src/SMESH/SMESH_MesherHelper.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   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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   9 //  version 2.1 of the License.
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  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  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 // File:      SMESH_MesherHelper.cxx
  23 // Created:   15.02.06 15:22:41
  24 // Author:    Sergey KUUL
  25 //
  26 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  27
  28 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  29 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  30 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  31 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  32
  33 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  34 #include <BRepTools.hxx>
  35 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  36 #include <BRep_Tool.hxx>
  37 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  38 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  39 #include <GeomAPI_ProjectPointOnSurf.hxx>
  40 #include <Geom_Curve.hxx>
  41 #include <Geom_Surface.hxx>
  42 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  43 #include <TopExp.hxx>
  44 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  45 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  46 #include <TopTools_MapIteratorOfMapOfShape.hxx>
  47 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  48 #include <TopoDS.hxx>
  49 #include <gp_Ax3.hxx>
  50 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  51 #include <gp_Trsf.hxx>
  52
  53 #include <Standard_Failure.hxx>
  54 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  55
  56 #include <utilities.h>
  57
  58 #include <limits>
  59
  60 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  61
  62 namespace {
  63
  64   gp_XYZ XYZ(const SMDS_MeshNode* n) { return gp_XYZ(n->X(), n->Y(), n->Z()); }
  65
  66   enum { U_periodic = 1, V_periodic = 2 };
  67 }
  68
  69 //================================================================================
  70 /*!
  71  * \brief Constructor
  72  */
  73 //================================================================================
  74
  75 SMESH_MesherHelper::SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh)
  76   : myParIndex(0), myMesh(&theMesh), myShapeID(0), myCreateQuadratic(false)
  77 {
  78   myPar1[0] = myPar2[0] = myPar1[1] = myPar2[1] = 0;
  79   mySetElemOnShape = ( ! myMesh->HasShapeToMesh() );
  80 }
  81
  82 //=======================================================================
  83 //function : IsQuadraticSubMesh
  84 //purpose  : Check submesh for given shape: if all elements on this shape
  85 //           are quadratic, quadratic elements will be created.
  86 //           Also fill myTLinkNodeMap
  87 //=======================================================================
  88
  89 bool SMESH_MesherHelper::IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& aSh)
  90 {
  91   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
  92   // we can create quadratic elements only if all elements
  93   // created on subshapes of given shape are quadratic
  94   // also we have to fill myTLinkNodeMap
  95   myCreateQuadratic = true;
  96   mySeamShapeIds.clear();
  97   myDegenShapeIds.clear();
  98   TopAbs_ShapeEnum subType( aSh.ShapeType()==TopAbs_FACE ? TopAbs_EDGE : TopAbs_FACE );
  99   SMDSAbs_ElementType elemType( subType==TopAbs_FACE ? SMDSAbs_Face : SMDSAbs_Edge );
 100
 101   int nbOldLinks = myTLinkNodeMap.size();
 102
 103   TopExp_Explorer exp( aSh, subType );
 104   for (; exp.More() && myCreateQuadratic; exp.Next()) {
 105     if ( SMESHDS_SubMesh * subMesh = meshDS->MeshElements( exp.Current() )) {
 106       if ( SMDS_ElemIteratorPtr it = subMesh->GetElements() ) {
 107         while(it->more()) {
 108           const SMDS_MeshElement* e = it->next();
 109           if ( e->GetType() != elemType || !e->IsQuadratic() ) {
 110             myCreateQuadratic = false;
 111             break;
 112           }
 113           else {
 114             // fill TLinkNodeMap
 115             switch ( e->NbNodes() ) {
 116             case 3:
 117               AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(2)); break;
 118             case 6:
 119               AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(3));
 120               AddTLinkNode(e->GetNode(1),e->GetNode(2),e->GetNode(4));
 121               AddTLinkNode(e->GetNode(2),e->GetNode(0),e->GetNode(5)); break;
 122             case 8:
 123               AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(4));
 124               AddTLinkNode(e->GetNode(1),e->GetNode(2),e->GetNode(5));
 125               AddTLinkNode(e->GetNode(2),e->GetNode(3),e->GetNode(6));
 126               AddTLinkNode(e->GetNode(3),e->GetNode(0),e->GetNode(7));
 127               break;
 128             default:
 129               myCreateQuadratic = false;
 130               break;
 131             }
 132           }
 133         }
 134       }
 135     }
 136   }
 137
 138   if ( nbOldLinks == myTLinkNodeMap.size() )
 139     myCreateQuadratic = false;
 140
 141   if(!myCreateQuadratic) {
 142     myTLinkNodeMap.clear();
 143   }
 144   SetSubShape( aSh );
 145
 146   return myCreateQuadratic;
 147 }
 148
 149 //=======================================================================
 150 //function : SetSubShape
 151 //purpose  : Set geomerty to make elements on
 152 //=======================================================================
 153
 154 void SMESH_MesherHelper::SetSubShape(const int aShID)
 155 {
 156   if ( aShID == myShapeID )
 157     return;
 158   if ( aShID > 1 )
 159     SetSubShape( GetMeshDS()->IndexToShape( aShID ));
 160   else
 161     SetSubShape( TopoDS_Shape() );
 162 }
 163
 164 //=======================================================================
 165 //function : SetSubShape
 166 //purpose  : Set geomerty to create elements on
 167 //=======================================================================
 168
 169 void SMESH_MesherHelper::SetSubShape(const TopoDS_Shape& aSh)
 170 {
 171   if ( myShape.IsSame( aSh ))
 172     return;
 173
 174   myShape = aSh;
 175   mySeamShapeIds.clear();
 176   myDegenShapeIds.clear();
 177
 178   if ( myShape.IsNull() ) {
 179     myShapeID  = 0;
 180     return;
 181   }
 182   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
 183   myShapeID = meshDS->ShapeToIndex(aSh);
 184   myParIndex = 0;
 185
 186   // treatment of periodic faces
 187   for ( TopExp_Explorer eF( aSh, TopAbs_FACE ); eF.More(); eF.Next() )
 188   {
 189     const TopoDS_Face& face = TopoDS::Face( eF.Current() );
 190     BRepAdaptor_Surface surface( face );
 191     if ( surface.IsUPeriodic() || surface.IsVPeriodic() )
 192     {
 193       for (TopExp_Explorer exp( face, TopAbs_EDGE ); exp.More(); exp.Next())
 194       {
 195         // look for a seam edge
 196         const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( exp.Current() );
 197         if ( BRep_Tool::IsClosed( edge, face )) {
 198           // initialize myPar1, myPar2 and myParIndex
 199           gp_Pnt2d uv1, uv2;
 200           BRep_Tool::UVPoints( edge, face, uv1, uv2 );
 201           if ( Abs( uv1.Coord(1) - uv2.Coord(1) ) < Abs( uv1.Coord(2) - uv2.Coord(2) ))
 202           {
 203             myParIndex |= U_periodic;
 204             myPar1[0] = surface.FirstUParameter();
 205             myPar2[0] = surface.LastUParameter();
 206           }
 207           else {
 208             myParIndex |= V_periodic;
 209             myPar1[1] = surface.FirstVParameter();
 210             myPar2[1] = surface.LastVParameter();
 211           }
 212           // store seam shape indices, negative if shape encounters twice
 213           int edgeID = meshDS->ShapeToIndex( edge );
 214           mySeamShapeIds.insert( IsSeamShape( edgeID ) ? -edgeID : edgeID );
 215           for ( TopExp_Explorer v( edge, TopAbs_VERTEX ); v.More(); v.Next() ) {
 216             int vertexID = meshDS->ShapeToIndex( v.Current() );
 217             mySeamShapeIds.insert( IsSeamShape( vertexID ) ? -vertexID : vertexID );
 218           }
 219         }
 220
 221         // look for a degenerated edge
 222         if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) {
 223           myDegenShapeIds.insert( meshDS->ShapeToIndex( edge ));
 224           for ( TopExp_Explorer v( edge, TopAbs_VERTEX ); v.More(); v.Next() )
 225             myDegenShapeIds.insert( meshDS->ShapeToIndex( v.Current() ));
 226         }
 227       }
 228     }
 229   }
 230 }
 231
 232 //=======================================================================
 233 //function : GetNodeUVneedInFaceNode
 234 //purpose  : Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 235 //           Return true if the face is periodic.
 236 //           If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 237 //           * SetSubShape()
 238 //=======================================================================
 239
 240 bool SMESH_MesherHelper::GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F) const
 241 {
 242   if ( F.IsNull() ) return !mySeamShapeIds.empty();
 243
 244   if ( !F.IsNull() && !myShape.IsNull() && myShape.IsSame( F ))
 245     return !mySeamShapeIds.empty();
 246
 247   TopLoc_Location loc;
 248   Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface( F,loc );
 249   if ( !aSurface.IsNull() )
 250     return ( aSurface->IsUPeriodic() || aSurface->IsVPeriodic() );
 251
 252   return false;
 253 }
 254
 255 //=======================================================================
 256 //function : IsMedium
 257 //purpose  :
 258 //=======================================================================
 259
 260 bool SMESH_MesherHelper::IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 261                                   const SMDSAbs_ElementType typeToCheck)
 262 {
 263   return SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, typeToCheck );
 264 }
 265
 266 //=======================================================================
 267 //function : GetSubShapeByNode
 268 //purpose  : Return support shape of a node
 269 //=======================================================================
 270
 271 TopoDS_Shape SMESH_MesherHelper::GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 272                                                    SMESHDS_Mesh*        meshDS)
 273 {
 274   int shapeID = node->GetPosition()->GetShapeId();
 275   if ( 0 < shapeID && shapeID <= meshDS->MaxShapeIndex() )
 276     return meshDS->IndexToShape( shapeID );
 277   else
 278     return TopoDS_Shape();
 279 }
 280
 281
 282 //=======================================================================
 283 //function : AddTLinkNode
 284 //purpose  : add a link in my data structure
 285 //=======================================================================
 286
 287 void SMESH_MesherHelper::AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 288                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 289                                       const SMDS_MeshNode* n12)
 290 {
 291   // add new record to map
 292   SMESH_TLink link( n1, n2 );
 293   myTLinkNodeMap.insert( make_pair(link,n12));
 294 }
 295
 296 //=======================================================================
 297 //function : GetUVOnSeam
 298 //purpose  : Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 299 //=======================================================================
 300
 301 gp_Pnt2d SMESH_MesherHelper::GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const
 302 {
 303   gp_Pnt2d result = uv1;
 304   for ( int i = U_periodic; i <= V_periodic ; ++i )
 305   {
 306     if ( myParIndex & i )
 307     {
 308       double p1 = uv1.Coord( i );
 309       double dp1 = Abs( p1-myPar1[i-1]), dp2 = Abs( p1-myPar2[i-1]);
 310       if ( myParIndex == i ||
 311            dp1 < ( myPar2[i-1] - myPar2[i-1] ) / 100. ||
 312            dp2 < ( myPar2[i-1] - myPar2[i-1] ) / 100. )
 313       {
 314         double p2 = uv2.Coord( i );
 315         double p1Alt = ( dp1 < dp2 ) ? myPar2[i-1] : myPar1[i-1];
 316         if ( Abs( p2 - p1 ) > Abs( p2 - p1Alt ))
 317           result.SetCoord( i, p1Alt );
 318       }
 319     }
 320   }
 321   return result;
 322 }
 323
 324 //=======================================================================
 325 //function : GetNodeUV
 326 //purpose  : Return node UV on face
 327 //=======================================================================
 328
 329 gp_XY SMESH_MesherHelper::GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 330                                     const SMDS_MeshNode* n,
 331                                     const SMDS_MeshNode* n2,
 332                                     bool*                check) const
 333 {
 334   gp_Pnt2d uv( 1e100, 1e100 );
 335   const SMDS_PositionPtr Pos = n->GetPosition();
 336   bool uvOK = false;
 337   if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE)
 338   {
 339     // node has position on face
 340     const SMDS_FacePosition* fpos =
 341       static_cast<const SMDS_FacePosition*>(n->GetPosition().get());
 342     uv.SetCoord(fpos->GetUParameter(),fpos->GetVParameter());
 343     if ( check )
 344       uvOK = CheckNodeUV( F, n, uv.ChangeCoord(), BRep_Tool::Tolerance( F ));
 345   }
 346   else if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE)
 347   {
 348     // node has position on edge => it is needed to find
 349     // corresponding edge from face, get pcurve for this
 350     // edge and retrieve value from this pcurve
 351     const SMDS_EdgePosition* epos =
 352       static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(n->GetPosition().get());
 353     int edgeID = Pos->GetShapeId();
 354     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(GetMeshDS()->IndexToShape(edgeID));
 355     double f, l, u = epos->GetUParameter();
 356     Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(E, F, f, l);
 357     bool validU = ( f < u && u < l );
 358     if ( validU )
 359       uv = C2d->Value( u );
 360     else
 361       uv.SetCoord(0.,0.);
 362     if ( check || !validU )
 363       uvOK = CheckNodeUV( F, n, uv.ChangeCoord(), BRep_Tool::Tolerance( E ),/*force=*/ !validU );
 364
 365     // for a node on a seam edge select one of UVs on 2 pcurves
 366     if ( n2 && IsSeamShape( edgeID ) )
 367     {
 368       uv = GetUVOnSeam( uv, GetNodeUV( F, n2, 0 ));
 369     }
 370     else
 371     { // adjust uv to period
 372       TopLoc_Location loc;
 373       Handle(Geom_Surface) S = BRep_Tool::Surface(F,loc);
 374       Standard_Boolean isUPeriodic = S->IsUPeriodic();
 375       Standard_Boolean isVPeriodic = S->IsVPeriodic();
 376       if ( isUPeriodic || isVPeriodic ) {
 377         Standard_Real UF,UL,VF,VL;
 378         S->Bounds(UF,UL,VF,VL);
 379         if(isUPeriodic)
 380           uv.SetX( uv.X() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(uv.X(),UF,UL));
 381         if(isVPeriodic)
 382           uv.SetY( uv.Y() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(uv.Y(),VF,VL));
 383       }
 384     }
 385   }
 386   else if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_VERTEX)
 387   {
 388     if ( int vertexID = n->GetPosition()->GetShapeId() ) {
 389       const TopoDS_Vertex& V = TopoDS::Vertex(GetMeshDS()->IndexToShape(vertexID));
 390       try {
 391         uv = BRep_Tool::Parameters( V, F );
 392         uvOK = true;
 393       }
 394       catch (Standard_Failure& exc) {
 395       }
 396       if ( !uvOK ) {
 397         for ( TopExp_Explorer vert(F,TopAbs_VERTEX); !uvOK && vert.More(); vert.Next() )
 398           uvOK = ( V == vert.Current() );
 399         if ( !uvOK ) {
 400 #ifdef _DEBUG_
 401           MESSAGE ( "SMESH_MesherHelper::GetNodeUV(); Vertex " << vertexID
 402                << " not in face " << GetMeshDS()->ShapeToIndex( F ) );
 403 #endif
 404           // get UV of a vertex closest to the node
 405           double dist = 1e100;
 406           gp_Pnt pn = XYZ( n );
 407           for ( TopExp_Explorer vert(F,TopAbs_VERTEX); !uvOK && vert.More(); vert.Next() ) {
