 700   n3->GetXYZ( p3 );
 701   n4->GetXYZ( p4 );
 702
 703   double Q1 = -(p1[ 0 ]-p2[ 0 ])*(p3[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p3[ 2 ]);
 704   double Q2 =  (p1[ 0 ]-p3[ 0 ])*(p2[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p2[ 2 ]);
 705   double R1 = -(p1[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p2[ 1 ]*p3[ 2 ]-p3[ 1 ]*p2[ 2 ]);
 706   double R2 = -(p2[ 0 ]-p3[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 707   double S1 =  (p2[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p3[ 2 ]-p3[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 708   double S2 = -(p3[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p2[ 2 ]-p2[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 709
 710   return (Q1+Q2+R1+R2+S1+S2)/6.0;
 711 }
 712
 713 //=======================================================================
 714 //function : GetSize
 715 //purpose  : Return element volume
 716 //=======================================================================
 717 double SMDS_VolumeTool::GetSize() const
 718 {
 719   double V = 0.;
 720   if ( !myVolume )
 721     return 0.;
 722
 723   if ( myVolume->IsPoly() )
 724   {
 725     if ( !myPolyedre )
 726       return 0.;
 727
 728     SaveFacet savedFacet( myCurFace );
 729
 730     // split a polyhedron into tetrahedrons
 731
 732     bool oriOk = true;
 733     SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* > ( this );
 734     for ( int f = 0; f < NbFaces(); ++f )
 735     {
 736       me->setFace( f );
 737       XYZ area (0,0,0), p1( myCurFace.myNodes[0] );
 738       for ( int n = 0; n < myCurFace.myNbNodes; ++n )
 739       {
 740         XYZ p2( myCurFace.myNodes[ n+1 ]);
 741         area = area + p1.Crossed( p2 );
 742         p1 = p2;
 743       }
 744       V += p1.Dot( area );
 745       oriOk = oriOk && IsFaceExternal( f );
 746     }
 747     V /= 6;
 748     if ( !oriOk && V > 0 )
 749       V *= -1;
 750   }
 751   else
 752   {
 753     const static int ind[] = {
 754       0, 1, 3, 6, 11, 23, 31, 44, 58, 78 };
 755     const static int vtab[][4] = { // decomposition into tetra in the order of enum VolumeType
 756       // tetrahedron
 757       { 0, 1, 2, 3 },
 758       // pyramid
 759       { 0, 1, 3, 4 },
 760       { 1, 2, 3, 4 },
 761       // pentahedron
 762       { 0, 1, 2, 3 },
 763       { 1, 5, 3, 4 },
 764       { 1, 5, 2, 3 },
 765       // hexahedron
 766       { 1, 4, 3, 0 },
 767       { 4, 1, 6, 5 },
 768       { 1, 3, 6, 2 },
 769       { 4, 6, 3, 7 },
 770       { 1, 4, 6, 3 },
 771       // hexagonal prism
 772       { 0, 1, 2, 7 },
 773       { 0, 7, 8, 6 },
 774       { 2, 7, 8, 0 },
 775
 776       { 0, 3, 4, 9 },
 777       { 0, 9, 10, 6 },
 778       { 4, 9, 10, 0 },
 779
 780       { 0, 3, 4, 9 },
 781       { 0, 9, 10, 6 },
 782       { 4, 9, 10, 0 },
 783
 784       { 0, 4, 5, 10 },
 785       { 0, 10, 11, 6 },
 786       { 5, 10, 11, 0 },
 787
 788       // quadratic tetrahedron
 789       { 0, 4, 6, 7 },
 790       { 1, 5, 4, 8 },
 791       { 2, 6, 5, 9 },
 792       { 7, 8, 9, 3 },
 793       { 4, 6, 7, 9 },
 794       { 4, 5, 6, 9 },
 795       { 4, 7, 8, 9 },
 796       { 4, 5, 9, 8 },
 797
 798       // quadratic pyramid
 799       { 0, 5, 8, 9 },
 800       { 1, 5,10, 6 },
 801       { 2, 6,11, 7 },
 802       { 3, 7,12, 8 },
 803       { 4, 9,11,10 },
 804       { 4, 9,12,11 },
 805       { 10, 5, 9, 8 },
 806       { 10, 8, 9,12 },
 807       { 10, 8,12, 7 },
 808       { 10, 7,12,11 },
 809       { 10, 7,11, 6 },
 810       { 10, 5, 8, 6 },
 811       { 10, 6, 8, 7 },
 812
 813       // quadratic pentahedron
 814       { 12, 0, 8, 6 },
 815       { 12, 8, 7, 6 },
 816       { 12, 8, 2, 7 },
 817       { 12, 6, 7, 1 },
 818       { 12, 1, 7,13 },
 819       { 12, 7, 2,13 },
 820       { 12, 2,14,13 },
 821
 822       { 12, 3, 9,11 },
 823       { 12,11, 9,10 },
 824       { 12,11,10, 5 },
 825       { 12, 9, 4,10 },
 826       { 12,14, 5,10 },
 827       { 12,14,10, 4 },
 828       { 12,14, 4,13 },
 829
 830       // quadratic hexahedron
 831       { 16, 0,11, 8 },
 832       { 16,11, 9, 8 },
 833       { 16, 8, 9, 1 },
 834       { 16,11, 3,10 },
 835       { 16,11,10, 9 },
 836       { 16,10, 2, 9 },
 837       { 16, 3,19, 2 },
 838       { 16, 2,19,18 },
 839       { 16, 2,18,17 },
 840       { 16, 2,17, 1 },
 841
 842       { 16, 4,12,15 },
 843       { 16,12, 5,13 },
 844       { 16,12,13,15 },
 845       { 16,13, 6,14 },
 846       { 16,13,14,15 },
 847       { 16,14, 7,15 },
 848       { 16, 6, 5,17 },
 849       { 16,18, 6,17 },
 850       { 16,18, 7, 6 },
 851       { 16,18,19, 7 },
 852
 853     };
 854
 855     int type = GetVolumeType();
 856     int n1 = ind[type];
 857     int n2 = ind[type+1];
 858
 859     for (int i = n1; i <  n2; i++) {
 860       V -= getTetraVolume( myVolumeNodes[ vtab[i][0] ],
 861                            myVolumeNodes[ vtab[i][1] ],
 862                            myVolumeNodes[ vtab[i][2] ],
 863                            myVolumeNodes[ vtab[i][3] ]);
 864     }
 865   }
 866   return V;
 867 }
 868
 869
 870 //=======================================================================
 871 //function : getTetraScaledJacobian
 872 //purpose  : Given the smesh nodes in the canonical order of the tetrahedron, return the scaled jacobian
 873 //=======================================================================
 874 static double getTetraScaledJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
 875                                      const SMDS_MeshNode* n1,
 876                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 877                                      const SMDS_MeshNode* n3)
 878 {
 879   const double sqrt = std::sqrt(2.0);
 880   // Get the coordinates
 881   XYZ p0( n0 );
 882   XYZ p1( n1 );
 883   XYZ p2( n2 );
 884   XYZ p3( n3 );
 885   // Define the edges connecting the nodes
 886   XYZ L0 = p1-p0;
 887   XYZ L1 = p2-p1;
 888   XYZ L2 = p2-p0; // invert the definition of doc to get the proper orientation of the crossed product
 889   XYZ L3 = p3-p0;
 890   XYZ L4 = p3-p1;
 891   XYZ L5 = p3-p2;
 892   double Jacobian = L2.Crossed( L0 ).Dot( L3 );
 893   double norm0 = L0.Magnitude();
 894   double norm1 = L1.Magnitude();
 895   double norm2 = L2.Magnitude();
 896   double norm3 = L3.Magnitude();
 897   double norm4 = L4.Magnitude();
 898   double norm5 = L5.Magnitude();
 899
 900   std::array<double, 5> norms{};
 901   norms[0] = Jacobian;
 902   norms[1] = norm3*norm4*norm5;
 903   norms[2] = norm1*norm2*norm5;
 904   norms[3] = norm0*norm1*norm4;
 905   norms[4] = norm0*norm2*norm3;
 906
 907   auto findMaxNorm = std::max_element(norms.begin(), norms.end());
 908   double maxNorm = *findMaxNorm;
 909
 910   if ( std::fabs( maxNorm ) < std::numeric_limits<double>::min() )
 911     maxNorm = std::numeric_limits<double>::max();
 912
 913   return Jacobian * sqrt / maxNorm;
 914 }
 915
 916 //=======================================================================
 917 //function : getPyramidScaledJacobian
 918 //purpose  : Given the pyramid, compute the scaled jacobian of the four tetrahedrons and return the minimun value.