 408             TopoDS_Vertex curV = TopoDS::Vertex( vert.Current() );
 409             gp_Pnt p = BRep_Tool::Pnt( curV );
 410             double curDist = p.SquareDistance( pn );
 411             if ( curDist < dist ) {
 412               dist = curDist;
 413               uv = BRep_Tool::Parameters( curV, F );
 414               uvOK = ( dist < DBL_MIN );
 415             }
 416           }
 417         }
 418         else {
 419           TopTools_ListIteratorOfListOfShape it( myMesh->GetAncestors( V ));
 420           for ( ; it.More(); it.Next() ) {
 421             if ( it.Value().ShapeType() == TopAbs_EDGE ) {
 422               const TopoDS_Edge & edge = TopoDS::Edge( it.Value() );
 423               double f,l;
 424               Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(edge, F, f, l);
 425               if ( !C2d.IsNull() ) {
 426                 double u = ( V == TopExp::FirstVertex( edge ) ) ?  f : l;
 427                 uv = C2d->Value( u );
 428                 break;
 429               }
 430             }
 431           }
 432         }
 433       }
 434       if ( n2 && IsSeamShape( vertexID ) )
 435         uv = GetUVOnSeam( uv, GetNodeUV( F, n2, 0 ));
 436     }
 437   }
 438
 439   if ( check )
 440     *check = uvOK;
 441
 442   return uv.XY();
 443 }
 444
 445 //=======================================================================
 446 //function : CheckNodeUV
 447 //purpose  : Check and fix node UV on a face
 448 //=======================================================================
 449
 450 bool SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 451                                      const SMDS_MeshNode* n,
 452                                      gp_XY&               uv,
 453                                      const double         tol,
 454                                      const bool           force) const
 455 {
 456   if ( force || !myOkNodePosShapes.count( n->GetPosition()->GetShapeId() ))
 457   {
 458     // check that uv is correct
 459     TopLoc_Location loc;
 460     Handle(Geom_Surface) surface = BRep_Tool::Surface( F,loc );
 461     gp_Pnt nodePnt = XYZ( n );
 462     if ( !loc.IsIdentity() ) nodePnt.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 463     if ( nodePnt.Distance( surface->Value( uv.X(), uv.Y() )) > tol )
 464     {
 465       // uv incorrect, project the node to surface
 466       GeomAPI_ProjectPointOnSurf projector( nodePnt, surface, tol );
 467       if ( !projector.IsDone() || projector.NbPoints() < 1 )
 468       {
 469         MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV() failed to project" );
 470         return false;
 471       }
 472       Quantity_Parameter U,V;
 473       projector.LowerDistanceParameters(U,V);
 474       if ( nodePnt.Distance( surface->Value( U, V )) > tol )
 475       {
 476         MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV(), invalid projection" );
 477         return false;
 478       }
 479       uv.SetCoord( U,V );
 480     }
 481     else if ( uv.Modulus() > numeric_limits<double>::min() )
 482     {
 483       ((SMESH_MesherHelper*) this)->myOkNodePosShapes.insert( n->GetPosition()->GetShapeId() );
 484     }
 485   }
 486   return true;
 487 }
 488
 489 //=======================================================================
 490 //function : GetMiddleUV
 491 //purpose  : Return middle UV taking in account surface period
 492 //=======================================================================
 493
 494 gp_XY SMESH_MesherHelper::GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 495                                       const gp_XY&                p1,
 496                                       const gp_XY&                p2)
 497 {
 498   if ( surface.IsNull() )
 499     return 0.5 * ( p1 + p2 );
 500   //checking if surface is periodic
 501   Standard_Real UF,UL,VF,VL;
 502   surface->Bounds(UF,UL,VF,VL);
 503
 504   Standard_Real u,v;
 505   Standard_Boolean isUPeriodic = surface->IsUPeriodic();
 506   if(isUPeriodic) {
 507     Standard_Real UPeriod = surface->UPeriod();
 508     Standard_Real p2x = p2.X()+ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(p2.X(),p1.X(),UPeriod);
 509     Standard_Real pmid = (p1.X()+p2x)/2.;
 510     u = pmid+ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(pmid,UF,UL);
 511   }
 512   else {
 513     u= (p1.X()+p2.X())/2.;
 514   }
 515   Standard_Boolean isVPeriodic = surface->IsVPeriodic();
 516   if(isVPeriodic) {
 517     Standard_Real VPeriod = surface->VPeriod();
 518     Standard_Real p2y = p2.Y()+ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(p2.Y(),p1.Y(),VPeriod);
 519     Standard_Real pmid = (p1.Y()+p2y)/2.;
 520     v = pmid+ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(pmid,VF,VL);
 521   }
 522   else {
 523     v = (p1.Y()+p2.Y())/2.;
 524   }
 525   return gp_XY( u,v );
 526 }
 527
 528 //=======================================================================
 529 //function : GetNodeU
 530 //purpose  : Return node U on edge
 531 //=======================================================================
 532
 533 double SMESH_MesherHelper::GetNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 534                                     const SMDS_MeshNode* n,
 535                                     bool*                check)
 536 {
 537   double param = 0;
 538   const SMDS_PositionPtr Pos = n->GetPosition();
 539   if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE) {
 540     const SMDS_EdgePosition* epos =
 541       static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(n->GetPosition().get());
 542     param =  epos->GetUParameter();
 543   }
 544   else if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_VERTEX) {
 545     SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 546     int vertexID = n->GetPosition()->GetShapeId();
 547     const TopoDS_Vertex& V = TopoDS::Vertex(meshDS->IndexToShape(vertexID));
 548     param =  BRep_Tool::Parameter( V, E );
 549   }
 550   if ( check )
 551     *check = CheckNodeU( E, n, param, BRep_Tool::Tolerance( E ));
 552   return param;
 553 }
 554
 555 //=======================================================================
 556 //function : CheckNodeU
 557 //purpose  : Check and fix node U on an edge
 558 //           Return false if U is bad and could not be fixed
 559 //=======================================================================
 560
 561 bool SMESH_MesherHelper::CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 562                                     const SMDS_MeshNode* n,
 563                                     double&              u,
 564                                     const double         tol,
 565                                     const bool           force) const
 566 {
 567   if ( force || !myOkNodePosShapes.count( n->GetPosition()->GetShapeId() ))
 568   {
 569     // check that u is correct
 570     TopLoc_Location loc; double f,l;
 571     Handle(Geom_Curve) curve = BRep_Tool::Curve( E,loc,f,l );
 572     if ( curve.IsNull() ) // degenerated edge
 573     {
 574       if ( u+tol < f || u-tol > l )
 575       {
 576         double r = Max( 0.5, 1 - tol*n->GetID()); // to get a unique u on edge
 577         u =  f*r + l*(1-r);
 578       }
 579     }
 580     else
 581     {
 582       gp_Pnt nodePnt = SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( n );
 583       if ( !loc.IsIdentity() ) nodePnt.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 584       if ( nodePnt.Distance( curve->Value( u )) > tol )
 585       {
 586         // u incorrect, project the node to the curve
 587         GeomAPI_ProjectPointOnCurve projector( nodePnt, curve, f, l );
 588         if ( projector.NbPoints() < 1 )
 589         {
 590           MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeU() failed to project" );
 591           return false;
 592         }
 593         Quantity_Parameter U = projector.LowerDistanceParameter();
 594         if ( nodePnt.Distance( curve->Value( U )) > tol )
 595         {
 596           MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeU(), invalid projection" );
 597           return false;
 598         }
 599         u = double( U );
 600       }
 601       else if ( fabs( u ) > numeric_limits<double>::min() )
 602       {
 603         ((SMESH_MesherHelper*) this)->myOkNodePosShapes.insert( n->GetPosition()->GetShapeId() );
 604       }
 605     }
 606   }
 607   return true;
 608 }
 609
 610 //=======================================================================
 611 //function : GetMediumNode
 612 //purpose  : Return existing or create new medium nodes between given ones
 613 //=======================================================================
 614
 615 const SMDS_MeshNode* SMESH_MesherHelper::GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 616                                                        const SMDS_MeshNode* n2,
 617                                                        bool                 force3d)
 618 {
 619   // Find existing node
 620
 621   SMESH_TLink link(n1,n2);
 622   ItTLinkNode itLN = myTLinkNodeMap.find( link );
 623   if ( itLN != myTLinkNodeMap.end() ) {
 624     return (*itLN).second;
 625   }
 626
 627   // Create medium node
 628
 629   SMDS_MeshNode* n12;
 630   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
 631
 632   // get type of shape for the new medium node
 633   int faceID = -1, edgeID = -1;
 634   const SMDS_PositionPtr Pos1 = n1->GetPosition();
 635   const SMDS_PositionPtr Pos2 = n2->GetPosition();
 636
 637   if( myShape.IsNull() )
 638   {
 639     if( Pos1->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE ) {
 640       faceID = Pos1->GetShapeId();
 641     }
 642     else if( Pos2->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE ) {
 643       faceID = Pos2->GetShapeId();
 644     }
 645
 646     if( Pos1->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE ) {
 647       edgeID = Pos1->GetShapeId();
 648     }
 649     if( Pos2->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE ) {
 650       edgeID = Pos2->GetShapeId();
 651     }
 652   }
 653   // get positions of the given nodes on shapes
 654   TopoDS_Edge E; double u [2];
 655   TopoDS_Face F; gp_XY  uv[2];
 656   bool uvOK[2] = { false, false };
 657   TopAbs_ShapeEnum shapeType = myShape.IsNull() ? TopAbs_SHAPE : myShape.ShapeType();
 658   if ( faceID>0 || shapeType == TopAbs_FACE)
 659   {
 660     if( myShape.IsNull() )
 661       F = TopoDS::Face(meshDS->IndexToShape(faceID));
 662     else {
 663       F = TopoDS::Face(myShape);
 664       faceID = myShapeID;
 665     }
 666     uv[0] = GetNodeUV(F,n1,n2, force3d ? 0 : &uvOK[0]);
 667     uv[1] = GetNodeUV(F,n2,n1, force3d ? 0 : &uvOK[1]);
 668   }
 669   else if (edgeID>0 || shapeType == TopAbs_EDGE)
 670   {
 671     if( myShape.IsNull() )
 672       E = TopoDS::Edge(meshDS->IndexToShape(edgeID));
 673     else {
 674       E = TopoDS::Edge(myShape);
 675       edgeID = myShapeID;
 676     }
 677     u[0] = GetNodeU(E,n1, force3d ? 0 : &uvOK[0]);
 678     u[1] = GetNodeU(E,n2, force3d ? 0 : &uvOK[1]);
 679   }
 680   if(!force3d)
 681   {
 682     // we try to create medium node using UV parameters of
 683     // nodes, else - medium between corresponding 3d points
 684     if( ! F.IsNull() )
 685     {
 686       if ( uvOK[0] && uvOK[1] )
 687       {
 688         if ( IsDegenShape( Pos1->GetShapeId() ))
 689           if ( myParIndex & U_periodic ) uv[0].SetCoord( 1, uv[1].Coord( 1 ));
 690           else                           uv[0].SetCoord( 2, uv[1].Coord( 2 ));
 691         else if ( IsDegenShape( Pos2->GetShapeId() ))
 692           if ( myParIndex & U_periodic ) uv[1].SetCoord( 1, uv[0].Coord( 1 ));
 693           else                           uv[1].SetCoord( 2, uv[0].Coord( 2 ));
 694
 695         TopLoc_Location loc;
 696         Handle(Geom_Surface) S = BRep_Tool::Surface(F,loc);
 697         gp_XY UV = GetMiddleUV( S, uv[0], uv[1] );
 698         gp_Pnt P = S->Value( UV.X(), UV.Y() ).Transformed(loc);
 699         n12 = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 700         meshDS->SetNodeOnFace(n12, faceID, UV.X(), UV.Y());
 701         myTLinkNodeMap.insert(make_pair(link,n12));
 702         return n12;
 703       }
 704     }
 705     else if ( !E.IsNull() )
 706     {
 707       double f,l;
 708       Handle(Geom_Curve) C = BRep_Tool::Curve(E, f, l);
 709       if(!C.IsNull())
 710       {
 711         Standard_Boolean isPeriodic = C->IsPeriodic();
 712         double U;
 713         if(isPeriodic) {
 714           Standard_Real Period = C->Period();
 715           Standard_Real p = u[1]+ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(u[1],u[0],Period);
 716           Standard_Real pmid = (u[0]+p)/2.;
 717           U = pmid+ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(pmid,C->FirstParameter(),C->LastParameter());
 718         }
 719         else
 720           U = (u[0]+u[1])/2.;
 721
 722         gp_Pnt P = C->Value( U );
 723         n12 = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 724         meshDS->SetNodeOnEdge(n12, edgeID, U);
 725         myTLinkNodeMap.insert(make_pair(link,n12));
 726         return n12;
 727       }
 728     }
 729   }
 730   // 3d variant
 731   double x = ( n1->X() + n2->X() )/2.;
 732   double y = ( n1->Y() + n2->Y() )/2.;
 733   double z = ( n1->Z() + n2->Z() )/2.;
 734   n12 = meshDS->AddNode(x,y,z);
 735   if ( !F.IsNull() )
 736   {
 737     gp_XY UV = ( uv[0] + uv[1] ) / 2.;
 738     CheckNodeUV( F, n12, UV, BRep_Tool::Tolerance( F ), /*force=*/true);
 739     meshDS->SetNodeOnFace(n12, faceID, UV.X(), UV.Y() );
 740   }
 741   else if ( !E.IsNull() )
 742   {
 743     double U = ( u[0] + u[1] ) / 2.;
 744     CheckNodeU( E, n12, U, BRep_Tool::Tolerance( E ), /*force=*/true);
 745     meshDS->SetNodeOnEdge(n12, edgeID, U);
 746   }
 747   else
 748   {
 749     meshDS->SetNodeInVolume(n12, myShapeID);
 750   }
 751   myTLinkNodeMap.insert( make_pair( link, n12 ));
 752   return n12;
 753 }
 754
 755 //=======================================================================
 756 //function : AddNode
 757 //purpose  : Creates a node
 758 //=======================================================================
 759
 760 SMDS_MeshNode* SMESH_MesherHelper::AddNode(double x, double y, double z, int ID)
 761 {
 762   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 763   SMDS_MeshNode* node = 0;
 764   if ( ID )
 765     node = meshDS->AddNodeWithID( x, y, z, ID );
 766   else
 767     node = meshDS->AddNode( x, y, z );
 768   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 ) {
 769     switch ( myShape.ShapeType() ) {
 770     case TopAbs_SOLID:  meshDS->SetNodeInVolume( node, myShapeID); break;
 771     case TopAbs_SHELL:  meshDS->SetNodeInVolume( node, myShapeID); break;
 772     case TopAbs_FACE:   meshDS->SetNodeOnFace(   node, myShapeID); break;
 773     case TopAbs_EDGE:   meshDS->SetNodeOnEdge(   node, myShapeID); break;
 774     case TopAbs_VERTEX: meshDS->SetNodeOnVertex( node, myShapeID); break;
 775     default: ;
 776     }
 777   }
 778   return node;
 779 }
 780
 781 //=======================================================================
 782 //function : AddEdge
 783 //purpose  : Creates quadratic or linear edge
 784 //=======================================================================
 785
 786 SMDS_MeshEdge* SMESH_MesherHelper::AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 787                                            const SMDS_MeshNode* n2,
 788                                            const int            id,
 789                                            const bool           force3d)
 790 {
 791   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 792
 793   SMDS_MeshEdge* edge = 0;
 794   if (myCreateQuadratic) {
 795     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
 796     if(id)
 797       edge = meshDS->AddEdgeWithID(n1, n2, n12, id);
 798     else
 799       edge = meshDS->AddEdge(n1, n2, n12);
 800   }
 801   else {
 802     if(id)
 803       edge = meshDS->AddEdgeWithID(n1, n2, id);
 804     else
 805       edge = meshDS->AddEdge(n1, n2);
 806   }
 807
 808   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
 809     meshDS->SetMeshElementOnShape( edge, myShapeID );