 919 //=======================================================================
 920 static double getPyramidScaledJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
 921                                         const SMDS_MeshNode* n1,
 922                                         const SMDS_MeshNode* n2,
 923                                         const SMDS_MeshNode* n3,
 924                                         const SMDS_MeshNode* n4)
 925 {
 926   const double sqrt = std::sqrt(2.0);
 927   std::array<double, 4> tetScaledJacobian{};
 928   tetScaledJacobian[0] = getTetraScaledJacobian(n0, n1, n3, n4);
 929   tetScaledJacobian[1] = getTetraScaledJacobian(n1, n2, n0, n4);
 930   tetScaledJacobian[2] = getTetraScaledJacobian(n2, n3, n1, n4);
 931   tetScaledJacobian[3] = getTetraScaledJacobian(n3, n0, n2, n4);
 932
 933   auto minEntry = std::min_element(tetScaledJacobian.begin(), tetScaledJacobian.end());
 934
 935   double scaledJacobian = (*minEntry) * 2.0/sqrt;
 936   return scaledJacobian < 1.0 ? scaledJacobian : 1.0 - (scaledJacobian - 1.0);
 937 }
 938
 939
 940
 941 //=======================================================================
 942 //function : getHexaScaledJacobian
 943 //purpose  : Evaluate the scaled jacobian on the eight vertices of the hexahedron and return the minimal registered value
 944 //remark   : Follow the reference numeration described at the top of the class.
 945 //=======================================================================
 946 static double getHexaScaledJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
 947                                     const SMDS_MeshNode* n1,
 948                                     const SMDS_MeshNode* n2,
 949                                     const SMDS_MeshNode* n3,
 950                                     const SMDS_MeshNode* n4,
 951                                     const SMDS_MeshNode* n5,
 952                                     const SMDS_MeshNode* n6,
 953                                     const SMDS_MeshNode* n7)
 954 {
 955   // Scaled jacobian is an scalar quantity measuring the deviation of the geometry from the perfect geometry
 956   // Get the coordinates
 957   XYZ p0( n0 );
 958   XYZ p1( n1 );
 959   XYZ p2( n2 );
 960   XYZ p3( n3 );
 961   XYZ p4( n4 );
 962   XYZ p5( n5 );
 963   XYZ p6( n6 );
 964   XYZ p7( n7 );
 965
 966   // Define the edges connecting the nodes
 967   XYZ L0  = (p1-p0).Normalize();
 968   XYZ L1  = (p2-p1).Normalize();
 969   XYZ L2  = (p3-p2).Normalize();
 970   XYZ L3  = (p3-p0).Normalize();
 971   XYZ L4  = (p4-p0).Normalize();
 972   XYZ L5  = (p5-p1).Normalize();
 973   XYZ L6  = (p6-p2).Normalize();
 974   XYZ L7  = (p7-p3).Normalize();
 975   XYZ L8  = (p5-p4).Normalize();
 976   XYZ L9  = (p6-p5).Normalize();
 977   XYZ L10 = (p7-p6).Normalize();
 978   XYZ L11 = (p7-p4).Normalize();
 979   XYZ X0  = (p1-p0+p2-p3+p6-p7+p5-p4).Normalize();
 980   XYZ X1  = (p3-p0+p2-p1+p7-p4+p6-p5).Normalize();
 981   XYZ X2  = (p4-p0+p7-p3+p5-p1+p6-p2).Normalize();
 982
 983   std::array<double, 9> scaledJacobian{};
 984   //Scaled jacobian of nodes following their numeration
 985   scaledJacobian[0] =  L4.Crossed( L3).Dot( L0 );   // For L0
 986   scaledJacobian[1] =  L5.Crossed(-L0).Dot( L1 );   // For L1
 987   scaledJacobian[2] =  L6.Crossed(-L1).Dot( L2 );   // For L2
 988   scaledJacobian[3] =  L7.Crossed(-L2).Dot(-L3 );   // For L3
 989   scaledJacobian[4] = -L4.Crossed( L8).Dot( L11 );  // For L11
 990   scaledJacobian[5] = -L5.Crossed( L9).Dot(-L8 );   // For L8
 991   scaledJacobian[6] = -L6.Crossed(L10).Dot(-L9 );   // For L9
 992   scaledJacobian[7] = -L7.Crossed(-L11).Dot(-L10 ); // For L10
 993   scaledJacobian[8] =  X2.Crossed( X1).Dot( X0 );   // For principal axes
 994
 995   auto minScaledJacobian = std::min_element(scaledJacobian.begin(), scaledJacobian.end());
 996   return *minScaledJacobian;
 997 }
 998
 999
1000 //=======================================================================
1001 //function : getTetraNormalizedJacobian
1002 //purpose  : Return the jacobian of the tetrahedron based on normalized vectors
1003 //=======================================================================
1004 static double getTetraNormalizedJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
1005                                           const SMDS_MeshNode* n1,
1006                                           const SMDS_MeshNode* n2,
1007                                           const SMDS_MeshNode* n3)
1008 {
1009   const double sqrt = std::sqrt(2.0);
1010   // Get the coordinates
1011   XYZ p0( n0 );
1012   XYZ p1( n1 );
1013   XYZ p2( n2 );
1014   XYZ p3( n3 );
1015   // Define the normalized edges connecting the nodes
1016   XYZ L0 = (p1-p0).Normalize();
1017   XYZ L2 = (p2-p0).Normalize(); // invert the definition of doc to get the proper orientation of the crossed product
1018   XYZ L3 = (p3-p0).Normalize();
1019   return L2.Crossed( L0 ).Dot( L3 );
1020 }
1021
1022 //=======================================================================
1023 //function : getPentaScaledJacobian
1024 //purpose  : Evaluate the scaled jacobian on the pentahedron based on decomposed tetrahedrons
1025 //=======================================================================
1026 /*
1027 //            + N1
1028 //           /|\
1029 //          / | \
1030 //         /  |  \
1031 //        /   |   \
1032 //    N0 +---------+ N2
1033 //       |    |    |               NUMERATION RERENCE FOLLOWING POSSITIVE RIGHT HAND RULE
1034 //       |    + N4 |
1035 //       |   / \   |               PENTAHEDRON
1036 //       |  /   \  |
1037 //       | /     \ |
1038 //       |/       \|
1039 //    N3 +---------+ N5
1040 //
1041 //          N1
1042 //          +
1043 //          |\
1044 //         /| \
1045 //        / |  \
1046 //    N0 +--|---+ N2               TETRAHEDRON ASSOCIATED TO N0
1047 //       \  |   /                  Numeration passed to getTetraScaledJacobian
1048 //        \ |  /                   N0=N0; N1=N2; N2=N3; N3=N1
1049 //         \| /
1050 //          |/
1051 //          +
1052 //          N3
1053 //
1054 //           N1
1055 //           +
1056 //          /|\
1057 //         / | \
1058 //        /  |  \
1059 //    N2 +---|---+ N5             TETRAHEDRON ASSOCIATED TO N2
1060 //       \   |  /                 Numeration passed to getTetraScaledJacobian
1061 //        \  | /                  N0=N2; N1=N5; N2=N0; N3=N1
1062 //         \ |/
1063 //          \|
1064 //           +
1065 //           N0
1066 //
1067 //           N4
1068 //           +
1069 //          /|\
1070 //         / | \
1071 //        /  |  \
1072 //    N3 +---|---+ N0             TETRAHEDRON ASSOCIATED TO N3
1073 //       \   |   /                Numeration passed to getTetraScaledJacobian
1074 //        \  |  /                 N0=N3; N1=N0; N2=N5; N3=N4
1075 //         \ | /
1076 //          \|/
1077 //           +
1078 //           N5
1079 //
1080 //           N3
1081 //           +
1082 //          /|\
1083 //         / | \
1084 //        /  |  \
1085 //    N1 +---|---+ N2             TETRAHEDRON ASSOCIATED TO N1
1086 //       \   |   /                Numeration passed to getTetraScaledJacobian
1087 //        \  |  /                 N0=N1; N1=N2; N2=N0; N3=N3
1088 //         \ | /
1089 //          \|/
1090 //           +
1091 //           N0
1092 //
1093 //          ...
1094 */
1095 static double getPentaScaledJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
1096                                      const SMDS_MeshNode* n1,
1097                                      const SMDS_MeshNode* n2,
1098                                      const SMDS_MeshNode* n3,
1099                                      const SMDS_MeshNode* n4,
1100                                      const SMDS_MeshNode* n5)
1101 {
1102   std::array<double, 6> scaledJacobianOfReferenceTetra{};
1103   scaledJacobianOfReferenceTetra[0] = getTetraNormalizedJacobian(n0, n2, n3, n1);  // For n0
1104   scaledJacobianOfReferenceTetra[1] = getTetraNormalizedJacobian(n2, n5, n0, n1);  // For n2
1105   scaledJacobianOfReferenceTetra[2] = getTetraNormalizedJacobian(n3, n0, n5, n4);  // For n3
1106   scaledJacobianOfReferenceTetra[3] = getTetraNormalizedJacobian(n5, n3, n2, n4);  // For n5
1107   scaledJacobianOfReferenceTetra[4] = getTetraNormalizedJacobian(n1, n2, n0, n3);  // For n1
1108   scaledJacobianOfReferenceTetra[5] = getTetraNormalizedJacobian(n4, n3, n5, n2);  // For n4
1109
1110   auto minScaledJacobian = std::min_element(scaledJacobianOfReferenceTetra.begin(), scaledJacobianOfReferenceTetra.end());
1111   double minScalJac = (*minScaledJacobian)* 2.0 / std::sqrt(3.0);
1112
1113   if (minScalJac > 0)
1114     return std::min(minScalJac, std::numeric_limits<double>::max());
1115
1116   return std::max(minScalJac, -std::numeric_limits<double>::max());
1117 }
1118
1119 //=======================================================================
1120 //function : getHexaPrismScaledJacobian
1121 //purpose  : Evaluate the scaled jacobian on the hexaprism by decomposing the goemetry into three 1hexa + 2 pentahedrons
1122 //=======================================================================
1123 static double getHexaPrismScaledJacobian(const SMDS_MeshNode* n0,
1124                                           const SMDS_MeshNode* n1,
1125                                           const SMDS_MeshNode* n2,
1126                                           const SMDS_MeshNode* n3,
1127                                           const SMDS_MeshNode* n4,
1128                                           const SMDS_MeshNode* n5,
1129                                           const SMDS_MeshNode* n6,
1130                                           const SMDS_MeshNode* n7,
1131                                           const SMDS_MeshNode* n8,
1132                                           const SMDS_MeshNode* n9,
1133                                           const SMDS_MeshNode* n10,
1134                                           const SMDS_MeshNode* n11)
1135 {
1136   // The Pentahedron from the left
1137   // n0=n0; n1=n1; n2=n2; n3=n6; n4=n7, n5=n8;
1138   double scaledJacobianPentleft = getPentaScaledJacobian( n0, n1, n2, n6, n7, n8 );
1139   // The core Hexahedron
1140   // n0=n0; n1=n2, n2=n3; n3=n5; n4=n6; n5=n8; n6=n9; n7=n11
1141   double scaledJacobianHexa     = getHexaScaledJacobian( n0, n2, n3, n5, n6, n8, n9, n11 );
1142   // The Pentahedron from the right
1143   // n0=n5; n1=n4; n2=n3; n3=n11; n4=n10; n5=n9
1144   double scaledJacobianPentright = getPentaScaledJacobian( n5, n4, n3, n11, n10, n9 );
1145
1146   return std::min( scaledJacobianHexa, std::min( scaledJacobianPentleft, scaledJacobianPentright ) );
1147
1148 }
1149
1150 //=======================================================================
1151 //function : GetScaledJacobian
1152 //purpose  : Return element Scaled Jacobian using the generic definition given
1153 //            in https://gitlab.kitware.com/third-party/verdict/-/blob/master/SAND2007-2853p.pdf
1154 //=======================================================================
1155
1156 double SMDS_VolumeTool::GetScaledJacobian() const
1157 {
1158
1159   // For Tetra, call directly the getTetraScaledJacobian
1160   double scaledJacobian = 0.;
1161
1162   VolumeType type = GetVolumeType();
1163   switch (type)
1164   {
1165   case TETRA:
1166   case QUAD_TETRA:
1167     scaledJacobian = getTetraScaledJacobian( myVolumeNodes[0], myVolumeNodes[1], myVolumeNodes[2], myVolumeNodes[3] );
1168     break;
1169   case HEXA:
1170   case QUAD_HEXA:
1171     scaledJacobian = getHexaScaledJacobian( myVolumeNodes[0], myVolumeNodes[1], myVolumeNodes[2], myVolumeNodes[3],
1172                                             myVolumeNodes[4], myVolumeNodes[5], myVolumeNodes[6], myVolumeNodes[7] );
1173     break;
1174   case PYRAM:
1175   case QUAD_PYRAM:
1176     scaledJacobian = getPyramidScaledJacobian( myVolumeNodes[0], myVolumeNodes[1], myVolumeNodes[2], myVolumeNodes[3], myVolumeNodes[4] );
1177     break;
1178   case PENTA:
1179   case QUAD_PENTA:
1180     scaledJacobian = getPentaScaledJacobian( myVolumeNodes[0], myVolumeNodes[1],
1181                                              myVolumeNodes[2], myVolumeNodes[3],
1182                                              myVolumeNodes[4], myVolumeNodes[5] );
1183     break;
1184   case HEX_PRISM:
1185     scaledJacobian = getHexaPrismScaledJacobian( myVolumeNodes[0], myVolumeNodes[1], myVolumeNodes[2], myVolumeNodes[3],
1186                                                  myVolumeNodes[4], myVolumeNodes[5], myVolumeNodes[6], myVolumeNodes[7],
1187                                                  myVolumeNodes[8], myVolumeNodes[9], myVolumeNodes[10], myVolumeNodes[11]);
1188     break;
1189   default:
1190     break;
1191   }
1192
1193   return scaledJacobian;
1194 }
1195
1196
1197 //=======================================================================
1198 //function : GetBaryCenter
1199 //purpose  :
1200 //=======================================================================
1201
1202 bool SMDS_VolumeTool::GetBaryCenter(double & X, double & Y, double & Z) const
1203 {
1204   X = Y = Z = 0.;
1205   if ( !myVolume )
1206     return false;
1207
1208   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); i++ ) {
1209     X += myVolumeNodes[ i ]->X();
1210     Y += myVolumeNodes[ i ]->Y();
1211     Z += myVolumeNodes[ i ]->Z();
1212   }
1213   X /= myVolumeNodes.size();
1214   Y /= myVolumeNodes.size();
1215   Z /= myVolumeNodes.size();
1216
1217   return true;
1218 }
1219
1220 //================================================================================
1221 /*!
1222  * \brief Classify a point
1223  *  \param tol - thickness of faces
1224  */
1225 //================================================================================
1226
1227 bool SMDS_VolumeTool::IsOut(double X, double Y, double Z, double tol) const
1228 {
1229   // LIMITATION: for convex volumes only
1230   XYZ p( X,Y,Z );
1231   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
1232   {
1233     XYZ faceNormal;
1234     if ( !GetFaceNormal( iF, faceNormal.x, faceNormal.y, faceNormal.z ))
1235       continue;
1236     if ( !IsFaceExternal( iF ))
1237       faceNormal = XYZ() - faceNormal; // reverse
1238
1239     XYZ face2p( p - XYZ( myCurFace.myNodes[0] ));
1240     if ( face2p.Dot( faceNormal ) > tol )
1241       return true;
1242   }
1243   return false;
1244 }
1245
1246 //=======================================================================
1247 //function : SetExternalNormal
1248 //purpose  : Node order will be so that faces normals are external
1249 //=======================================================================
1250
1251 void SMDS_VolumeTool::SetExternalNormal ()
1252 {
1253   myExternalFaces = true;
1254   myCurFace.myIndex = -1;
1255 }
1256
1257 //=======================================================================
1258 //function : NbFaceNodes
1259 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
1260 //=======================================================================
1261
1262 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes( int faceIndex ) const
1263 {
1264   if ( !setFace( faceIndex ))
1265     return 0;
1266   return myCurFace.myNbNodes;
1267 }
1268
1269 //=======================================================================
1270 //function : GetFaceNodes
1271 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes.
1272 //           To comfort link iteration, the array
1273 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
1274 //           the last node == the first one.
1275 //=======================================================================
1276
1277 const SMDS_MeshNode** SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes( int faceIndex ) const
1278 {
1279   if ( !setFace( faceIndex ))
1280     return 0;
1281   return &myCurFace.myNodes[0];
1282 }
1283
1284 //=======================================================================
1285 //function : GetFaceNodesIndices
1286 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes indices
1287 //           To comfort link iteration, the array
1288 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
1289 //           the last node index == the first one.
1290 //=======================================================================
1291
1292 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices( int faceIndex ) const
1293 {
1294   if ( !setFace( faceIndex ))
1295     return 0;
1296
1297   return myCurFace.myNodeIndices;
1298 }
1299
1300 //=======================================================================
1301 //function : GetFaceNodes
1302 //purpose  : Return a set of face nodes.