 810
 811   return edge;
 812 }
 813
 814 //=======================================================================
 815 //function : AddFace
 816 //purpose  : Creates quadratic or linear triangle
 817 //=======================================================================
 818
 819 SMDS_MeshFace* SMESH_MesherHelper::AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 820                                            const SMDS_MeshNode* n2,
 821                                            const SMDS_MeshNode* n3,
 822                                            const int id,
 823                                            const bool force3d)
 824 {
 825   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 826   SMDS_MeshFace* elem = 0;
 827
 828   if( n1==n2 || n2==n3 || n3==n1 )
 829     return elem;
 830
 831   if(!myCreateQuadratic) {
 832     if(id)
 833       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, id);
 834     else
 835       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3);
 836   }
 837   else {
 838     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
 839     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
 840     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
 841
 842     if(id)
 843       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n12, n23, n31, id);
 844     else
 845       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n12, n23, n31);
 846   }
 847   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
 848     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
 849
 850   return elem;
 851 }
 852
 853 //=======================================================================
 854 //function : AddFace
 855 //purpose  : Creates quadratic or linear quadrangle
 856 //=======================================================================
 857
 858 SMDS_MeshFace* SMESH_MesherHelper::AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 859                                            const SMDS_MeshNode* n2,
 860                                            const SMDS_MeshNode* n3,
 861                                            const SMDS_MeshNode* n4,
 862                                            const int            id,
 863                                            const bool           force3d)
 864 {
 865   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 866   SMDS_MeshFace* elem = 0;
 867
 868   if( n1==n2 ) {
 869     return AddFace(n1,n3,n4,id,force3d);
 870   }
 871   if( n1==n3 ) {
 872     return AddFace(n1,n2,n4,id,force3d);
 873   }
 874   if( n1==n4 ) {
 875     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
 876   }
 877   if( n2==n3 ) {
 878     return AddFace(n1,n2,n4,id,force3d);
 879   }
 880   if( n2==n4 ) {
 881     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
 882   }
 883   if( n3==n4 ) {
 884     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
 885   }
 886
 887   if(!myCreateQuadratic) {
 888     if(id)
 889       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n4, id);
 890     else
 891       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n4);
 892   }
 893   else {
 894     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
 895     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
 896     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
 897     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
 898
 899     if(id)
 900       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n34, n41, id);
 901     else
 902       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n34, n41);
 903   }
 904   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
 905     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
 906
 907   return elem;
 908 }
 909
 910 //=======================================================================
 911 //function : AddVolume
 912 //purpose  : Creates quadratic or linear prism
 913 //=======================================================================
 914
 915 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 916                                                const SMDS_MeshNode* n2,
 917                                                const SMDS_MeshNode* n3,
 918                                                const SMDS_MeshNode* n4,
 919                                                const SMDS_MeshNode* n5,
 920                                                const SMDS_MeshNode* n6,
 921                                                const int id,
 922                                                const bool force3d)
 923 {
 924   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 925   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
 926   if(!myCreateQuadratic) {
 927     if(id)
 928       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, id);
 929     else
 930       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6);
 931   }
 932   else {
 933     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
 934     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
 935     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
 936
 937     const SMDS_MeshNode* n45 = GetMediumNode(n4,n5,force3d);
 938     const SMDS_MeshNode* n56 = GetMediumNode(n5,n6,force3d);
 939     const SMDS_MeshNode* n64 = GetMediumNode(n6,n4,force3d);
 940
 941     const SMDS_MeshNode* n14 = GetMediumNode(n1,n4,force3d);
 942     const SMDS_MeshNode* n25 = GetMediumNode(n2,n5,force3d);
 943     const SMDS_MeshNode* n36 = GetMediumNode(n3,n6,force3d);
 944
 945     if(id)
 946       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6,
 947                                      n12, n23, n31, n45, n56, n64, n14, n25, n36, id);
 948     else
 949       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6,
 950                                n12, n23, n31, n45, n56, n64, n14, n25, n36);
 951   }
 952   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
 953     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
 954
 955   return elem;
 956 }
 957
 958 //=======================================================================
 959 //function : AddVolume
 960 //purpose  : Creates quadratic or linear tetrahedron
 961 //=======================================================================
 962
 963 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 964                                                const SMDS_MeshNode* n2,
 965                                                const SMDS_MeshNode* n3,
 966                                                const SMDS_MeshNode* n4,
 967                                                const int id,
 968                                                const bool force3d)
 969 {
 970   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 971   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
 972   if(!myCreateQuadratic) {
 973     if(id)
 974       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, id);
 975     else
 976       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4);
 977   }
 978   else {
 979     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
 980     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
 981     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
 982
 983     const SMDS_MeshNode* n14 = GetMediumNode(n1,n4,force3d);
 984     const SMDS_MeshNode* n24 = GetMediumNode(n2,n4,force3d);
 985     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
 986
 987     if(id)
 988       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n31, n14, n24, n34, id);
 989     else
 990       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n31, n14, n24, n34);
 991   }
 992   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
 993     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
 994
 995   return elem;
 996 }
 997
 998 //=======================================================================
 999 //function : AddVolume
1000 //purpose  : Creates quadratic or linear pyramid
1001 //=======================================================================
1002
1003 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1004                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1005                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1006                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1007                                                const SMDS_MeshNode* n5,
1008                                                const int id,
1009                                                const bool force3d)
1010 {
1011   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1012   if(!myCreateQuadratic) {
1013     if(id)
1014       elem = GetMeshDS()->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, id);
1015     else
1016       elem = GetMeshDS()->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5);
1017   }
1018   else {
1019     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1020     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1021     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1022     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
1023
1024     const SMDS_MeshNode* n15 = GetMediumNode(n1,n5,force3d);
1025     const SMDS_MeshNode* n25 = GetMediumNode(n2,n5,force3d);
1026     const SMDS_MeshNode* n35 = GetMediumNode(n3,n5,force3d);
1027     const SMDS_MeshNode* n45 = GetMediumNode(n4,n5,force3d);
1028
1029     if(id)
1030       elem = GetMeshDS()->AddVolumeWithID ( n1,  n2,  n3,  n4,  n5,
1031                                             n12, n23, n34, n41,
1032                                             n15, n25, n35, n45,
1033                                             id);
1034     else
1035       elem = GetMeshDS()->AddVolume( n1,  n2,  n3,  n4,  n5,
1036                                      n12, n23, n34, n41,
1037                                      n15, n25, n35, n45);
1038   }
1039   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1040     GetMeshDS()->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1041
1042   return elem;
1043 }
1044
1045 //=======================================================================
1046 //function : AddVolume
1047 //purpose  : Creates quadratic or linear hexahedron
1048 //=======================================================================
1049
1050 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1051                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1052                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1053                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1054                                                const SMDS_MeshNode* n5,
1055                                                const SMDS_MeshNode* n6,
1056                                                const SMDS_MeshNode* n7,
1057                                                const SMDS_MeshNode* n8,
1058                                                const int id,
1059                                                const bool force3d)
1060 {
1061   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1062   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1063   if(!myCreateQuadratic) {
1064     if(id)
1065       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8, id);
1066     else
1067       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8);
1068   }
1069   else {
1070     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1071     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1072     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1073     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
1074
1075     const SMDS_MeshNode* n56 = GetMediumNode(n5,n6,force3d);
1076     const SMDS_MeshNode* n67 = GetMediumNode(n6,n7,force3d);
1077     const SMDS_MeshNode* n78 = GetMediumNode(n7,n8,force3d);
1078     const SMDS_MeshNode* n85 = GetMediumNode(n8,n5,force3d);
1079
1080     const SMDS_MeshNode* n15 = GetMediumNode(n1,n5,force3d);
1081     const SMDS_MeshNode* n26 = GetMediumNode(n2,n6,force3d);
1082     const SMDS_MeshNode* n37 = GetMediumNode(n3,n7,force3d);
1083     const SMDS_MeshNode* n48 = GetMediumNode(n4,n8,force3d);
1084
1085     if(id)
1086       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8,
1087                                      n12, n23, n34, n41, n56, n67,
1088                                      n78, n85, n15, n26, n37, n48, id);
1089     else
1090       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8,
1091                                n12, n23, n34, n41, n56, n67,
1092                                n78, n85, n15, n26, n37, n48);
1093   }
1094   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1095     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1096
1097   return elem;
1098 }
1099
1100 //=======================================================================
1101 //function : LoadNodeColumns
1102 //purpose  : Load nodes bound to face into a map of node columns
1103 //=======================================================================
1104
1105 bool SMESH_MesherHelper::LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
1106                                          const TopoDS_Face& theFace,
1107                                          const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
1108                                          SMESHDS_Mesh*      theMesh)
1109 {
1110   // get vertices of theBaseEdge
1111   TopoDS_Vertex vfb, vlb, vft; // first and last, bottom and top vertices
1112   TopoDS_Edge eFrw = TopoDS::Edge( theBaseEdge.Oriented( TopAbs_FORWARD ));
1113   TopExp::Vertices( eFrw, vfb, vlb );
1114
1115   // find the other edges of theFace and orientation of e1
1116   TopoDS_Edge e1, e2, eTop;
1117   bool rev1, CumOri = false;
1118   TopExp_Explorer exp( theFace, TopAbs_EDGE );
1119   int nbEdges = 0;
1120   for ( ; exp.More(); exp.Next() ) {
1121     if ( ++nbEdges > 4 ) {
1122       return false; // more than 4 edges in theFace
1123     }
1124     TopoDS_Edge e = TopoDS::Edge( exp.Current() );
1125     if ( theBaseEdge.IsSame( e ))
1126       continue;
1127     TopoDS_Vertex vCommon;
1128     if ( !TopExp::CommonVertex( theBaseEdge, e, vCommon ))
1129       eTop = e;
1130     else if ( vCommon.IsSame( vfb )) {
1131       e1 = e;
1132       vft = TopExp::LastVertex( e1, CumOri );
1133       rev1 = vfb.IsSame( vft );
1134       if ( rev1 )
1135         vft = TopExp::FirstVertex( e1, CumOri );
1136     }
1137     else
1138       e2 = e;
1139   }
1140   if ( nbEdges < 4 ) {
1141     return false; // less than 4 edges in theFace
1142   }
1143   if ( e2.IsNull() && vfb.IsSame( vlb ))
1144     e2 = e1;
1145
1146   // submeshes corresponding to shapes
1147   SMESHDS_SubMesh* smFace = theMesh->MeshElements( theFace );
1148   SMESHDS_SubMesh* smb = theMesh->MeshElements( theBaseEdge );
1149   SMESHDS_SubMesh* smt = theMesh->MeshElements( eTop );
1150   SMESHDS_SubMesh* sm1 = theMesh->MeshElements( e1 );
1151   SMESHDS_SubMesh* sm2 = theMesh->MeshElements( e2 );
1152   SMESHDS_SubMesh* smVfb = theMesh->MeshElements( vfb );
1153   SMESHDS_SubMesh* smVlb = theMesh->MeshElements( vlb );
1154   SMESHDS_SubMesh* smVft = theMesh->MeshElements( vft );
1155   if (!smFace || !smb || !smt || !sm1 || !sm2 || !smVfb || !smVlb || !smVft ) {
1156     RETURN_BAD_RESULT( "NULL submesh " <<smFace<<" "<<smb<<" "<<smt<<" "<<
1157                        sm1<<" "<<sm2<<" "<<smVfb<<" "<<smVlb<<" "<<smVft);
1158   }
1159   if ( smb->NbNodes() != smt->NbNodes() || sm1->NbNodes() != sm2->NbNodes() ) {
1160     RETURN_BAD_RESULT(" Diff nb of nodes on opposite edges" );
1161   }
1162   if (smVfb->NbNodes() != 1 || smVlb->NbNodes() != 1 || smVft->NbNodes() != 1) {
1163     RETURN_BAD_RESULT("Empty submesh of vertex");
1164   }
1165   // define whether mesh is quadratic
1166   bool isQuadraticMesh = false;
1167   SMDS_ElemIteratorPtr eIt = smFace->GetElements();
1168   if ( !eIt->more() ) {
1169     RETURN_BAD_RESULT("No elements on the face");
1170   }
1171   const SMDS_MeshElement* e = eIt->next();
1172   isQuadraticMesh = e->IsQuadratic();
1173
1174   if ( sm1->NbNodes() * smb->NbNodes() != smFace->NbNodes() ) {
1175     // check quadratic case
1176     if ( isQuadraticMesh ) {
1177       // what if there are quadrangles and triangles mixed?
1178 //       int n1 = sm1->NbNodes()/2;
1179 //       int n2 = smb->NbNodes()/2;
1180 //       int n3 = sm1->NbNodes() - n1;
1181 //       int n4 = smb->NbNodes() - n2;
1182 //       int nf = sm1->NbNodes()*smb->NbNodes() - n3*n4;
1183 //       if( nf != smFace->NbNodes() ) {
1184 //         MESSAGE( "Wrong nb face nodes: " <<
1185 //                 sm1->NbNodes()<<" "<<smb->NbNodes()<<" "<<smFace->NbNodes());
1186 //         return false;
1187 //       }
1188     }
1189     else {
1190       RETURN_BAD_RESULT( "Wrong nb face nodes: " <<
1191                          sm1->NbNodes()<<" "<<smb->NbNodes()<<" "<<smFace->NbNodes());
1192     }
1193   }
1194   // IJ size
1195   int vsize = sm1->NbNodes() + 2;
1196   int hsize = smb->NbNodes() + 2;
1197   if(isQuadraticMesh) {
1198     vsize = vsize - sm1->NbNodes()/2 -1;
1199     hsize = hsize - smb->NbNodes()/2 -1;
1200   }
1201
1202   // load nodes from theBaseEdge
1203
1204   std::set<const SMDS_MeshNode*> loadedNodes;
1205   const SMDS_MeshNode* nullNode = 0;
1206
1207   std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nVecf = theParam2ColumnMap[ 0.];
1208   nVecf.resize( vsize, nullNode );
1209   loadedNodes.insert( nVecf[ 0 ] = smVfb->GetNodes()->next() );
1210
1211   std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nVecl = theParam2ColumnMap[ 1.];
1212   nVecl.resize( vsize, nullNode );
1213   loadedNodes.insert( nVecl[ 0 ] = smVlb->GetNodes()->next() );
1214
1215   double f, l;
1216   BRep_Tool::Range( eFrw, f, l );
1217   double range = l - f;
1218   SMDS_NodeIteratorPtr nIt = smb->GetNodes();
1219   const SMDS_MeshNode* node;
1220   while ( nIt->more() ) {
1221     node = nIt->next();
1222     if(IsMedium(node, SMDSAbs_Edge))
1223       continue;
1224     const SMDS_EdgePosition* pos =
1225       dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>( node->GetPosition().get() );
1226     if ( !pos ) {
1227       return false;
1228     }
1229     double u = ( pos->GetUParameter() - f ) / range;
1230     std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nVec = theParam2ColumnMap[ u ];
1231     nVec.resize( vsize, nullNode );
1232     loadedNodes.insert( nVec[ 0 ] = node );
1233   }
1234   if ( theParam2ColumnMap.size() != hsize ) {
1235     RETURN_BAD_RESULT( "Wrong node positions on theBaseEdge" );
1236   }
1237
1238   // load nodes from e1
1239
1240   std::map< double, const SMDS_MeshNode*> sortedNodes; // sort by param on edge
1241   nIt = sm1->GetNodes();
1242   while ( nIt->more() ) {
1243     node = nIt->next();
1244     if(IsMedium(node))
1245       continue;
1246     const SMDS_EdgePosition* pos =
1247       dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>( node->GetPosition().get() );
1248     if ( !pos ) {
1249       return false;
1250     }
1251     sortedNodes.insert( std::make_pair( pos->GetUParameter(), node ));
1252   }
1253   loadedNodes.insert( nVecf[ vsize - 1 ] = smVft->GetNodes()->next() );
1254   std::map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_n = sortedNodes.begin();
1255   int row  = rev1 ? vsize - 1 : 0;
1256   int dRow = rev1 ? -1 : +1;
1257   for ( ; u_n != sortedNodes.end(); u_n++ ) {
1258     row += dRow;
1259     loadedNodes.insert( nVecf[ row ] = u_n->second );
1260   }
1261
1262   // try to load the rest nodes
1263
1264   // get all faces from theFace
1265   TIDSortedElemSet allFaces, foundFaces;
1266   eIt = smFace->GetElements();
1267   while ( eIt->more() ) {
1268     const SMDS_MeshElement* e = eIt->next();
1269     if ( e->GetType() == SMDSAbs_Face )
1270       allFaces.insert( e );
1271   }
1272   // Starting from 2 neighbour nodes on theBaseEdge, look for a face
1273   // the nodes belong to, and between the nodes of the found face,
1274   // look for a not loaded node considering this node to be the next
1275   // in a column of the starting second node. Repeat, starting
1276   // from nodes next to the previous starting nodes in their columns,
1277   // and so on while a face can be found. Then go the the next pair
1278   // of nodes on theBaseEdge.
1279   TParam2ColumnMap::iterator par_nVec_1 = theParam2ColumnMap.begin();
1280   TParam2ColumnMap::iterator par_nVec_2 = par_nVec_1;
1281   // loop on columns
1282   int col = 0;
1283   for ( par_nVec_2++; par_nVec_2 != theParam2ColumnMap.end(); par_nVec_1++, par_nVec_2++ ) {
1284     col++;
1285     row = 0;
1286     const SMDS_MeshNode* n1 = par_nVec_1->second[ row ];
1287     const SMDS_MeshNode* n2 = par_nVec_2->second[ row ];
1288     const SMDS_MeshElement* face = 0;
1289     bool lastColOnClosedFace = ( nVecf[ row ] == n2 );
1290     do {
1291       // look for a face by 2 nodes
1292       face = SMESH_MeshEditor::FindFaceInSet( n1, n2, allFaces, foundFaces );
1293       if ( face ) {
1294         int nbFaceNodes = face->NbNodes();
1295         if ( face->IsQuadratic() )
1296           nbFaceNodes /= 2;
1297         if ( nbFaceNodes>4 ) {
1298           RETURN_BAD_RESULT(" Too many nodes in a face: " << nbFaceNodes );
1299         }
1300         // look for a not loaded node of the <face>
1301         bool found = false;
1302         const SMDS_MeshNode* n3 = 0; // a node defferent from n1 and n2
1303         for ( int i = 0; i < nbFaceNodes && !found; ++i ) {
1304           node = face->GetNode( i );
1305           found = loadedNodes.insert( node ).second;
1306           if ( !found && node != n1 && node != n2 )
1307             n3 = node;
1308         }
1309         if ( lastColOnClosedFace && row + 1 < vsize ) {
1310           node = nVecf[ row + 1 ];
1311           found = ( face->GetNodeIndex( node ) >= 0 );
1312         }
1313         if ( found ) {
1314           if ( ++row > vsize - 1 ) {
1315             RETURN_BAD_RESULT( "Too many nodes in column "<< col <<": "<< row+1);
1316           }
1317           par_nVec_2->second[ row ] = node;
1318           foundFaces.insert( face );
1319           n2 = node;
1320           if ( nbFaceNodes==4 ) {
1321             n1 = par_nVec_1->second[ row ];
1322           }
1323         }
1324         else if ( nbFaceNodes==3 && n3 == par_nVec_1->second[ row + 1 ] ) {
1325           n1 = n3;
1326         }
1327         else  {
1328           RETURN_BAD_RESULT( "Not quad mesh, column "<< col );
1329         }
1330       }
1331     }
1332     while ( face && n1 && n2 );
1333
1334     if ( row < vsize - 1 ) {
1335       MESSAGE( "Too few nodes in column "<< col <<": "<< row+1);
1336       MESSAGE( "Base node 1: "<< par_nVec_1->second[0]);
1337       MESSAGE( "Base node 2: "<< par_nVec_2->second[0]);
1338       if ( n1 ) { MESSAGE( "Current node 1: "<< n1); }
1339       else      { MESSAGE( "Current node 1: NULL");  }
1340       if ( n2 ) { MESSAGE( "Current node 2: "<< n2); }
1341       else      { MESSAGE( "Current node 2: NULL");  }
1342       MESSAGE( "first base node: "<< theParam2ColumnMap.begin()->second[0]);
1343       MESSAGE( "last base node: "<< theParam2ColumnMap.rbegin()->second[0]);
1344       return false;
1345     }
1346   } // loop on columns
1347
1348   return true;
1349 }
1350
1351 //=======================================================================
1352 //function : NbAncestors
1353 //purpose  : Return number of unique ancestors of the shape
1354 //=======================================================================
1355
1356 int SMESH_MesherHelper::NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
1357                                     const SMESH_Mesh&   mesh,
1358                                     TopAbs_ShapeEnum    ancestorType/*=TopAbs_SHAPE*/)
1359 {
1360   TopTools_MapOfShape ancestors;
1361   TopTools_ListIteratorOfListOfShape ansIt( mesh.GetAncestors(shape) );
1362   for ( ; ansIt.More(); ansIt.Next() ) {
1363     if ( ancestorType == TopAbs_SHAPE || ansIt.Value().ShapeType() == ancestorType )
1364       ancestors.Add( ansIt.Value() );
1365   }
1366   return ancestors.Extent();
1367 }
1368
1369 //=======================================================================
1370 //function : IsQuadraticMesh
1371 //purpose  : Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
1372 //           quadratic elements will be created.
1373 //           Used then generated 3D mesh without geometry.
1374 //=======================================================================
1375
1376 SMESH_MesherHelper:: MType SMESH_MesherHelper::IsQuadraticMesh()
1377 {
1378   int NbAllEdgsAndFaces=0;
1379   int NbQuadFacesAndEdgs=0;
1380   int NbFacesAndEdges=0;
1381   //All faces and edges
1382   NbAllEdgsAndFaces = myMesh->NbEdges() + myMesh->NbFaces();
1383
1384   //Quadratic faces and edges
1385   NbQuadFacesAndEdgs = myMesh->NbEdges(ORDER_QUADRATIC) + myMesh->NbFaces(ORDER_QUADRATIC);
1386
1387   //Linear faces and edges
1388   NbFacesAndEdges = myMesh->NbEdges(ORDER_LINEAR) + myMesh->NbFaces(ORDER_LINEAR);
1389
1390   if (NbAllEdgsAndFaces == NbQuadFacesAndEdgs) {
1391     //Quadratic mesh
1392     return SMESH_MesherHelper::QUADRATIC;
1393   }
1394   else if (NbAllEdgsAndFaces == NbFacesAndEdges) {
1395     //Linear mesh
1396     return SMESH_MesherHelper::LINEAR;
1397   }
1398   else
1399     //Mesh with both type of elements
1400     return SMESH_MesherHelper::COMP;
1401 }
1402
1403 //=======================================================================
1404 //function : GetOtherParam
1405 //purpose  : Return an alternative parameter for a node on seam
1406 //=======================================================================
1407
1408 double SMESH_MesherHelper::GetOtherParam(const double param) const
1409 {
1410   int i = myParIndex & U_periodic ? 0 : 1;
1411   return fabs(param-myPar1[i]) < fabs(param-myPar2[i]) ? myPar2[i] : myPar1[i];
1412 }
1413
1414 //=======================================================================
1415 namespace { // Structures used by FixQuadraticElements()
1416 //=======================================================================
1417
1418 #define __DMP__(txt) \
1419 //cout << txt
1420 #define MSG(txt) __DMP__(txt<<endl)
1421 #define MSGBEG(txt) __DMP__(txt)
1422
1423   const double straightTol2 = 1e-33; // to detect straing links
1424
1425   struct QFace;
1426   // ---------------------------------------
1427   /*!