1303 //=======================================================================
1304
1305 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes (int                             faceIndex,
1306                                     std::set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes ) const
1307 {
1308   if ( !setFace( faceIndex ))
1309     return false;
1310
1311   theFaceNodes.clear();
1312   theFaceNodes.insert( myCurFace.myNodes.begin(), myCurFace.myNodes.end() );
1313
1314   return true;
1315 }
1316
1317 namespace
1318 {
1319   struct NLink : public std::pair<smIdType,smIdType>
1320   {
1321     int myOri;
1322     NLink(const SMDS_MeshNode* n1=0, const SMDS_MeshNode* n2=0, int ori=1 )
1323     {
1324       if ( n1 )
1325       {
1326         if (( myOri = ( n1->GetID() < n2->GetID() )))
1327         {
1328           first  = n1->GetID();
1329           second = n2->GetID();
1330         }
1331         else
1332         {
1333           myOri  = -1;
1334           first  = n2->GetID();
1335           second = n1->GetID();
1336         }
1337         myOri *= ori;
1338       }
1339       else
1340       {
1341         myOri = first = second = 0;
1342       }
1343     }
1344     //int Node1() const { return myOri == -1 ? second : first; }
1345
1346     //bool IsSameOri( const std::pair<int,int>& link ) const { return link.first == Node1(); }
1347   };
1348 }
1349
1350 //=======================================================================
1351 //function : IsFaceExternal
1352 //purpose  : Check normal orientation of a given face
1353 //=======================================================================
1354
1355 bool SMDS_VolumeTool::IsFaceExternal( int faceIndex ) const
1356 {
1357   if ( myExternalFaces || !myVolume )
1358     return true;
1359
1360   if ( !myPolyedre ) // all classical volumes have external facet normals
1361     return true;
1362
1363   SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
1364
1365   if ( myPolyFacetOri[ faceIndex ])
1366     return myPolyFacetOri[ faceIndex ] > 0;
1367
1368   int ori = 0; // -1-in, +1-out, 0-undef
1369   double minProj, maxProj;
1370   if ( projectNodesToNormal( faceIndex, minProj, maxProj ))
1371   {
1372     // all nodes are on the same side of the facet
1373     ori = ( minProj < 0 ? +1 : -1 );
1374     me->myPolyFacetOri[ faceIndex ] = ori;
1375
1376     if ( !myFwdLinks.empty() ) // concave polyhedron; collect oriented links
1377       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1378       {
1379         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1], ori );
1380         me->myFwdLinks.insert( make_pair( link, link.myOri ));
1381       }
1382     return ori > 0;
1383   }
1384
1385   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1386
1387   // concave polyhedron
1388
1389   if ( myFwdLinks.empty() ) // get links of the least ambiguously oriented facet
1390   {
1391     for ( size_t i = 0; i < myPolyFacetOri.size() && !ori; ++i )
1392       ori = myPolyFacetOri[ i ];
1393
1394     if ( !ori ) // none facet is oriented yet
1395     {
1396       // find the least ambiguously oriented facet
1397       int faceMostConvex = -1;
1398       std::map< double, int > convexity2face;
1399       for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size() && faceMostConvex < 0; ++iF )
1400       {
1401         if ( projectNodesToNormal( iF, minProj, maxProj ))
1402         {
1403           // all nodes are on the same side of the facet
1404           me->myPolyFacetOri[ iF ] = ( minProj < 0 ? +1 : -1 );
1405           faceMostConvex = iF;
1406         }
1407         else
1408         {
1409           ori = ( -minProj < maxProj ? -1 : +1 );
1410           double convexity = std::min( -minProj, maxProj ) / std::max( -minProj, maxProj );
1411           convexity2face.insert( std::make_pair( convexity, iF * ori ));
1412         }
1413       }
1414       if ( faceMostConvex < 0 ) // none facet has nodes on the same side
1415       {
1416         // use the least ambiguous facet
1417         faceMostConvex = convexity2face.begin()->second;
1418         ori = ( faceMostConvex < 0 ? -1 : +1 );
1419         faceMostConvex = std::abs( faceMostConvex );
1420         me->myPolyFacetOri[ faceMostConvex ] = ori;
1421       }
1422     }
1423     // collect links of the oriented facets in myFwdLinks
1424     for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size(); ++iF )
1425     {
1426       ori = myPolyFacetOri[ iF ];
1427       if ( !ori ) continue;
1428       setFace( iF );
1429       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1430       {
1431         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1], ori );
1432         me->myFwdLinks.insert( make_pair( link, link.myOri ));
1433       }
1434     }
1435   }
1436
1437   // compare orientation of links of the facet with myFwdLinks
1438   ori = 0;
1439   setFace( faceIndex );
1440   std::vector< NLink > links( myCurFace.myNbNodes ), links2;
1441   for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes && !ori; ++i )
1442   {
1443     NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1] );
1444     std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( link );
1445     if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1446       ori = link.myOri * l2o->second * -1;
1447     links[ i ] = link;
1448   }
1449   while ( !ori ) // the facet has no common links with already oriented facets
1450   {
1451     // orient and collect links of other non-oriented facets
1452     for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size(); ++iF )
1453     {
1454       if ( myPolyFacetOri[ iF ] ) continue; // already oriented
1455       setFace( iF );
1456       links2.clear();
1457       ori = 0;
1458       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes && !ori; ++i )
1459       {
1460         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1] );
1461         std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( link );
1462         if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1463           ori = link.myOri * l2o->second * -1;
1464         links2.push_back( link );
1465       }
1466       if ( ori ) // one more facet oriented
1467       {
1468         me->myPolyFacetOri[ iF ] = ori;
1469         for ( size_t i = 0; i < links2.size(); ++i )
1470           me->myFwdLinks.insert( make_pair( links2[i], links2[i].myOri * ori ));
1471         break;
1472       }
1473     }
1474     if ( !ori )
1475       return false; // error in algorithm: infinite loop
1476
1477     // try to orient the facet again
1478     ori = 0;
1479     for ( size_t i = 0; i < links.size() && !ori; ++i )
1480     {
1481       std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( links[i] );
1482       if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1483         ori = links[i].myOri * l2o->second * -1;
1484     }
1485     me->myPolyFacetOri[ faceIndex ] = ori;
1486   }
1487
1488   return ori > 0;
1489 }
1490
1491 //=======================================================================
1492 //function : projectNodesToNormal
1493 //purpose  : compute min and max projections of all nodes to normal of a facet.
1494 //=======================================================================
1495
1496 bool SMDS_VolumeTool::projectNodesToNormal( int     faceIndex,
1497                                             double& minProj,
1498                                             double& maxProj,
1499                                             double* normalXYZ ) const
1500 {
1501   minProj = std::numeric_limits<double>::max();
1502   maxProj = std::numeric_limits<double>::min();
1503
1504   XYZ normal;
1505   if ( !GetFaceNormal( faceIndex, normal.x, normal.y, normal.z ))
1506     return false;
1507   if ( normalXYZ )
1508     memcpy( normalXYZ, normal.data(), 3*sizeof(double));
1509
1510   XYZ p0 ( myCurFace.myNodes[0] );
1511   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); ++i )
1512   {
1513     if ( std::find( myCurFace.myNodes.begin() + 1,
1514                     myCurFace.myNodes.end(),
1515                     myVolumeNodes[ i ] ) != myCurFace.myNodes.end() )
1516       continue; // node of the faceIndex-th facet
1517
1518     double proj = normal.Dot( XYZ( myVolumeNodes[ i ]) - p0 );
1519     if ( proj < minProj ) minProj = proj;
1520     if ( proj > maxProj ) maxProj = proj;
1521   }
1522   const double tol = 1e-7;
1523   minProj += tol;
1524   maxProj -= tol;
1525   bool diffSize = ( minProj * maxProj < 0 );
1526   // if ( diffSize )
1527   // {
1528   //   minProj = -minProj;
1529   // }
1530   // else if ( minProj < 0 )
1531   // {
1532   //   minProj = -minProj;
1533   //   maxProj = -maxProj;
1534   // }
1535
1536   return !diffSize; // ? 0 : (minProj >= 0);
1537 }
1538
1539 //=======================================================================
1540 //function : GetFaceNormal
1541 //purpose  : Return a normal to a face
1542 //=======================================================================
1543
1544 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNormal (int faceIndex, double & X, double & Y, double & Z) const
1545 {
1546   if ( !setFace( faceIndex ))
1547     return false;
1548
1549   const int iQuad = ( !myPolyedre && myCurFace.myNbNodes > 6 ) ? 2 : 1;
1550   XYZ p1 ( myCurFace.myNodes[0*iQuad] );
1551   XYZ p2 ( myCurFace.myNodes[1*iQuad] );
1552   XYZ p3 ( myCurFace.myNodes[2*iQuad] );
1553   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1554   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1555   XYZ cross = aVec12.Crossed( aVec13 );
1556
1557   for ( int i = 3*iQuad; i < myCurFace.myNbNodes; i += iQuad )
1558   {
1559     XYZ p4 ( myCurFace.myNodes[i] );
1560     XYZ aVec14( p4 - p1 );
1561     XYZ cross2 = aVec13.Crossed( aVec14 );
1562     cross = cross + cross2;
1563     aVec13 = aVec14;
1564   }
1565
1566   double size = cross.Magnitude();
1567   if ( size <= std::numeric_limits<double>::min() )
1568     return false;
1569
1570   X = cross.x / size;
1571   Y = cross.y / size;
1572   Z = cross.z / size;
1573
1574   return true;
1575 }
1576
1577 //================================================================================
1578 /*!