1428    * \brief Quadratic link knowing its faces
1429    */
1430   struct QLink: public SMESH_TLink
1431   {
1432     const SMDS_MeshNode*          _mediumNode;
1433     mutable vector<const QFace* > _faces;
1434     mutable gp_Vec                _nodeMove;
1435     mutable int                   _nbMoves;
1436
1437     QLink(const SMDS_MeshNode* n1, const SMDS_MeshNode* n2, const SMDS_MeshNode* nm):
1438       SMESH_TLink( n1,n2 ), _mediumNode(nm), _nodeMove(0,0,0), _nbMoves(0) {
1439       _faces.reserve(4);
1440       //if ( MediumPos() != SMDS_TOP_3DSPACE )
1441         _nodeMove = MediumPnt() - MiddlePnt();
1442     }
1443     void SetContinuesFaces() const;
1444     const QFace* GetContinuesFace( const QFace* face ) const;
1445     bool OnBoundary() const;
1446     gp_XYZ MiddlePnt() const { return ( XYZ( node1() ) + XYZ( node2() )) / 2.; }
1447     gp_XYZ MediumPnt() const { return XYZ( _mediumNode ); }
1448
1449     SMDS_TypeOfPosition MediumPos() const
1450     { return _mediumNode->GetPosition()->GetTypeOfPosition(); }
1451     SMDS_TypeOfPosition EndPos(bool isSecond) const
1452     { return (isSecond ? node2() : node1())->GetPosition()->GetTypeOfPosition(); }
1453     const SMDS_MeshNode* EndPosNode(SMDS_TypeOfPosition pos) const
1454     { return EndPos(0) == pos ? node1() : EndPos(1) == pos ? node2() : 0; }
1455
1456     void Move(const gp_Vec& move, bool sum=false) const
1457     { _nodeMove += move; _nbMoves += sum ? (_nbMoves==0) : 1; }
1458     gp_XYZ Move() const { return _nodeMove.XYZ() / _nbMoves; }
1459     bool IsMoved() const { return (_nbMoves > 0 && !IsStraight()); }
1460     bool IsStraight() const { return _nodeMove.SquareMagnitude() <= straightTol2; }
1461
1462     bool operator<(const QLink& other) const {
1463       return (node1()->GetID() == other.node1()->GetID() ?
1464               node2()->GetID() < other.node2()->GetID() :
1465               node1()->GetID() < other.node1()->GetID());
1466     }
1467     struct PtrComparator {
1468       bool operator() (const QLink* l1, const QLink* l2 ) const { return *l1 < *l2; }
1469     };
1470   };
1471   // ---------------------------------------------------------
1472   /*!
1473    * \brief Link in the chain of links; it connects two faces
1474    */
1475   struct TChainLink
1476   {
1477     const QLink*         _qlink;
1478     mutable const QFace* _qfaces[2];
1479
1480     TChainLink(const QLink* qlink=0):_qlink(qlink) {
1481       _qfaces[0] = _qfaces[1] = 0;
1482     }
1483     void SetFace(const QFace* face) { int iF = _qfaces[0] ? 1 : 0; _qfaces[iF]=face; }
1484
1485     bool IsBoundary() const { return !_qfaces[1]; }
1486
1487     void RemoveFace( const QFace* face ) const
1488     { _qfaces[(face == _qfaces[1])] = 0; if (!_qfaces[0]) std::swap(_qfaces[0],_qfaces[1]); }
1489
1490     const QFace* NextFace( const QFace* f ) const
1491     { return _qfaces[0]==f ? _qfaces[1] : _qfaces[0]; }
1492
1493     const SMDS_MeshNode* NextNode( const SMDS_MeshNode* n ) const
1494     { return n == _qlink->node1() ? _qlink->node2() : _qlink->node1(); }
1495
1496     bool operator<(const TChainLink& other) const { return *_qlink < *other._qlink; }
1497
1498     operator bool() const { return (_qlink); }
1499
1500     const QLink* operator->() const { return _qlink; }
1501
1502     gp_Vec Normal() const;
1503   };
1504   // --------------------------------------------------------------------
1505   typedef list< TChainLink > TChain;
1506   typedef set < TChainLink > TLinkSet;
1507   typedef TLinkSet::const_iterator TLinkInSet;
1508
1509   const int theFirstStep = 5;
1510
1511   enum { ERR_OK, ERR_TRI, ERR_PRISM, ERR_UNKNOWN }; // errors of QFace::GetLinkChain()
1512   // --------------------------------------------------------------------
1513   /*!
1514    * \brief Face shared by two volumes and bound by QLinks
1515    */
1516   struct QFace: public TIDSortedElemSet
1517   {
1518     mutable const SMDS_MeshElement* _volumes[2];
1519     mutable vector< const QLink* >  _sides;
1520     mutable bool                    _sideIsAdded[4]; // added in chain of links
1521     gp_Vec                          _normal;
1522 #ifdef _DEBUG_
1523     mutable const SMDS_MeshElement* _face;
1524 #endif
1525
1526     QFace( const vector< const QLink*>& links, const SMDS_MeshElement* face=0 );
1527
1528     void SetVolume(const SMDS_MeshElement* v) const { _volumes[ _volumes[0] ? 1 : 0 ] = v; }
1529
1530     int NbVolumes() const { return !_volumes[0] ? 0 : !_volumes[1] ? 1 : 2; }
1531
1532     void AddSelfToLinks() const {
1533       for ( int i = 0; i < _sides.size(); ++i )
1534         _sides[i]->_faces.push_back( this );
1535     }
1536     int LinkIndex( const QLink* side ) const {
1537       for (int i=0; i<_sides.size(); ++i ) if ( _sides[i] == side ) return i;
1538       return -1;
1539     }
1540     bool GetLinkChain( int iSide, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& err) const;
1541
1542     bool GetLinkChain( TChainLink& link, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& err) const
1543     {
1544       int i = LinkIndex( link._qlink );
1545       if ( i < 0 ) return true;
1546       _sideIsAdded[i] = true;
1547       link.SetFace( this );
1548       // continue from opposite link
1549       return GetLinkChain( (i+2)%_sides.size(), chain, pos, err );
1550     }
1551     bool IsBoundary() const { return !_volumes[1]; }
1552
1553     bool Contains( const SMDS_MeshNode* node ) const { return count(node); }
1554
1555     TLinkInSet GetBoundaryLink( const TLinkSet&      links,
1556                                 const TChainLink&    avoidLink,
1557                                 TLinkInSet *         notBoundaryLink = 0,
1558                                 const SMDS_MeshNode* nodeToContain = 0,
1559                                 bool *               isAdjacentUsed = 0,
1560                                 int                  nbRecursionsLeft = -1) const;
1561
1562     TLinkInSet GetLinkByNode( const TLinkSet&      links,
1563                               const TChainLink&    avoidLink,
1564                               const SMDS_MeshNode* nodeToContain) const;
1565
1566     const SMDS_MeshNode* GetNodeInFace() const {
1567       for ( int iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
1568         if ( _sides[iL]->MediumPos() == SMDS_TOP_FACE ) return _sides[iL]->_mediumNode;
1569       return 0;
1570     }
1571
1572     gp_Vec LinkNorm(const int i, SMESH_MesherHelper* theFaceHelper=0) const;
1573
1574     double MoveByBoundary( const TChainLink&   theLink,
1575                            const gp_Vec&       theRefVec,
1576                            const TLinkSet&     theLinks,
1577                            SMESH_MesherHelper* theFaceHelper=0,
1578                            const double        thePrevLen=0,
1579                            const int           theStep=theFirstStep,
1580                            gp_Vec*             theLinkNorm=0,
1581                            double              theSign=1.0) const;
1582   };
1583
1584   //================================================================================
1585   /*!
1586    * \brief Dump QLink and QFace
1587    */
1588   ostream& operator << (ostream& out, const QLink& l)
1589   {
1590     out <<"QLink nodes: "
1591         << l.node1()->GetID() << " - "
1592         << l._mediumNode->GetID() << " - "
1593         << l.node2()->GetID() << endl;
1594     return out;
1595   }
1596   ostream& operator << (ostream& out, const QFace& f)
1597   {
1598     out <<"QFace nodes: "/*<< &f << "  "*/;
1599     for ( TIDSortedElemSet::const_iterator n = f.begin(); n != f.end(); ++n )
1600       out << (*n)->GetID() << " ";
1601     out << " \tvolumes: "
1602         << (f._volumes[0] ? f._volumes[0]->GetID() : 0) << " "
1603         << (f._volumes[1] ? f._volumes[1]->GetID() : 0);
1604     out << "  \tNormal: "<< f._normal.X() <<", "<<f._normal.Y() <<", "<<f._normal.Z() << endl;
1605     return out;
1606   }
1607
1608   //================================================================================
1609   /*!
1610    * \brief Construct QFace from QLinks
1611    */
1612   //================================================================================
1613
1614   QFace::QFace( const vector< const QLink*>& links, const SMDS_MeshElement* face )
1615   {
1616     _volumes[0] = _volumes[1] = 0;
1617     _sides = links;
1618     _sideIsAdded[0]=_sideIsAdded[1]=_sideIsAdded[2]=_sideIsAdded[3]=false;
1619     _normal.SetCoord(0,0,0);
1620     for ( int i = 1; i < _sides.size(); ++i ) {
1621       const QLink *l1 = _sides[i-1], *l2 = _sides[i];
1622       insert( l1->node1() ); insert( l1->node2() );
1623       // compute normal
1624       gp_Vec v1( XYZ( l1->node2()), XYZ( l1->node1()));
1625       gp_Vec v2( XYZ( l2->node1()), XYZ( l2->node2()));
1626       if ( l1->node1() != l2->node1() && l1->node2() != l2->node2() )
1627         v1.Reverse();
1628       _normal += v1 ^ v2;
1629     }
1630     double normSqSize = _normal.SquareMagnitude();
1631     if ( normSqSize > numeric_limits<double>::min() )
1632       _normal /= sqrt( normSqSize );
1633     else
1634       _normal.SetCoord(1e-33,0,0);
1635
1636 #ifdef _DEBUG_
1637     _face = face;
1638 #endif
1639   }
1640   //================================================================================
1641   /*!
1642    * \brief Make up chain of links
1643    *  \param iSide - link to add first
1644    *  \param chain - chain to fill in
1645    *  \param pos   - postion of medium nodes the links should have
1646    *  \param error - out, specifies what is wrong
1647    *  \retval bool - false if valid chain can't be built; "valid" means that links
1648    *                 of the chain belongs to rectangles bounding hexahedrons
1649    */
1650   //================================================================================
1651
1652   bool QFace::GetLinkChain( int iSide, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& error) const
1653   {
1654     if ( iSide >= _sides.size() ) // wrong argument iSide
1655       return false;
1656     if ( _sideIsAdded[ iSide ]) // already in chain
1657       return true;
1658
1659     if ( _sides.size() != 4 ) { // triangle - visit all my continous faces
1660       MSGBEG( *this );
1661       list< const QFace* > faces( 1, this );
1662       for (list< const QFace* >::iterator fIt = faces.begin(); fIt != faces.end(); ++fIt ) {
1663         const QFace* face = *fIt;
1664         for ( int i = 0; i < face->_sides.size(); ++i ) {
1665           if ( !face->_sideIsAdded[i] && face->_sides[i] ) {
1666             face->_sideIsAdded[i] = true;
1667             TChain::iterator chLink = chain.insert( chain.begin(), TChainLink(face->_sides[i]));
1668             chLink->SetFace( face );
1669             if ( face->_sides[i]->MediumPos() >= pos )
1670               if ( const QFace* contFace = face->_sides[i]->GetContinuesFace( face ))
1671                 faces.push_back( contFace );
1672           }
1673         }
1674       }
1675       if ( error < ERR_TRI )
1676         error = ERR_TRI;
1677       return false;
1678     }
1679     _sideIsAdded[iSide] = true; // not to add this link to chain again
1680     const QLink* link = _sides[iSide];
1681     if ( !link)
1682       return true;
1683
1684     // add link into chain
1685     TChain::iterator chLink = chain.insert( chain.begin(), TChainLink(link));
1686     chLink->SetFace( this );
1687     MSGBEG( *this );
1688
1689     // propagate from quadrangle to neighbour faces
1690     if ( link->MediumPos() >= pos ) {
1691       int nbLinkFaces = link->_faces.size();
1692       if ( nbLinkFaces == 4 || nbLinkFaces < 4 && link->OnBoundary()) {
1693         // hexahedral mesh or boundary quadrangles - goto a continous face
1694         if ( const QFace* f = link->GetContinuesFace( this ))
1695           return f->GetLinkChain( *chLink, chain, pos, error );
1696       }
1697       else {
1698         TChainLink chLink(link); // side face of prismatic mesh - visit all faces of iSide
1699         for ( int i = 0; i < nbLinkFaces; ++i )
1700           if ( link->_faces[i] )
1701             link->_faces[i]->GetLinkChain( chLink, chain, pos, error );
1702         if ( error < ERR_PRISM )
1703           error = ERR_PRISM;
1704         return false;
1705       }
1706     }
1707     return true;
1708   }
1709
1710   //================================================================================
1711   /*!