1579  * \brief Return barycenter of a face
1580  */
1581 //================================================================================
1582
1583 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceBaryCenter (int faceIndex, double & X, double & Y, double & Z) const
1584 {
1585   if ( !setFace( faceIndex ))
1586     return false;
1587
1588   X = Y = Z = 0.0;
1589   for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1590   {
1591     X += myCurFace.myNodes[i]->X() / myCurFace.myNbNodes;
1592     Y += myCurFace.myNodes[i]->Y() / myCurFace.myNbNodes;
1593     Z += myCurFace.myNodes[i]->Z() / myCurFace.myNbNodes;
1594   }
1595   return true;
1596 }
1597
1598 //=======================================================================
1599 //function : GetFaceArea
1600 //purpose  : Return face area
1601 //=======================================================================
1602
1603 double SMDS_VolumeTool::GetFaceArea( int faceIndex ) const
1604 {
1605   double area = 0;
1606   if ( !setFace( faceIndex ))
1607     return area;
1608
1609   XYZ p1 ( myCurFace.myNodes[0] );
1610   XYZ p2 ( myCurFace.myNodes[1] );
1611   XYZ p3 ( myCurFace.myNodes[2] );
1612   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1613   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1614   area += aVec12.Crossed( aVec13 ).Magnitude();
1615
1616   if (myVolume->IsPoly())
1617   {
1618     for ( int i = 3; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1619     {
1620       XYZ pI ( myCurFace.myNodes[i] );
1621       XYZ aVecI( pI - p1 );
1622       area += aVec13.Crossed( aVecI ).Magnitude();
1623       aVec13 = aVecI;
1624     }
1625   }
1626   else
1627   {
1628     if ( myCurFace.myNbNodes == 4 ) {
1629       XYZ p4 ( myCurFace.myNodes[3] );
1630       XYZ aVec14( p4 - p1 );
1631       area += aVec14.Crossed( aVec13 ).Magnitude();
1632     }
1633   }
1634   return area / 2;
1635 }
1636
1637 //================================================================================
1638 /*!
1639  * \brief Return index of the node located at face center of a quadratic element like HEX27
1640  */
1641 //================================================================================
1642
1643 int SMDS_VolumeTool::GetCenterNodeIndex( int faceIndex ) const
1644 {
1645   if ( myAllFacesNbNodes && myVolumeNodes.size() == 27 ) // classic element with 27 nodes
1646   {
1647     switch ( faceIndex ) {
1648     case 0: return 20;
1649     case 1: return 25;
1650     default:
1651       return faceIndex + 19;
1652     }
1653   }
1654   return -1;
1655 }
1656
1657 //=======================================================================
1658 //function : GetOppFaceIndex
1659 //purpose  : Return index of the opposite face if it exists, else -1.
1660 //=======================================================================
1661
1662 int SMDS_VolumeTool::GetOppFaceIndex( int faceIndex ) const
1663 {
1664   int ind = -1;
1665   if (myPolyedre) {
1666     MESSAGE("Warning: attempt to obtain opposite face on polyhedral volume");
1667     return ind;
1668   }
1669
1670   const int nbHoriFaces = 2;
1671
1672   if ( faceIndex >= 0 && faceIndex < NbFaces() ) {
1673     switch ( myVolumeNodes.size() ) {
1674     case 6:
1675     case 15:
1676       if ( faceIndex == 0 || faceIndex == 1 )
1677         ind = 1 - faceIndex;
1678       break;
1679     case 8:
1680     case 12:
1681       if ( faceIndex <= 1 ) // top or bottom
1682         ind = 1 - faceIndex;
1683       else {
1684         const int nbSideFaces = myAllFacesNbNodes[0];
1685         ind = ( faceIndex - nbHoriFaces + nbSideFaces/2 ) % nbSideFaces + nbHoriFaces;
1686       }
1687       break;
1688     case 20:
1689     case 27:
1690       ind = GetOppFaceIndexOfHex( faceIndex );
1691       break;
1692     default:;
1693     }
1694   }
1695   return ind;
1696 }
1697
1698 //=======================================================================
1699 //function : GetOppFaceIndexOfHex
1700 //purpose  : Return index of the opposite face of the hexahedron
1701 //=======================================================================
1702
1703 int SMDS_VolumeTool::GetOppFaceIndexOfHex( int faceIndex )
1704 {
1705   return Hexa_oppF[ faceIndex ];
1706 }
1707
1708 //=======================================================================
1709 //function : IsLinked
1710 //purpose  : return true if theNode1 is linked with theNode2
1711 // If theIgnoreMediumNodes then corner nodes of quadratic cell are considered linked as well
1712 //=======================================================================
1713
1714 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const SMDS_MeshNode* theNode1,
1715                                 const SMDS_MeshNode* theNode2,
1716                                 const bool           theIgnoreMediumNodes) const
1717 {
1718   if ( !myVolume )
1719     return false;
1720
1721   if (myVolume->IsPoly()) {
1722     if (!myPolyedre) {
1723       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
1724       return false;
1725     }
1726     if ( !myAllFacesNbNodes ) {
1727       SMDS_VolumeTool*  me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
1728       me->myPolyQuantities = myPolyedre->GetQuantities();
1729       myAllFacesNbNodes    = &myPolyQuantities[0];
1730     }
1731     int from, to = 0, d1 = 1, d2 = 2;
1732     if ( myPolyedre->IsQuadratic() ) {
1733       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
1734         d1 = 2; d2 = 0;
1735       }
1736     } else {
1737       d2 = 0;
1738     }
1739     std::vector<const SMDS_MeshNode*>::const_iterator i;
1740     for (int iface = 0; iface < myNbFaces; iface++)
1741     {
1742       from = to;
1743       to  += myPolyQuantities[iface];
1744       i    = std::find( myVolumeNodes.begin() + from, myVolumeNodes.begin() + to, theNode1 );
1745       if ( i != myVolumeNodes.end() )
1746       {
1747         if ((  theNode2 == *( i-d1 ) ||
1748                theNode2 == *( i+d1 )))
1749           return true;
1750         if (( d2 ) &&
1751             (( theNode2 == *( i-d2 ) ||
1752                theNode2 == *( i+d2 ))))
1753           return true;
1754       }
1755     }
1756     return false;
1757   }
1758
1759   // find nodes indices
1760   int i1 = -1, i2 = -1, nbFound = 0;
1761   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size() && nbFound < 2; i++ )
1762   {
1763     if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode1 )
1764       i1 = i, ++nbFound;
1765     else if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode2 )
1766       i2 = i, ++nbFound;
1767   }
1768   return IsLinked( i1, i2 );
1769 }
1770
1771 //=======================================================================
1772 //function : IsLinked
1773 //purpose  : return true if the node with theNode1Index is linked
1774 //           with the node with theNode2Index
1775 // If theIgnoreMediumNodes then corner nodes of quadratic cell are considered linked as well
1776 //=======================================================================
1777
1778 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const int theNode1Index,
1779                                 const int theNode2Index,
1780                                 bool      theIgnoreMediumNodes) const
1781 {
1782   if ( myVolume->IsPoly() ) {
1783     return IsLinked(myVolumeNodes[theNode1Index], myVolumeNodes[theNode2Index]);
1784   }
1785
1786   int minInd = std::min( theNode1Index, theNode2Index );
1787   int maxInd = std::max( theNode1Index, theNode2Index );
1788
1789   if ( minInd < 0 || maxInd > (int)myVolumeNodes.size() - 1 || maxInd == minInd )
1790     return false;
1791
1792   VolumeType type = GetVolumeType();
1793   if ( myVolume->IsQuadratic() )
1794   {
1795     int firstMediumInd = myVolume->NbCornerNodes();
1796     if ( minInd >= firstMediumInd )
1797       return false; // both nodes are medium - not linked
1798     if ( maxInd < firstMediumInd ) // both nodes are corners
1799     {
1800       if ( theIgnoreMediumNodes )
1801         type = quadToLinear(type); // to check linkage of corner nodes only
1802       else
1803         return false; // corner nodes are not linked directly in a quadratic cell
1804     }
1805   }
1806
1807   switch ( type ) {
1808   case TETRA:
1809     return true;
1810   case HEXA:
1811     switch ( maxInd - minInd ) {
1812     case 1: return minInd != 3;
1813     case 3: return minInd == 0 || minInd == 4;
1814     case 4: return true;
1815     default:;
1816     }
1817     break;
1818   case PYRAM:
1819     if ( maxInd == 4 )
1820       return true;
1821     switch ( maxInd - minInd ) {
1822     case 1:
1823     case 3: return true;
1824     default:;
1825     }
1826     break;
1827   case PENTA:
1828     switch ( maxInd - minInd ) {
1829     case 1: return minInd != 2;
1830     case 2: return minInd == 0 || minInd == 3;
1831     case 3: return true;
1832     default:;
1833     }
1834     break;
1835   case QUAD_TETRA:
1836     {
1837       switch ( minInd ) {
1838       case 0: return ( maxInd==4 ||  maxInd==6 ||  maxInd==7 );
1839       case 1: return ( maxInd==4 ||  maxInd==5 ||  maxInd==8 );
1840       case 2: return ( maxInd==5 ||  maxInd==6 ||  maxInd==9 );
1841       case 3: return ( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==9 );
1842       default:;
1843       }
1844       break;
1845     }
1846   case QUAD_HEXA:
1847     {
1848       switch ( minInd ) {
1849       case 0: return ( maxInd==8  ||  maxInd==11 ||  maxInd==16 );
1850       case 1: return ( maxInd==8  ||  maxInd==9  ||  maxInd==17 );
1851       case 2: return ( maxInd==9  ||  maxInd==10 ||  maxInd==18 );
1852       case 3: return ( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==19 );
1853       case 4: return ( maxInd==12 ||  maxInd==15 ||  maxInd==16 );
1854       case 5: return ( maxInd==12 ||  maxInd==13 ||  maxInd==17 );
1855       case 6: return ( maxInd==13 ||  maxInd==14 ||  maxInd==18 );
1856       case 7: return ( maxInd==14 ||  maxInd==15 ||  maxInd==19 );
1857       default:;
1858       }
1859       break;
1860     }
1861   case QUAD_PYRAM:
1862     {
1863       switch ( minInd ) {
1864       case 0: return ( maxInd==5 ||  maxInd==8  ||  maxInd==9  );
1865       case 1: return ( maxInd==5 ||  maxInd==6  ||  maxInd==10 );
1866       case 2: return ( maxInd==6 ||  maxInd==7  ||  maxInd==11 );
1867       case 3: return ( maxInd==7 ||  maxInd==8  ||  maxInd==12 );
1868       case 4: return ( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 );
1869       default:;
1870       }
1871       break;
1872     }
1873   case QUAD_PENTA:
1874     {
1875       switch ( minInd ) {
1876       case 0: return ( maxInd==6  ||  maxInd==8  ||  maxInd==12 );
1877       case 1: return ( maxInd==6  ||  maxInd==7  ||  maxInd==13 );
1878       case 2: return ( maxInd==7  ||  maxInd==8  ||  maxInd==14 );
1879       case 3: return ( maxInd==9  ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 );
1880       case 4: return ( maxInd==9  ||  maxInd==10 ||  maxInd==13 );
1881       case 5: return ( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==14 );
1882       default:;
1883       }
1884       break;
1885     }
1886   case HEX_PRISM:
1887     {
1888       const int diff = maxInd-minInd;
1889       if ( diff > 6  ) return false;// not linked top and bottom
1890       if ( diff == 6 ) return true; // linked top and bottom
1891       return diff == 1 || diff == 7;
1892     }
1893   default:;
1894   }
1895   return false;
1896 }
1897
1898 //=======================================================================
1899 //function : GetNodeIndex
1900 //purpose  : Return an index of theNode
1901 //=======================================================================
1902
1903 int SMDS_VolumeTool::GetNodeIndex(const SMDS_MeshNode* theNode) const
1904 {
1905   if ( myVolume ) {
1906     for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); i++ ) {
1907       if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode )
1908         return i;
1909     }
1910   }
1911   return -1;
1912 }
1913
1914 //================================================================================
1915 /*!