1712    * \brief Return a boundary link of the triangle face
1713    *  \param links - set of all links
1714    *  \param avoidLink - link not to return
1715    *  \param notBoundaryLink - out, neither the returned link nor avoidLink
1716    *  \param nodeToContain - node the returned link must contain; if provided, search
1717    *                         also performed on adjacent faces
1718    *  \param isAdjacentUsed - returns true if link is found in adjacent faces
1719    *  \param nbRecursionsLeft - to limit recursion
1720    */
1721   //================================================================================
1722
1723   TLinkInSet QFace::GetBoundaryLink( const TLinkSet&      links,
1724                                      const TChainLink&    avoidLink,
1725                                      TLinkInSet *         notBoundaryLink,
1726                                      const SMDS_MeshNode* nodeToContain,
1727                                      bool *               isAdjacentUsed,
1728                                      int                  nbRecursionsLeft) const
1729   {
1730     TLinkInSet linksEnd = links.end(), boundaryLink = linksEnd;
1731
1732     typedef list< pair< const QFace*, TLinkInSet > > TFaceLinkList;
1733     TFaceLinkList adjacentFaces;
1734
1735     for ( int iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
1736     {
1737       if ( avoidLink._qlink == _sides[iL] )
1738         continue;
1739       TLinkInSet link = links.find( _sides[iL] );
1740       if ( link == linksEnd ) continue;
1741       if ( (*link)->MediumPos() > SMDS_TOP_FACE )
1742         continue; // We work on faces here, don't go into a volume
1743
1744       // check link
1745       if ( link->IsBoundary() ) {
1746         if ( !nodeToContain ||
1747              (*link)->node1() == nodeToContain ||
1748              (*link)->node2() == nodeToContain )
1749         {
1750           boundaryLink = link;
1751           if ( !notBoundaryLink ) break;
1752         }
1753       }
1754       else if ( notBoundaryLink ) {
1755         *notBoundaryLink = link;
1756         if ( boundaryLink != linksEnd ) break;
1757       }
1758
1759       if ( boundaryLink == linksEnd && nodeToContain ) // collect adjacent faces
1760         if ( const QFace* adj = link->NextFace( this ))
1761           if ( adj->Contains( nodeToContain ))
1762             adjacentFaces.push_back( make_pair( adj, link ));
1763     }
1764
1765     if ( isAdjacentUsed ) *isAdjacentUsed = false;
1766     if ( boundaryLink == linksEnd && nodeToContain && nbRecursionsLeft) // check adjacent faces
1767     {
1768       if ( nbRecursionsLeft < 0 )
1769         nbRecursionsLeft = nodeToContain->NbInverseElements();
1770       TFaceLinkList::iterator adj = adjacentFaces.begin();
1771       for ( ; boundaryLink == linksEnd && adj != adjacentFaces.end(); ++adj )
1772         boundaryLink = adj->first->GetBoundaryLink( links, *(adj->second), 0, nodeToContain,
1773                                                     isAdjacentUsed, nbRecursionsLeft-1);
1774       if ( isAdjacentUsed ) *isAdjacentUsed = true;
1775     }
1776     return boundaryLink;
1777   }
1778   //================================================================================
1779   /*!
1780    * \brief Return a link ending at the given node but not avoidLink
1781    */
1782   //================================================================================
1783
1784   TLinkInSet QFace::GetLinkByNode( const TLinkSet&      links,
1785                                    const TChainLink&    avoidLink,
1786                                    const SMDS_MeshNode* nodeToContain) const
1787   {
1788     for ( int i = 0; i < _sides.size(); ++i )
1789       if ( avoidLink._qlink != _sides[i] &&
1790            (_sides[i]->node1() == nodeToContain || _sides[i]->node2() == nodeToContain ))
1791         return links.find( _sides[ i ]);
1792     return links.end();
1793   }
1794
1795   //================================================================================
1796   /*!
1797    * \brief Return normal to the i-th side pointing outside the face
1798    */
1799   //================================================================================
1800
1801   gp_Vec QFace::LinkNorm(const int i, SMESH_MesherHelper* /*uvHelper*/) const
1802   {
1803     gp_Vec norm, vecOut;
1804 //     if ( uvHelper ) {
1805 //       TopoDS_Face face = TopoDS::Face( uvHelper->GetSubShape());
1806 //       const SMDS_MeshNode* inFaceNode = uvHelper->GetNodeUVneedInFaceNode() ? GetNodeInFace() : 0;
1807 //       gp_XY uv1 = uvHelper->GetNodeUV( face, _sides[i]->node1(), inFaceNode );
1808 //       gp_XY uv2 = uvHelper->GetNodeUV( face, _sides[i]->node2(), inFaceNode );
1809 //       norm.SetCoord( uv1.Y() - uv2.Y(), uv2.X() - uv1.X(), 0 );
1810
1811 //       const QLink* otherLink = _sides[(i + 1) % _sides.size()];
1812 //       const SMDS_MeshNode* otherNode =
1813 //         otherLink->node1() == _sides[i]->node1() ? otherLink->node2() : otherLink->node1();
1814 //       gp_XY pIn = uvHelper->GetNodeUV( face, otherNode, inFaceNode );
1815 //       vecOut.SetCoord( uv1.X() - pIn.X(), uv1.Y() - pIn.Y(), 0 );
1816 //     }
1817 //     else {
1818       norm = _normal ^ gp_Vec( XYZ(_sides[i]->node1()), XYZ(_sides[i]->node2()));
1819       gp_XYZ pIn = ( XYZ( _sides[0]->node1() ) +
1820                      XYZ( _sides[0]->node2() ) +
1821                      XYZ( _sides[1]->node1() )) / 3.;
1822       vecOut.SetXYZ( _sides[i]->MiddlePnt() - pIn );
1823       //}
1824     if ( norm * vecOut < 0 )
1825       norm.Reverse();
1826     double mag2 = norm.SquareMagnitude();
1827     if ( mag2 > numeric_limits<double>::min() )
1828       norm /= sqrt( mag2 );
1829     return norm;
1830   }
1831   //================================================================================
1832   /*!
1833    * \brief Move medium node of theLink according to its distance from boundary
1834    *  \param theLink - link to fix
1835    *  \param theRefVec - movement of boundary
1836    *  \param theLinks - all adjacent links of continous triangles
1837    *  \param theFaceHelper - helper is not used so far
1838    *  \param thePrevLen - distance from the boundary
1839    *  \param theStep - number of steps till movement propagation limit
1840    *  \param theLinkNorm - out normal to theLink
1841    *  \param theSign - 1 or -1 depending on movement of boundary
1842    *  \retval double - distance from boundary to propagation limit or other boundary
1843    */
1844   //================================================================================
1845
1846   double QFace::MoveByBoundary( const TChainLink&   theLink,
1847                                 const gp_Vec&       theRefVec,
1848                                 const TLinkSet&     theLinks,
1849                                 SMESH_MesherHelper* theFaceHelper,
1850                                 const double        thePrevLen,
1851                                 const int           theStep,
1852                                 gp_Vec*             theLinkNorm,
1853                                 double              theSign) const
1854   {
1855     if ( !theStep )
1856       return thePrevLen; // propagation limit reached
1857
1858     int iL; // index of theLink
1859     for ( iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
1860       if ( theLink._qlink == _sides[ iL ])
1861         break;
1862
1863     MSG(string(theStep,'.')<<" Ref( "<<theRefVec.X()<<","<<theRefVec.Y()<<","<<theRefVec.Z()<<" )"
1864         <<" thePrevLen " << thePrevLen);
1865     MSG(string(theStep,'.')<<" "<<*theLink._qlink);
1866
1867     gp_Vec linkNorm = -LinkNorm( iL/*, theFaceHelper*/ ); // normal to theLink
1868     double refProj = theRefVec * linkNorm; // project movement vector to normal of theLink
1869     if ( theStep == theFirstStep )
1870       theSign = refProj < 0. ? -1. : 1.;
1871     else if ( theSign * refProj < 0.4 * theRefVec.Magnitude())
1872       return thePrevLen; // to propagate movement forward only, not in side dir or backward
1873
1874     int iL1 = (iL + 1) % 3, iL2 = (iL + 2) % 3; // indices of the two other links of triangle
1875     TLinkInSet link1 = theLinks.find( _sides[iL1] );
1876     TLinkInSet link2 = theLinks.find( _sides[iL2] );
1877     if ( link1 == theLinks.end() || link2 == theLinks.end() )
1878       return thePrevLen;
1879     const QFace* f1 = link1->NextFace( this ); // adjacent faces
1880     const QFace* f2 = link2->NextFace( this );
1881
1882     // propagate to adjacent faces till limit step or boundary
1883     double len1 = thePrevLen + (theLink->MiddlePnt() - _sides[iL1]->MiddlePnt()).Modulus();
1884     double len2 = thePrevLen + (theLink->MiddlePnt() - _sides[iL2]->MiddlePnt()).Modulus();
1885     gp_Vec linkDir1, linkDir2;
1886     try {
1887       OCC_CATCH_SIGNALS;
1888       if ( f1 )
1889         len1 = f1->MoveByBoundary
1890           ( *link1, theRefVec, theLinks, theFaceHelper, len1, theStep-1, &linkDir1, theSign);
1891       else
1892         linkDir1 = LinkNorm( iL1/*, theFaceHelper*/ );
1893     } catch (...) {
1894       MSG( " --------------- EXCEPTION");
1895       return thePrevLen;
1896     }
1897     try {
1898       OCC_CATCH_SIGNALS;
1899       if ( f2 )
1900         len2 = f2->MoveByBoundary
1901           ( *link2, theRefVec, theLinks, theFaceHelper, len2, theStep-1, &linkDir2, theSign);
1902       else
1903         linkDir2 = LinkNorm( iL2/*, theFaceHelper*/ );
1904     } catch (...) {
1905       MSG( " --------------- EXCEPTION");
1906       return thePrevLen;
1907     }
1908
1909     double fullLen = 0;
1910     if ( theStep != theFirstStep )
1911     {
1912       // choose chain length by direction of propagation most codirected with theRefVec
1913       bool choose1 = ( theRefVec * linkDir1 * theSign > theRefVec * linkDir2 * theSign );
1914       fullLen = choose1 ? len1 : len2;
1915       double r = thePrevLen / fullLen;
1916
1917       gp_Vec move = linkNorm * refProj * ( 1 - r );
1918       theLink->Move( move, true );
1919
1920       MSG(string(theStep,'.')<<" Move "<< theLink->_mediumNode->GetID()<<
1921           " by " << refProj * ( 1 - r ) << " following " <<
1922           (choose1 ? *link1->_qlink : *link2->_qlink));
1923
1924       if ( theLinkNorm ) *theLinkNorm = linkNorm;
1925     }
1926     return fullLen;
1927   }
1928
1929   //================================================================================
1930   /*!
1931    * \brief Find pairs of continues faces
1932    */
1933   //================================================================================
1934
1935   void QLink::SetContinuesFaces() const
1936   {
1937     //       x0         x - QLink, [-|] - QFace, v - volume
1938     //   v0  |   v1
1939     //       |          Between _faces of link x2 two vertical faces are continues
1940     // x1----x2-----x3  and two horizontal faces are continues. We set vertical faces
1941     //       |          to _faces[0] and _faces[1] and horizontal faces to
1942     //   v2  |   v3     _faces[2] and _faces[3] (or vise versa).
1943     //       x4
1944
1945     if ( _faces.empty() )
1946       return;
1947     int iFaceCont = -1;
1948     for ( int iF = 1; iFaceCont < 0 && iF < _faces.size(); ++iF )
1949     {
1950       // look for a face bounding none of volumes bound by _faces[0]
1951       bool sameVol = false;
1952       int nbVol = _faces[iF]->NbVolumes();
1953       for ( int iV = 0; !sameVol && iV < nbVol; ++iV )
1954         sameVol = ( _faces[iF]->_volumes[iV] == _faces[0]->_volumes[0] ||
1955                     _faces[iF]->_volumes[iV] == _faces[0]->_volumes[1]);
1956       if ( !sameVol )
1957         iFaceCont = iF;
1958     }
1959     if ( iFaceCont > 0 ) // continues faces found, set one by the other
1960     {
1961       if ( iFaceCont != 1 )
1962         std::swap( _faces[1], _faces[iFaceCont] );
1963     }
1964     else if ( _faces.size() > 1 ) // not found, set NULL by the first face
1965     {
1966       _faces.insert( ++_faces.begin(), 0 );
1967     }
1968   }
1969   //================================================================================
1970   /*!
1971    * \brief Return a face continues to the given one
1972    */
1973   //================================================================================
1974
1975   const QFace* QLink::GetContinuesFace( const QFace* face ) const
1976   {
1977     for ( int i = 0; i < _faces.size(); ++i ) {
1978       if ( _faces[i] == face ) {
1979         int iF = i < 2 ? 1-i : 5-i;
1980         return iF < _faces.size() ? _faces[iF] : 0;
1981       }
1982     }
1983     return 0;
1984   }
1985   //================================================================================
1986   /*!
1987    * \brief True if link is on mesh boundary
1988    */
1989   //================================================================================
1990
1991   bool QLink::OnBoundary() const
1992   {
1993     for ( int i = 0; i < _faces.size(); ++i )
1994       if (_faces[i] && _faces[i]->IsBoundary()) return true;
1995     return false;
1996   }
1997   //================================================================================
1998   /*!
1999    * \brief Return normal of link of the chain
2000    */
2001   //================================================================================
2002
2003   gp_Vec TChainLink::Normal() const {
2004     gp_Vec norm;
2005     if (_qfaces[0]) norm  = _qfaces[0]->_normal;
2006     if (_qfaces[1]) norm += _qfaces[1]->_normal;
2007     return norm;
2008   }
2009   //================================================================================
2010   /*!
2011    * \brief Move medium nodes of vertical links of pentahedrons adjacent by side faces
2012    */
2013   //================================================================================
2014
2015   void fixPrism( TChain& allLinks )
2016   {
2017     // separate boundary links from internal ones
2018     typedef set<const QLink*/*, QLink::PtrComparator*/> QLinkSet;
2019     QLinkSet interLinks, bndLinks1, bndLink2;
2020
2021     bool isCurved = false;
2022     for ( TChain::iterator lnk = allLinks.begin(); lnk != allLinks.end(); ++lnk ) {
2023       if ( (*lnk)->OnBoundary() )
2024         bndLinks1.insert( lnk->_qlink );
2025       else
2026         interLinks.insert( lnk->_qlink );
2027       isCurved = isCurved || !(*lnk)->IsStraight();
2028     }
2029     if ( !isCurved )
2030       return; // no need to move
2031
2032     QLinkSet *curBndLinks = &bndLinks1, *newBndLinks = &bndLink2;
2033
2034     while ( !interLinks.empty() && !curBndLinks->empty() )
2035     {
2036       // propagate movement from boundary links to connected internal links
2037       QLinkSet::iterator bnd = curBndLinks->begin(), bndEnd = curBndLinks->end();
2038       for ( ; bnd != bndEnd; ++bnd )
2039       {
2040         const QLink* bndLink = *bnd;
2041         for ( int i = 0; i < bndLink->_faces.size(); ++i ) // loop on faces of bndLink
2042         {
2043           const QFace* face = bndLink->_faces[i]; // quadrange lateral face of a prism
2044           if ( !face ) continue;
2045           // find and move internal link opposite to bndLink within the face
2046           int interInd = ( face->LinkIndex( bndLink ) + 2 ) % face->_sides.size();
2047           const QLink* interLink = face->_sides[ interInd ];
2048           QLinkSet::iterator pInterLink = interLinks.find( interLink );
2049           if ( pInterLink == interLinks.end() ) continue; // not internal link
2050           interLink->Move( bndLink->_nodeMove );
2051           // treated internal links become new boundary ones
2052           interLinks. erase( pInterLink );
2053           newBndLinks->insert( interLink );
2054         }
2055       }
2056       curBndLinks->clear();
2057       std::swap( curBndLinks, newBndLinks );
2058     }
2059   }
2060
2061   //================================================================================
2062   /*!
2063    * \brief Fix links of continues triangles near curved boundary
2064    */
2065   //================================================================================
2066
2067   void fixTriaNearBoundary( TChain & allLinks, SMESH_MesherHelper& /*helper*/)
2068   {
2069     if ( allLinks.empty() ) return;
2070
2071     TLinkSet linkSet( allLinks.begin(), allLinks.end());
2072     TLinkInSet linkIt = linkSet.begin(), linksEnd = linkSet.end();
2073
2074     // move in 2d if we are on geom face
2075 //     TopoDS_Face face;
2076 //     TopLoc_Location loc;
2077 //     SMESH_MesherHelper faceHelper( *helper.GetMesh());
2078 //     while ( linkIt->IsBoundary()) ++linkIt;
2079 //     if ( linkIt == linksEnd ) return;
2080 //     if ( (*linkIt)->MediumPos() == SMDS_TOP_FACE ) {
2081 //       bool checkPos = true;
2082 //       TopoDS_Shape f = helper.GetSubShapeByNode( (*linkIt)->_mediumNode, helper.GetMeshDS() );
2083 //       if ( !f.IsNull() && f.ShapeType() == TopAbs_FACE ) {
2084 //         face = TopoDS::Face( f );
2085 //         helper.GetNodeUV( face, (*linkIt)->_mediumNode, 0, &checkPos);
2086 //         if (checkPos)
2087 //           face.Nullify();
2088 //         else
2089 //           faceHelper.SetSubShape( face );
2090 //       }
2091 //     }
2092     for ( linkIt = linkSet.begin(); linkIt != linksEnd; ++linkIt)
2093     {
2094       if ( linkIt->IsBoundary() && !(*linkIt)->IsStraight() && linkIt->_qfaces[0])
2095       {
2096 //         if ( !face.IsNull() ) {
2097 //           const SMDS_MeshNode* inFaceNode =
2098 //             faceHelper.GetNodeUVneedInFaceNode() ? linkIt->_qfaces[0]->GetNodeInFace() : 0;
2099 //           gp_XY uvm = helper.GetNodeUV( face, (*linkIt)->_mediumNode, inFaceNode );
2100 //           gp_XY uv1 = helper.GetNodeUV( face, (*linkIt)->node1(), inFaceNode);
2101 //           gp_XY uv2 = helper.GetNodeUV( face, (*linkIt)->node2(), inFaceNode);
2102 //           gp_XY uvMove = uvm - helper.GetMiddleUV( BRep_Tool::Surface(face,loc), uv1, uv2);
2103 //           gp_Vec move( uvMove.X(), uvMove.Y(), 0 );
2104 //           linkIt->_qfaces[0]->MoveByBoundary( *linkIt, move, linkSet, &faceHelper );
2105 //         }
2106 //         else {
2107           linkIt->_qfaces[0]->MoveByBoundary( *linkIt, (*linkIt)->_nodeMove, linkSet );
2108           //}
2109       }
2110     }
2111   }
2112
2113   //================================================================================
2114   /*!
2115    * \brief Detect rectangular structure of links and build chains from them
2116    */
2117   //================================================================================
2118
2119   enum TSplitTriaResult {
2120     _OK, _NO_CORNERS, _FEW_ROWS, _MANY_ROWS, _NO_SIDELINK, _BAD_MIDQUAD, _NOT_RECT,
2121     _NO_MIDQUAD, _NO_UPTRIA, _BAD_SET_SIZE, _BAD_CORNER, _BAD_START, _NO_BOTLINK };
2122
2123   TSplitTriaResult splitTrianglesIntoChains( TChain &            allLinks,
2124                                              vector< TChain> &   resultChains,
2125                                              SMDS_TypeOfPosition pos )
2126   {
2127     // put links in the set and evalute number of result chains by number of boundary links
2128     TLinkSet linkSet;
2129     int nbBndLinks = 0;
2130     for ( TChain::iterator lnk = allLinks.begin(); lnk != allLinks.end(); ++lnk ) {
2131       linkSet.insert( *lnk );
2132       nbBndLinks += lnk->IsBoundary();
2133     }
2134     resultChains.clear();
2135     resultChains.reserve( nbBndLinks / 2 );
2136
2137     TLinkInSet linkIt, linksEnd = linkSet.end();
2138
2139     // find a boundary link with corner node; corner node has position pos-2
2140     // i.e. SMDS_TOP_VERTEX for links on faces and SMDS_TOP_EDGE for
2141     // links in volume
2142     SMDS_TypeOfPosition cornerPos = SMDS_TypeOfPosition(pos-2);
2143     const SMDS_MeshNode* corner = 0;
2144     for ( linkIt = linkSet.begin(); linkIt != linksEnd; ++linkIt )
2145       if ( linkIt->IsBoundary() && (corner = (*linkIt)->EndPosNode(cornerPos)))
2146         break;
2147     if ( !corner)
2148       return _NO_CORNERS;
2149
2150     TLinkInSet           startLink = linkIt;
2151     const SMDS_MeshNode* startCorner = corner;
2152     vector< TChain* >    rowChains;
2153     int iCol = 0;
2154
2155     while ( startLink != linksEnd) // loop on columns
2156     {
2157       // We suppose we have a rectangular structure like shown here. We have found a
2158       //               corner of the rectangle (startCorner) and a boundary link sharing
2159       //    |/  |/  |  the startCorner (startLink). We are going to loop on rows of the
2160       //  --o---o---o  structure making several chains at once. One chain (columnChain)
2161       //    |\  |  /|  starts at startLink and continues upward (we look at the structure
2162       //  \ | \ | / |  from such point that startLink is on the bottom of the structure).
2163       //   \|  \|/  |  While going upward we also fill horizontal chains (rowChains) we
2164       //  --o---o---o  encounter.
2165       //   /|\  |\  |
2166       //  / | \ | \ |  startCorner
2167       //    |  \|  \|,'
2168       //  --o---o---o
2169       //          `.startLink
2170
2171       if ( resultChains.size() == nbBndLinks / 2 )
2172         return _NOT_RECT;
2173       resultChains.push_back( TChain() );
2174       TChain& columnChain = resultChains.back();
2175
2176       TLinkInSet botLink = startLink; // current horizontal link to go up from
2177       corner = startCorner; // current corner the botLink ends at
2178       int iRow = 0;
2179       while ( botLink != linksEnd ) // loop on rows
2180       {
2181         // add botLink to the columnChain
2182         columnChain.push_back( *botLink );
2183
2184         const QFace* botTria = botLink->_qfaces[0]; // bottom triangle bound by botLink
2185         if ( !botTria )
2186         { // the column ends
2187           linkSet.erase( botLink );
2188           if ( iRow != rowChains.size() )
2189             return _FEW_ROWS; // different nb of rows in columns
2190           break;
2191         }
2192         // find the link dividing the quadrangle (midQuadLink) and vertical boundary
2193         // link ending at <corner> (sideLink); there are two cases:
2194         // 1) midQuadLink does not end at <corner>, then we easily find it by botTria,
2195         //   since midQuadLink is not at boundary while sideLink is.
2196         // 2) midQuadLink ends at <corner>
2197         bool isCase2;
2198         TLinkInSet midQuadLink = linksEnd;
2199         TLinkInSet sideLink = botTria->GetBoundaryLink( linkSet, *botLink, &midQuadLink,
2200                                                         corner, &isCase2 );
2201         if ( isCase2 ) { // find midQuadLink among links of botTria
2202           midQuadLink = botTria->GetLinkByNode( linkSet, *botLink, corner );
2203           if ( midQuadLink->IsBoundary() )
2204             return _BAD_MIDQUAD;
2205         }
2206         if ( sideLink == linksEnd || midQuadLink == linksEnd || sideLink == midQuadLink )
2207           return sideLink == linksEnd ? _NO_SIDELINK : _NO_MIDQUAD;
2208
2209         // fill chains
2210         columnChain.push_back( *midQuadLink );
2211         if ( iRow >= rowChains.size() ) {
2212           if ( iCol > 0 )
2213             return _MANY_ROWS; // different nb of rows in columns
2214           if ( resultChains.size() == nbBndLinks / 2 )
2215             return _NOT_RECT;
2216           resultChains.push_back( TChain() );
2217           rowChains.push_back( & resultChains.back() );
2218         }
2219         rowChains[iRow]->push_back( *sideLink );
2220         rowChains[iRow]->push_back( *midQuadLink );
2221
2222         const QFace* upTria = midQuadLink->NextFace( botTria ); // upper tria of the rectangle
2223         if ( !upTria)
2224           return _NO_UPTRIA;
2225         if ( iRow == 0 ) {
2226           // prepare startCorner and startLink for the next column
2227           startCorner = startLink->NextNode( startCorner );
2228           if (isCase2)
2229             startLink = botTria->GetBoundaryLink( linkSet, *botLink, 0, startCorner );
2230           else
2231             startLink = upTria->GetBoundaryLink( linkSet, *midQuadLink, 0, startCorner );
2232           // check if no more columns remains
2233           if ( startLink != linksEnd ) {
2234             const SMDS_MeshNode* botNode = startLink->NextNode( startCorner );
2235             if ( (isCase2 ? botTria : upTria)->Contains( botNode ))
2236               startLink = linksEnd; // startLink bounds upTria or botTria
2237             else if ( startLink == botLink || startLink == midQuadLink || startLink == sideLink )
2238               return _BAD_START;
2239           }
2240         }
2241         // find bottom link and corner for the next row
2242         corner = sideLink->NextNode( corner );
2243         // next bottom link ends at the new corner
2244         linkSet.erase( botLink );
2245         botLink = upTria->GetLinkByNode( linkSet, (isCase2 ? *sideLink : *midQuadLink), corner );
2246         if ( botLink == linksEnd || botLink == (isCase2 ? midQuadLink : sideLink))
2247           return _NO_BOTLINK;
2248         linkSet.erase( midQuadLink );
2249         linkSet.erase( sideLink );
2250
2251         // make faces neighboring the found ones be boundary
2252         if ( startLink != linksEnd ) {
2253           const QFace* tria = isCase2 ? botTria : upTria;
2254           for ( int iL = 0; iL < 3; ++iL ) {
2255             linkIt = linkSet.find( tria->_sides[iL] );
2256             if ( linkIt != linksEnd )
2257               linkIt->RemoveFace( tria );
2258           }
2259         }
2260         if ( botLink->_qfaces[0] == upTria || botLink->_qfaces[1] == upTria )
2261           botLink->RemoveFace( upTria ); // make next botTria first in vector
2262
2263         iRow++;
2264       } // loop on rows
2265
2266       iCol++;
2267     }
2268     // In the linkSet, there must remain the last links of rowChains; add them
2269     if ( linkSet.size() != rowChains.size() )
2270       return _BAD_SET_SIZE;
2271     for ( int iRow = 0; iRow < rowChains.size(); ++iRow ) {
2272       // find the link (startLink) ending at startCorner
2273       corner = 0;
2274       for ( startLink = linkSet.begin(); startLink != linksEnd; ++startLink ) {
2275         if ( (*startLink)->node1() == startCorner ) {
2276           corner = (*startLink)->node2(); break;
2277         }
2278         else if ( (*startLink)->node2() == startCorner) {
2279           corner = (*startLink)->node1(); break;
2280         }
2281       }
2282       if ( startLink == linksEnd )
2283         return _BAD_CORNER;
2284       rowChains[ iRow ]->push_back( *startLink );
2285       linkSet.erase( startLink );
2286       startCorner = corner;
2287     }
2288
2289     return _OK;
2290   }
2291 }
2292
2293 //=======================================================================
2294 /*!