1916  * \brief Fill vector with boundary faces existing in the mesh
1917   * \param faces - vector of found nodes
1918   * \retval int - nb of found faces
1919  */
1920 //================================================================================
1921
1922 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingFaces(std::vector<const SMDS_MeshElement*> & faces) const
1923 {
1924   faces.clear();
1925   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1926   if ( IsPoly() )
1927     for ( int iF = 0; iF < NbFaces(); ++iF ) {
1928       if ( setFace( iF ))
1929         if ( const SMDS_MeshElement* face = SMDS_Mesh::FindFace( myCurFace.myNodes ))
1930           faces.push_back( face );
1931     }
1932   else
1933     for ( int iF = 0; iF < NbFaces(); ++iF ) {
1934       const SMDS_MeshFace* face = 0;
1935       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iF );
1936       switch ( NbFaceNodes( iF )) {
1937       case 3:
1938         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2] ); break;
1939       case 4:
1940         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3] ); break;
1941       case 6:
1942         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2],
1943                                     nodes[3], nodes[4], nodes[5]); break;
1944       case 8:
1945         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3],
1946                                     nodes[4], nodes[5], nodes[6], nodes[7]); break;
1947       }
1948       if ( face )
1949         faces.push_back( face );
1950     }
1951   return faces.size();
1952 }
1953
1954
1955 //================================================================================
1956 /*!
1957  * \brief Fill vector with boundary edges existing in the mesh
1958  * \param edges - vector of found edges
1959  * \retval int - nb of found faces
1960  */
1961 //================================================================================
1962
1963 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingEdges(std::vector<const SMDS_MeshElement*> & edges) const
1964 {
1965   edges.clear();
1966   edges.reserve( myVolumeNodes.size() * 2 );
1967   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size()-1; ++i ) {
1968     for ( size_t j = i + 1; j < myVolumeNodes.size(); ++j ) {
1969       if ( IsLinked( i, j )) {
1970         const SMDS_MeshElement* edge =
1971           SMDS_Mesh::FindEdge( myVolumeNodes[i], myVolumeNodes[j] );
1972         if ( edge )
1973           edges.push_back( edge );
1974       }
1975     }
1976   }
1977   return edges.size();
1978 }
1979
1980 //================================================================================
1981 /*!
1982  * \brief Return minimal square distance between connected corner nodes
1983  */
1984 //================================================================================
1985
1986 double SMDS_VolumeTool::MinLinearSize2() const
1987 {
1988   double minSize = 1e+100;
1989   int iQ = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
1990
1991   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1992
1993   // it seems that compute distance twice is faster than organization of a sole computing
1994   myCurFace.myIndex = -1;
1995   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
1996   {
1997     setFace( iF );
1998     for ( int iN = 0; iN < myCurFace.myNbNodes; iN += iQ )
1999     {
2000       XYZ n1( myCurFace.myNodes[ iN ]);
2001       XYZ n2( myCurFace.myNodes[(iN + iQ) % myCurFace.myNbNodes]);
2002       minSize = std::min( minSize, (n1 - n2).SquareMagnitude());
2003     }
2004   }
2005
2006   return minSize;
2007 }
2008
2009 //================================================================================
2010 /*!
2011  * \brief Return maximal square distance between connected corner nodes
2012  */
2013 //================================================================================
2014
2015 double SMDS_VolumeTool::MaxLinearSize2() const
2016 {
2017   double maxSize = -1e+100;
2018   int iQ = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
2019
2020   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
2021
2022   // it seems that compute distance twice is faster than organization of a sole computing
2023   myCurFace.myIndex = -1;
2024   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
2025   {
2026     setFace( iF );
2027     for ( int iN = 0; iN < myCurFace.myNbNodes; iN += iQ )
2028     {
2029       XYZ n1( myCurFace.myNodes[ iN ]);
2030       XYZ n2( myCurFace.myNodes[(iN + iQ) % myCurFace.myNbNodes]);
2031       maxSize = std::max( maxSize, (n1 - n2).SquareMagnitude());
2032     }
2033   }
2034
2035   return maxSize;
2036 }
2037
2038 //================================================================================
2039 /*!
2040  * \brief Fast quickly check that only one volume is built on the face nodes
2041  *        This check is valid for conformal meshes only
2042  */
2043 //================================================================================
2044
2045 bool SMDS_VolumeTool::IsFreeFace( int faceIndex, const SMDS_MeshElement** otherVol/*=0*/ ) const
2046 {
2047   const bool isFree = true;
2048
2049   if ( !setFace( faceIndex ))
2050     return !isFree;
2051
2052   const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( faceIndex );
2053
2054   const int  di = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
2055   const int nbN = ( myCurFace.myNbNodes/di <= 4 && !IsPoly()) ? 3 : myCurFace.myNbNodes/di; // nb nodes to check
2056
2057   SMDS_ElemIteratorPtr eIt = nodes[0]->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
2058   while ( eIt->more() )
2059   {
2060     const SMDS_MeshElement* vol = eIt->next();
2061     if ( vol == myVolume )
2062       continue;
2063     int iN;
2064     for ( iN = 1; iN < nbN; ++iN )
2065       if ( vol->GetNodeIndex( nodes[ iN*di ]) < 0 )
2066         break;
2067     if ( iN == nbN ) // nbN nodes are shared with vol
2068     {
2069       // if ( vol->IsPoly() || vol->NbFaces() > 6 ) // vol is polyhed or hex prism
2070       // {
2071       //   int nb = myCurFace.myNbNodes;
2072       //   if ( myVolume->GetEntityType() != vol->GetEntityType() )
2073       //     nb -= ( GetCenterNodeIndex(0) > 0 );
2074       //   std::set<const SMDS_MeshNode*> faceNodes( nodes, nodes + nb );
2075       //   if ( SMDS_VolumeTool( vol ).GetFaceIndex( faceNodes ) < 0 )
2076       //     continue;
2077       // }
2078       if ( otherVol ) *otherVol = vol;
2079       return !isFree;
2080     }
2081   }
2082   if ( otherVol ) *otherVol = 0;
2083   return isFree;
2084 }
2085
2086 //================================================================================
2087 /*!