2295  * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
2296  * \param volumeOnly - to fix nodes on faces or not, if the shape is solid
2297  *
2298  * Issue 0020307: EDF 992 SMESH : Linea/Quadratic with Medium Node on Geometry
2299  */
2300 //=======================================================================
2301
2302 void SMESH_MesherHelper::FixQuadraticElements(bool volumeOnly)
2303 {
2304   // apply algorithm to solids or geom faces
2305   // ----------------------------------------------
2306   if ( myShape.IsNull() ) {
2307     if ( !myMesh->HasShapeToMesh() ) return;
2308     SetSubShape( myMesh->GetShapeToMesh() );
2309
2310     TopTools_MapOfShape faces; // faces not in solid or in not meshed solid
2311     for ( TopExp_Explorer f(myShape,TopAbs_FACE,TopAbs_SOLID); f.More(); f.Next() ) {
2312       faces.Add( f.Current() );
2313     }
2314     for ( TopExp_Explorer s(myShape,TopAbs_SOLID); s.More(); s.Next() ) {
2315       if ( myMesh->GetSubMesh( s.Current() )->IsEmpty() ) { // get faces of solid
2316         for ( TopExp_Explorer f( s.Current(), TopAbs_FACE); f.More(); f.Next() )
2317           faces.Add( f.Current() );
2318       }
2319       else { // fix nodes in the solid and its faces
2320         SMESH_MesherHelper h(*myMesh);
2321         h.SetSubShape( s.Current() );
2322         h.FixQuadraticElements(false);
2323       }
2324     }
2325     // fix nodes on geom faces
2326     for ( TopTools_MapIteratorOfMapOfShape fIt( faces ); fIt.More(); fIt.Next() ) {
2327       SMESH_MesherHelper h(*myMesh);
2328       h.SetSubShape( fIt.Key() );
2329       h.FixQuadraticElements(true);
2330     }
2331     return;
2332   }
2333
2334   // Find out type of elements and get iterator on them
2335   // ---------------------------------------------------
2336
2337   SMDS_ElemIteratorPtr elemIt;
2338   SMDSAbs_ElementType elemType = SMDSAbs_All;
2339
2340   SMESH_subMesh* submesh = myMesh->GetSubMeshContaining( myShapeID );
2341   if ( !submesh )
2342     return;
2343   if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = submesh->GetSubMeshDS() ) {
2344     elemIt = smDS->GetElements();
2345     if ( elemIt->more() ) {
2346       elemType = elemIt->next()->GetType();
2347       elemIt = smDS->GetElements();
2348     }
2349   }
2350   if ( !elemIt || !elemIt->more() || elemType < SMDSAbs_Face )
2351     return;
2352
2353   // Fill in auxiliary data structures
2354   // ----------------------------------
2355
2356   set< QLink > links;
2357   set< QFace > faces;
2358   set< QLink >::iterator pLink;
2359   set< QFace >::iterator pFace;
2360
2361   bool isCurved = false;
2362   bool hasRectFaces = false;
2363   set<int> nbElemNodeSet;
2364
2365   if ( elemType == SMDSAbs_Volume )
2366   {
2367     SMDS_VolumeTool volTool;
2368     while ( elemIt->more() ) // loop on volumes
2369     {
2370       const SMDS_MeshElement* vol = elemIt->next();
2371       if ( !vol->IsQuadratic() || !volTool.Set( vol ))
2372         return; //continue;
2373       for ( int iF = 0; iF < volTool.NbFaces(); ++iF ) // loop on faces of volume
2374       {
2375         int nbN = volTool.NbFaceNodes( iF );
2376         nbElemNodeSet.insert( nbN );
2377         const SMDS_MeshNode** faceNodes = volTool.GetFaceNodes( iF );
2378         vector< const QLink* > faceLinks( nbN/2 );
2379         for ( int iN = 0; iN < nbN; iN += 2 ) // loop on links of a face
2380         {
2381           // store QLink
2382           QLink link( faceNodes[iN], faceNodes[iN+2], faceNodes[iN+1] );
2383           pLink = links.insert( link ).first;
2384           faceLinks[ iN/2 ] = & *pLink;
2385           if ( !isCurved )
2386             isCurved = !link.IsStraight();
2387           if ( link.MediumPos() == SMDS_TOP_3DSPACE && !link.IsStraight() )
2388             return; // already fixed
2389         }
2390         // store QFace
2391         pFace = faces.insert( QFace( faceLinks )).first;
2392         if ( pFace->NbVolumes() == 0 )
2393           pFace->AddSelfToLinks();
2394         pFace->SetVolume( vol );
2395         hasRectFaces = hasRectFaces ||
2396           ( volTool.GetVolumeType() == SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA ||
2397             volTool.GetVolumeType() == SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA );
2398 #ifdef _DEBUG_
2399         if ( nbN == 6 )
2400           pFace->_face = GetMeshDS()->FindFace(faceNodes[0],faceNodes[2],faceNodes[4]);
2401         else
2402           pFace->_face = GetMeshDS()->FindFace(faceNodes[0],faceNodes[2],
2403                                                faceNodes[4],faceNodes[6] );
2404 #endif
2405       }
2406     }
2407     set< QLink >::iterator pLink = links.begin();
2408     for ( ; pLink != links.end(); ++pLink )
2409       pLink->SetContinuesFaces();
2410   }
2411   else
2412   {
2413     while ( elemIt->more() ) // loop on faces
2414     {
2415       const SMDS_MeshElement* face = elemIt->next();
2416       if ( !face->IsQuadratic() )
2417         continue;
2418       nbElemNodeSet.insert( face->NbNodes() );
2419       int nbN = face->NbNodes()/2;
2420       vector< const QLink* > faceLinks( nbN );
2421       for ( int iN = 0; iN < nbN; ++iN ) // loop on links of a face
2422       {
2423         // store QLink
2424         QLink link( face->GetNode(iN), face->GetNode((iN+1)%nbN), face->GetNode(iN+nbN) );
2425         pLink = links.insert( link ).first;
2426         faceLinks[ iN ] = & *pLink;
2427         if ( !isCurved )
2428           isCurved = !link.IsStraight();
2429       }
2430       // store QFace
2431       pFace = faces.insert( QFace( faceLinks )).first;
2432       pFace->AddSelfToLinks();
2433       hasRectFaces = ( hasRectFaces || nbN == 4 );
2434     }
2435   }
2436   if ( !isCurved )
2437     return; // no curved edges of faces
2438
2439   // Compute displacement of medium nodes
2440   // -------------------------------------
2441
2442   // two loops on faces: the first is to treat boundary links, the second is for internal ones
2443   TopLoc_Location loc;
2444   // not treat boundary of volumic submesh
2445   int isInside = ( elemType == SMDSAbs_Volume && volumeOnly ) ? 1 : 0;
2446   for ( ; isInside < 2; ++isInside ) {
2447     MSG( "--------------- LOOP " << isInside << " ------------------");
2448     SMDS_TypeOfPosition pos = isInside ? SMDS_TOP_3DSPACE : SMDS_TOP_FACE;
2449
2450     for ( pFace = faces.begin(); pFace != faces.end(); ++pFace ) {
2451       if ( bool(isInside) == pFace->IsBoundary() )
2452         continue;
2453       for ( int dir = 0; dir < 2; ++dir ) // 2 directions of propagation from quadrangle
2454       {
2455         MSG( "CHAIN");
2456         // make chain of links connected via continues faces
2457         int error = ERR_OK;
2458         TChain rawChain;
2459         if ( !pFace->GetLinkChain( dir, rawChain, pos, error) && error ==ERR_UNKNOWN ) continue;
2460         rawChain.reverse();
2461         if ( !pFace->GetLinkChain( dir+2, rawChain, pos, error ) && error ==ERR_UNKNOWN ) continue;
2462
2463         vector< TChain > chains;
2464         if ( error == ERR_OK ) { // chains contains continues rectangles
2465           chains.resize(1);
2466           chains[0].splice( chains[0].begin(), rawChain );
2467         }
2468         else if ( error == ERR_TRI ) {  // chains contains continues triangles
2469           TSplitTriaResult res = splitTrianglesIntoChains( rawChain, chains, pos );
2470           if ( res != _OK ) { // not rectangles split into triangles
2471             fixTriaNearBoundary( rawChain, *this );
2472             break;
2473           }
2474         }
2475         else if ( error == ERR_PRISM ) { // side faces of prisms
2476           fixPrism( rawChain );
2477           break;
2478         }
2479         else {
2480           continue;
2481         }
2482         for ( int iC = 0; iC < chains.size(); ++iC )
2483         {
2484           TChain& chain = chains[iC];
2485           if ( chain.empty() ) continue;
2486           if ( chain.front()->IsStraight() && chain.back()->IsStraight() ) {
2487             MSG("3D straight");
2488             continue;
2489           }
2490           // mesure chain length and compute link position along the chain
2491           double chainLen = 0;
2492           vector< double > linkPos;
2493           MSGBEG( "Link medium nodes: ");
2494           TChain::iterator link0 = chain.begin(), link1 = chain.begin(), link2;
2495           for ( ++link1; link1 != chain.end(); ++link1, ++link0 ) {
2496             MSGBEG( (*link0)->_mediumNode->GetID() << "-" <<(*link1)->_mediumNode->GetID()<<" ");
2497             double len = ((*link0)->MiddlePnt() - (*link1)->MiddlePnt()).Modulus();
2498             while ( len < numeric_limits<double>::min() ) { // remove degenerated link
2499               link1 = chain.erase( link1 );
2500               if ( link1 == chain.end() )
2501                 break;
2502               len = ((*link0)->MiddlePnt() - (*link1)->MiddlePnt()).Modulus();
2503             }
2504             chainLen += len;
2505             linkPos.push_back( chainLen );
2506           }
2507           MSG("");
2508           if ( linkPos.size() < 2 )
2509             continue;
2510
2511           gp_Vec move0 = chain.front()->_nodeMove;
2512           gp_Vec move1 = chain.back ()->_nodeMove;
2513
2514           TopoDS_Face face;
2515           bool checkUV = true;
2516           if ( !isInside ) {
2517             // compute node displacement of end links in parametric space of face
2518             const SMDS_MeshNode* nodeOnFace = (*(++chain.begin()))->_mediumNode;
2519             TopoDS_Shape f = GetSubShapeByNode( nodeOnFace, GetMeshDS() );
2520             if ( !f.IsNull() && f.ShapeType() == TopAbs_FACE ) {
2521               face = TopoDS::Face( f );
2522               for ( int is1 = 0; is1 < 2; ++is1 ) { // move0 or move1
2523                 TChainLink& link = is1 ? chain.back() : chain.front();
2524                 gp_XY uv1 = GetNodeUV( face, link->node1(), nodeOnFace, &checkUV);
2525                 gp_XY uv2 = GetNodeUV( face, link->node2(), nodeOnFace, &checkUV);
2526                 gp_XY uvm = GetNodeUV( face, link->_mediumNode, nodeOnFace, &checkUV);
2527                 gp_XY uvMove = uvm - GetMiddleUV( BRep_Tool::Surface(face,loc), uv1, uv2);
2528                 if ( is1 ) move1.SetCoord( uvMove.X(), uvMove.Y(), 0 );
2529                 else       move0.SetCoord( uvMove.X(), uvMove.Y(), 0 );
2530               }
2531               if ( move0.SquareMagnitude() < straightTol2 &&
2532                    move1.SquareMagnitude() < straightTol2 ) {
2533                 MSG("2D straight");
2534                 continue; // straight - no need to move nodes of internal links
2535               }
2536             }
2537           }
2538           gp_Trsf trsf;
2539           if ( isInside || face.IsNull() )
2540           {
2541             // compute node displacement of end links in their local coord systems
2542             {
2543               TChainLink& ln0 = chain.front(), ln1 = *(++chain.begin());
2544               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), ln0.Normal(),
2545                                               gp_Vec( ln0->MiddlePnt(), ln1->MiddlePnt() )));
2546               move0.Transform(trsf);
2547             }
2548             {
2549               TChainLink& ln0 = *(++chain.rbegin()), ln1 = chain.back();
2550               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), ln1.Normal(),
2551                                               gp_Vec( ln0->MiddlePnt(), ln1->MiddlePnt() )));
2552               move1.Transform(trsf);
2553             }
2554           }
2555           // compute displacement of medium nodes
2556           link2 = chain.begin();
2557           link0 = link2++;
2558           link1 = link2++;
2559           for ( int i = 0; link2 != chain.end(); ++link0, ++link1, ++link2, ++i )
2560           {
2561             double r = linkPos[i] / chainLen;
2562             // displacement in local coord system
2563             gp_Vec move = (1. - r) * move0 + r * move1;
2564             if ( isInside || face.IsNull()) {
2565               // transform to global
2566               gp_Vec x01( (*link0)->MiddlePnt(), (*link1)->MiddlePnt() );
2567               gp_Vec x12( (*link1)->MiddlePnt(), (*link2)->MiddlePnt() );
2568               gp_Vec x = x01.Normalized() + x12.Normalized();
2569               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), link1->Normal(), x), gp_Ax3() );
2570               move.Transform(trsf);
2571             }
2572             else {
2573               // compute 3D displacement by 2D one
2574               gp_XY oldUV   = GetNodeUV( face, (*link1)->_mediumNode, 0, &checkUV);
2575               gp_XY newUV   = oldUV + gp_XY( move.X(), move.Y() );
2576               gp_Pnt newPnt = BRep_Tool::Surface(face,loc)->Value( newUV.X(), newUV.Y());
2577               move = gp_Vec( XYZ((*link1)->_mediumNode), newPnt.Transformed(loc) );
2578 #ifdef _DEBUG_
2579               if ( (XYZ((*link1)->node1()) - XYZ((*link1)->node2())).SquareModulus() <
2580                    move.SquareMagnitude())
2581               {
2582                 gp_XY uv0 = GetNodeUV( face, (*link0)->_mediumNode, 0, &checkUV);
2583                 gp_XY uv2 = GetNodeUV( face, (*link2)->_mediumNode, 0, &checkUV);
2584                 MSG( "uv0: "<<uv0.X()<<", "<<uv0.Y()<<" \t" <<
2585                      "uv2: "<<uv2.X()<<", "<<uv2.Y()<<" \t" <<
2586                      "uvOld: "<<oldUV.X()<<", "<<oldUV.Y()<<" \t" <<
2587                      "newUV: "<<newUV.X()<<", "<<newUV.Y()<<" \t");
2588               }
2589 #endif
2590             }
2591             (*link1)->Move( move );
2592             MSG( "Move " << (*link1)->_mediumNode->GetID() << " following "
2593                  << chain.front()->_mediumNode->GetID() <<"-"
2594                  << chain.back ()->_mediumNode->GetID() <<
2595                  " by " << move.Magnitude());
2596           }
2597         } // loop on chains of links
2598       } // loop on 2 directions of propagation from quadrangle
2599     } // loop on faces
2600   }
2601
2602   // Move nodes
2603   // -----------
2604
2605   for ( pLink = links.begin(); pLink != links.end(); ++pLink ) {
2606     if ( pLink->IsMoved() ) {
2607       //gp_Pnt p = pLink->MediumPnt() + pLink->Move();
2608       gp_Pnt p = pLink->MiddlePnt() + pLink->Move();
2609       GetMeshDS()->MoveNode( pLink->_mediumNode, p.X(), p.Y(), p.Z());
2610     }
2611   }
2612 }