2088  * \brief Thorough check that only one volume is built on the face nodes
2089  */
2090 //================================================================================
2091
2092 bool SMDS_VolumeTool::IsFreeFaceAdv( int faceIndex, const SMDS_MeshElement** otherVol/*=0*/ ) const
2093 {
2094   const bool isFree = true;
2095
2096   if (!setFace( faceIndex ))
2097     return !isFree;
2098
2099   const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( faceIndex );
2100   const int nbFaceNodes = myCurFace.myNbNodes;
2101
2102   // evaluate nb of face nodes shared by other volumes
2103   int maxNbShared = -1;
2104   typedef std::map< const SMDS_MeshElement*, int > TElemIntMap;
2105   TElemIntMap volNbShared;
2106   TElemIntMap::iterator vNbIt;
2107   for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
2108     const SMDS_MeshNode* n = nodes[ iNode ];
2109     SMDS_ElemIteratorPtr eIt = n->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
2110     while ( eIt->more() ) {
2111       const SMDS_MeshElement* elem = eIt->next();
2112       if ( elem != myVolume ) {
2113         vNbIt = volNbShared.insert( std::make_pair( elem, 0 )).first;
2114         (*vNbIt).second++;
2115         if ( vNbIt->second > maxNbShared )
2116           maxNbShared = vNbIt->second;
2117       }
2118     }
2119   }
2120   if ( maxNbShared < 3 )
2121     return isFree; // is free
2122
2123   // find volumes laying on the opposite side of the face
2124   // and sharing all nodes
2125   XYZ intNormal; // internal normal
2126   GetFaceNormal( faceIndex, intNormal.x, intNormal.y, intNormal.z );
2127   if ( IsFaceExternal( faceIndex ))
2128     intNormal = XYZ( -intNormal.x, -intNormal.y, -intNormal.z );
2129   XYZ p0 ( nodes[0] ), baryCenter;
2130   for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end();  ) {
2131     const int& nbShared = (*vNbIt).second;
2132     if ( nbShared >= 3 ) {
2133       SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
2134       volume.GetBaryCenter( baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z );
2135       XYZ intNormal2( baryCenter - p0 );
2136       if ( intNormal.Dot( intNormal2 ) < 0 ) {
2137         // opposite side
2138         if ( nbShared >= nbFaceNodes )
2139         {
2140           // a volume shares the whole facet
2141           if ( otherVol ) *otherVol = vNbIt->first;
2142           return !isFree;
2143         }
2144         ++vNbIt;
2145         continue;
2146       }
2147     }
2148     // remove a volume from volNbShared map
2149     volNbShared.erase( vNbIt++ );
2150   }
2151
2152   // here volNbShared contains only volumes laying on the opposite side of
2153   // the face and sharing 3 or more but not all face nodes with myVolume
2154   if ( volNbShared.size() < 2 ) {
2155     return isFree; // is free
2156   }
2157
2158   // check if the whole area of a face is shared
2159   for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
2160   {
2161     const SMDS_MeshNode* n = nodes[ iNode ];
2162     // check if n is shared by one of volumes of volNbShared
2163     bool isShared = false;
2164     SMDS_ElemIteratorPtr eIt = n->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
2165     while ( eIt->more() && !isShared )
2166       isShared = volNbShared.count( eIt->next() );
2167     if ( !isShared )
2168       return isFree;
2169   }
2170   if ( otherVol ) *otherVol = volNbShared.begin()->first;
2171   return !isFree;
2172
2173 //   if ( !myVolume->IsPoly() )
2174 //   {
2175 //     bool isShared[] = { false, false, false, false }; // 4 triangle parts of a quadrangle
2176 //     for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end(); vNbIt++ ) {
2177 //       SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
2178 //       bool prevLinkShared = false;
2179 //       int nbSharedLinks = 0;
2180 //       for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
2181 //         bool linkShared = volume.IsLinked( nodes[ iNode ], nodes[ iNode + 1] );
2182 //         if ( linkShared )
2183 //           nbSharedLinks++;
2184 //         if ( linkShared && prevLinkShared &&
2185 //              volume.IsLinked( nodes[ iNode - 1 ], nodes[ iNode + 1] ))
2186 //           isShared[ iNode ] = true;
2187 //         prevLinkShared = linkShared;
2188 //       }
2189 //       if ( nbSharedLinks == nbFaceNodes )
2190 //         return !free; // is not free
2191 //       if ( nbFaceNodes == 4 ) {
2192 //         // check traingle parts 1 & 3
2193 //         if ( isShared[1] && isShared[3] )
2194 //           return !free; // is not free
2195 //         // check triangle parts 0 & 2;
2196 //         // 0 part could not be checked in the loop; check it here
2197 //         if ( isShared[2] && prevLinkShared &&
2198 //              volume.IsLinked( nodes[ 0 ], nodes[ 1 ] ) &&
2199 //              volume.IsLinked( nodes[ 1 ], nodes[ 3 ] ) )
2200 //           return !free; // is not free
2201 //       }
2202 //     }
2203 //   }
2204 //  return free;
2205 }
2206
2207 //=======================================================================
2208 //function : GetFaceIndex
2209 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
2210 //=======================================================================
2211
2212 int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const std::set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes,
2213                                    const int                        theFaceIndexHint ) const
2214 {
2215   if ( theFaceIndexHint >= 0 )
2216   {
2217     int nbNodes = NbFaceNodes( theFaceIndexHint );
2218     if ( nbNodes == (int) theFaceNodes.size() )
2219     {
2220       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( theFaceIndexHint );
2221       while ( nbNodes )
2222         if ( theFaceNodes.count( nodes[ nbNodes-1 ]))
2223           --nbNodes;
2224         else
2225           break;
2226       if ( nbNodes == 0 )
2227         return theFaceIndexHint;
2228     }
2229   }
2230   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ )
2231   {
2232     if ( iFace == theFaceIndexHint )
2233       continue;
2234     int nbNodes = NbFaceNodes( iFace );
2235     if ( nbNodes == (int) theFaceNodes.size() )
2236     {
2237       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iFace );
2238       while ( nbNodes )
2239         if ( theFaceNodes.count( nodes[ nbNodes-1 ]))
2240           --nbNodes;
2241         else
2242           break;
2243       if ( nbNodes == 0 )
2244         return iFace;
2245     }
2246   }
2247   return -1;
2248 }
2249
2250 //=======================================================================
2251 //function : GetFaceIndex
2252 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
2253 //=======================================================================
2254
2255 /*int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const std::set<int>& theFaceNodesIndices )
2256 {
2257   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ ) {
2258     const int* nodes = GetFaceNodesIndices( iFace );
2259     int nbFaceNodes = NbFaceNodes( iFace );
2260     std::set<int> nodeSet;
2261     for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
2262       nodeSet.insert( nodes[ iNode ] );
2263     if ( theFaceNodesIndices == nodeSet )
2264       return iFace;
2265   }
2266   return -1;
2267 }*/
2268
2269 //=======================================================================
2270 //function : setFace
2271 //purpose  :
2272 //=======================================================================
2273
2274 bool SMDS_VolumeTool::setFace( int faceIndex ) const
2275 {
2276   if ( !myVolume )
2277     return false;
2278
2279   if ( myCurFace.myIndex == faceIndex )
2280     return true;
2281
2282   myCurFace.myIndex = -1;
2283
2284   if ( faceIndex < 0 || faceIndex >= NbFaces() )
2285     return false;
2286
2287   if (myVolume->IsPoly())
2288   {
2289     if ( !myPolyedre ) {
2290       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
2291       return false;
2292     }
2293
2294     // set face nodes
2295     SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
2296     if ( !myAllFacesNbNodes ) {
2297       me->myPolyQuantities = myPolyedre->GetQuantities();
2298       myAllFacesNbNodes    = &myPolyQuantities[0];
2299     }
2300     myCurFace.myNbNodes = myAllFacesNbNodes[ faceIndex ];
2301     myCurFace.myNodes.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
2302     me->myPolyIndices.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
2303     myCurFace.myNodeIndices = & me->myPolyIndices[0];
2304     int shift = std::accumulate( myAllFacesNbNodes, myAllFacesNbNodes+faceIndex, 0 );
2305     for ( int iNode = 0; iNode < myCurFace.myNbNodes; iNode++ )
2306     {
2307       myCurFace.myNodes      [ iNode ] = myVolumeNodes[ shift + iNode ];
2308       myCurFace.myNodeIndices[ iNode ] = shift + iNode;
2309     }
2310     myCurFace.myNodes      [ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodes[ 0 ]; // last = first
2311     myCurFace.myNodeIndices[ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodeIndices[ 0 ];
2312
2313     // check orientation
2314     if (myExternalFaces)
2315     {
2316       myCurFace.myIndex = faceIndex; // avoid infinite recursion in IsFaceExternal()
2317       myExternalFaces = false; // force normal computation by IsFaceExternal()
2318       if ( !IsFaceExternal( faceIndex ))
2319         std::reverse( myCurFace.myNodes.begin(), myCurFace.myNodes.end() );
2320       myExternalFaces = true;
2321     }
2322   }
2323   else
2324   {
2325     if ( !myAllFacesNodeIndices_F )
2326     {
2327       // choose data for an element type
2328       switch ( myVolumeNodes.size() ) {
2329       case 4:
2330         myAllFacesNodeIndices_F  = &Tetra_F [0][0];
2331         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Tetra_F [0][0];
2332         myAllFacesNodeIndices_RE = &Tetra_RE[0][0];
2333         myAllFacesNbNodes        = Tetra_nbN;
2334         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Tetra_F[0])/sizeof(Tetra_F[0][0]);
2335         break;
2336       case 5:
2337         myAllFacesNodeIndices_F  = &Pyramid_F [0][0];
2338         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Pyramid_F [0][0];
2339         myAllFacesNodeIndices_RE = &Pyramid_RE[0][0];
2340         myAllFacesNbNodes        = Pyramid_nbN;
2341         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Pyramid_F[0])/sizeof(Pyramid_F[0][0]);
2342         break;
2343       case 6:
2344         myAllFacesNodeIndices_F  = &Penta_F [0][0];
2345         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Penta_FE[0][0];
2346         myAllFacesNodeIndices_RE = &Penta_RE[0][0];
2347         myAllFacesNbNodes        = Penta_nbN;
2348         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Penta_F[0])/sizeof(Penta_F[0][0]);
2349         break;
2350       case 8:
2351         myAllFacesNodeIndices_F  = &Hexa_F [0][0];
2352         ///myAllFacesNodeIndices_FE = &Hexa_FE[0][0];
2353         myAllFacesNodeIndices_RE = &Hexa_RE[0][0];
2354         myAllFacesNbNodes        = Hexa_nbN;
2355         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Hexa_F[0])/sizeof(Hexa_F[0][0]);
2356         break;
2357       case 10:
2358         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadTetra_F [0][0];
2359         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadTetra_F [0][0];
2360         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadTetra_RE[0][0];
2361         myAllFacesNbNodes        = QuadTetra_nbN;
2362         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadTetra_F[0])/sizeof(QuadTetra_F[0][0]);
2363         break;
2364       case 13:
2365         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadPyram_F [0][0];
2366         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadPyram_F [0][0];
2367         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadPyram_RE[0][0];
2368         myAllFacesNbNodes        = QuadPyram_nbN;
2369         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadPyram_F[0])/sizeof(QuadPyram_F[0][0]);
2370         break;
2371       case 15:
2372         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadPenta_F [0][0];
2373         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadPenta_FE[0][0];
2374         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadPenta_RE[0][0];
2375         myAllFacesNbNodes        = QuadPenta_nbN;
2376         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadPenta_F[0])/sizeof(QuadPenta_F[0][0]);
2377         break;
2378       case 20:
2379       case 27:
2380         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadHexa_F [0][0];
2381         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadHexa_FE[0][0];
2382         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadHexa_RE[0][0];
2383         myAllFacesNbNodes        = QuadHexa_nbN;
2384         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadHexa_F[0])/sizeof(QuadHexa_F[0][0]);
2385         if ( !myIgnoreCentralNodes && myVolumeNodes.size() == 27 )
2386         {
2387           myAllFacesNodeIndices_F  = &TriQuadHexa_F [0][0];
2388           //myAllFacesNodeIndices_FE = &TriQuadHexa_FE[0][0];
2389           myAllFacesNodeIndices_RE = &TriQuadHexa_RE[0][0];
2390           myAllFacesNbNodes        = TriQuadHexa_nbN;
2391           myMaxFaceNbNodes         = sizeof(TriQuadHexa_F[0])/sizeof(TriQuadHexa_F[0][0]);
2392         }
2393         break;
2394       case 12:
2395         myAllFacesNodeIndices_F  = &HexPrism_F [0][0];
2396         //myAllFacesNodeIndices_FE = &HexPrism_FE[0][0];
2397         myAllFacesNodeIndices_RE = &HexPrism_RE[0][0];
2398         myAllFacesNbNodes        = HexPrism_nbN;
2399         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(HexPrism_F[0])/sizeof(HexPrism_F[0][0]);
2400         break;
2401       default:
2402         return false;
2403       }
2404     }
2405     myCurFace.myNbNodes = myAllFacesNbNodes[ faceIndex ];
2406     // if ( myExternalFaces )
2407     //   myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myVolForward ? myAllFacesNodeIndices_FE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes : myAllFacesNodeIndices_RE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2408     // else
2409     //   myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myAllFacesNodeIndices_F + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2410     myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myVolForward ? myAllFacesNodeIndices_F + faceIndex*myMaxFaceNbNodes : myAllFacesNodeIndices_RE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2411
2412     // set face nodes
2413     myCurFace.myNodes.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
2414     for ( int iNode = 0; iNode < myCurFace.myNbNodes; iNode++ )
2415       myCurFace.myNodes[ iNode ] = myVolumeNodes[ myCurFace.myNodeIndices[ iNode ]];
2416     myCurFace.myNodes[ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodes[ 0 ];
2417   }
2418
2419   myCurFace.myIndex = faceIndex;
2420
2421   return true;
2422 }
2423
2424 //=======================================================================
2425 //function : GetType
2426 //purpose  : return VolumeType by nb of nodes in a volume
2427 //=======================================================================
2428
2429 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetType(int nbNodes)
2430 {
2431   switch ( nbNodes ) {
2432   case 4: return TETRA;
2433   case 5: return PYRAM;
2434   case 6: return PENTA;
2435   case 8: return HEXA;
2436   case 10: return QUAD_TETRA;
2437   case 13: return QUAD_PYRAM;
2438   case 15: return QUAD_PENTA;
2439   case 20:
2440   case 27: return QUAD_HEXA;
2441   case 12: return HEX_PRISM;
2442   default:return UNKNOWN;
2443   }
2444 }
2445
2446 //=======================================================================
2447 //function : NbFaces
2448 //purpose  : return nb of faces by volume type
2449 //=======================================================================
2450
2451 int SMDS_VolumeTool::NbFaces( VolumeType type )
2452 {
2453   switch ( type ) {
2454   case TETRA     :
2455   case QUAD_TETRA: return 4;
2456   case PYRAM     :
2457   case QUAD_PYRAM: return 5;
2458   case PENTA     :
2459   case QUAD_PENTA: return 5;
2460   case HEXA      :
2461   case QUAD_HEXA : return 6;
2462   case HEX_PRISM : return 8;
2463   default:         return 0;
2464   }
2465 }
2466
2467 //================================================================================
2468 /*!
2469  * \brief Useful to know nb of corner nodes of a quadratic volume
2470   * \param type - volume type
2471   * \retval int - nb of corner nodes
2472  */
2473 //================================================================================
2474
2475 int SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes(VolumeType type)
2476 {
2477   switch ( type ) {
2478   case TETRA     :
2479   case QUAD_TETRA: return 4;
2480   case PYRAM     :
2481   case QUAD_PYRAM: return 5;
2482   case PENTA     :
2483   case QUAD_PENTA: return 6;
2484   case HEXA      :
2485   case QUAD_HEXA : return 8;
2486   case HEX_PRISM : return 12;
2487   default:         return 0;
2488   }
2489   return 0;
2490 }
2491   //
2492
2493 //=======================================================================
2494 //function : GetFaceNodesIndices
2495 //purpose  : Return the array of face nodes indices
2496 //           To comfort link iteration, the array
2497 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
2498 //           the last node index == the first one.
2499 //=======================================================================
2500
2501 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices(VolumeType type,
2502                                                 int        faceIndex,
2503                                                 bool       external)
2504 {
2505   switch ( type ) {
2506   case TETRA: return Tetra_F[ faceIndex ];
2507   case PYRAM: return Pyramid_F[ faceIndex ];
2508   case PENTA: return external ? Penta_F[ faceIndex ] : Penta_F[ faceIndex ];
2509   case HEXA:  return external ? Hexa_F[ faceIndex ] : Hexa_F[ faceIndex ];
2510   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_F[ faceIndex ];
2511   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_F[ faceIndex ];
2512   case QUAD_PENTA: return external ? QuadPenta_F[ faceIndex ] : QuadPenta_F[ faceIndex ];
2513     // what about SMDSEntity_TriQuad_Hexa?
2514   case QUAD_HEXA:  return external ? QuadHexa_F[ faceIndex ] : QuadHexa_F[ faceIndex ];
2515   case HEX_PRISM:  return external ? HexPrism_F[ faceIndex ] : HexPrism_F[ faceIndex ];
2516   default:;
2517   }
2518   return 0;
2519 }
2520
2521 //=======================================================================
2522 //function : NbFaceNodes
2523 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
2524 //=======================================================================
2525
2526 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes(VolumeType type,
2527                                  int        faceIndex )
2528 {
2529   switch ( type ) {
2530   case TETRA: return Tetra_nbN[ faceIndex ];
2531   case PYRAM: return Pyramid_nbN[ faceIndex ];
2532   case PENTA: return Penta_nbN[ faceIndex ];
2533   case HEXA:  return Hexa_nbN[ faceIndex ];
2534   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_nbN[ faceIndex ];
2535   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_nbN[ faceIndex ];
2536   case QUAD_PENTA: return QuadPenta_nbN[ faceIndex ];
2537     // what about SMDSEntity_TriQuad_Hexa?
2538   case QUAD_HEXA:  return QuadHexa_nbN[ faceIndex ];
2539   case HEX_PRISM:  return HexPrism_nbN[ faceIndex ];
2540   default:;
2541   }
2542   return 0;
2543 }
2544
2545 //=======================================================================
2546 //function : Element
2547 //purpose  : return element
2548 //=======================================================================
2549
2550 const SMDS_MeshVolume* SMDS_VolumeTool::Element() const
2551 {
2552   return static_cast<const SMDS_MeshVolume*>( myVolume );
2553 }
2554
2555 //=======================================================================
2556 //function : ID
2557 //purpose  : return element ID
2558 //=======================================================================
2559
2560 smIdType SMDS_VolumeTool::ID() const
2561 {
2562   return myVolume ? myVolume->GetID() : 0;
2563 }