src/SMESH/SMESH_MesherHelper.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2010  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
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  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
  23 // File:      SMESH_MesherHelper.cxx
  24 // Created:   15.02.06 15:22:41
  25 // Author:    Sergey KUUL
  26 //
  27 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  28
  29 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  30 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  31 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  32 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  33 #include "SMESH_ProxyMesh.hxx"
  34
  35 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  36 #include <BRepTools.hxx>
  37 #include <BRepTools_WireExplorer.hxx>
  38 #include <BRep_Tool.hxx>
  39 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  40 #include <GeomAPI_ProjectPointOnCurve.hxx>
  41 #include <GeomAPI_ProjectPointOnSurf.hxx>
  42 #include <Geom_Curve.hxx>
  43 #include <Geom_Surface.hxx>
  44 #include <ShapeAnalysis.hxx>
  45 #include <TopExp.hxx>
  46 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  47 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_MapIteratorOfMapOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  50 #include <TopoDS.hxx>
  51 #include <gp_Ax3.hxx>
  52 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  53 #include <gp_Trsf.hxx>
  54
  55 #include <Standard_Failure.hxx>
  56 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  57
  58 #include <utilities.h>
  59
  60 #include <limits>
  61
  62 using namespace std;
  63
  64 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  65
  66 namespace {
  67
  68   gp_XYZ XYZ(const SMDS_MeshNode* n) { return gp_XYZ(n->X(), n->Y(), n->Z()); }
  69
  70   enum { U_periodic = 1, V_periodic = 2 };
  71 }
  72
  73 //================================================================================
  74 /*!
  75  * \brief Constructor
  76  */
  77 //================================================================================
  78
  79 SMESH_MesherHelper::SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh)
  80   : myParIndex(0), myMesh(&theMesh), myShapeID(0), myCreateQuadratic(false)
  81 {
  82   myPar1[0] = myPar2[0] = myPar1[1] = myPar2[1] = 0;
  83   mySetElemOnShape = ( ! myMesh->HasShapeToMesh() );
  84 }
  85
  86 //=======================================================================
  87 //function : ~SMESH_MesherHelper
  88 //purpose  :
  89 //=======================================================================
  90
  91 SMESH_MesherHelper::~SMESH_MesherHelper()
  92 {
  93   {
  94     TID2ProjectorOnSurf::iterator i_proj = myFace2Projector.begin();
  95     for ( ; i_proj != myFace2Projector.end(); ++i_proj )
  96       delete i_proj->second;
  97   }
  98   {
  99     TID2ProjectorOnCurve::iterator i_proj = myEdge2Projector.begin();
 100     for ( ; i_proj != myEdge2Projector.end(); ++i_proj )
 101       delete i_proj->second;
 102   }
 103 }
 104
 105 //=======================================================================
 106 //function : IsQuadraticSubMesh
 107 //purpose  : Check submesh for given shape: if all elements on this shape
 108 //           are quadratic, quadratic elements will be created.
 109 //           Also fill myTLinkNodeMap
 110 //=======================================================================
 111
 112 bool SMESH_MesherHelper::IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& aSh)
 113 {
 114   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
 115   // we can create quadratic elements only if all elements
 116   // created on subshapes of given shape are quadratic
 117   // also we have to fill myTLinkNodeMap
 118   myCreateQuadratic = true;
 119   mySeamShapeIds.clear();
 120   myDegenShapeIds.clear();
 121   TopAbs_ShapeEnum subType( aSh.ShapeType()==TopAbs_FACE ? TopAbs_EDGE : TopAbs_FACE );
 122   SMDSAbs_ElementType elemType( subType==TopAbs_FACE ? SMDSAbs_Face : SMDSAbs_Edge );
 123
 124   int nbOldLinks = myTLinkNodeMap.size();
 125
 126   if ( !myMesh->HasShapeToMesh() )
 127   {
 128     if (( myCreateQuadratic = myMesh->NbFaces( ORDER_QUADRATIC )))
 129     {
 130       SMDS_FaceIteratorPtr fIt = meshDS->facesIterator();
 131       while ( fIt->more() )
 132         AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 133     }
 134   }
 135   else
 136   {
 137     TopExp_Explorer exp( aSh, subType );
 138     TopTools_MapOfShape checkedSubShapes;
 139     for (; exp.More() && myCreateQuadratic; exp.Next()) {
 140       if ( !checkedSubShapes.Add( exp.Current() ))
 141         continue; // needed if aSh is compound of solids
 142       if ( SMESHDS_SubMesh * subMesh = meshDS->MeshElements( exp.Current() )) {
 143         if ( SMDS_ElemIteratorPtr it = subMesh->GetElements() ) {
 144           while(it->more()) {
 145             const SMDS_MeshElement* e = it->next();
 146             if ( e->GetType() != elemType || !e->IsQuadratic() ) {
 147               myCreateQuadratic = false;
 148               break;
 149             }
 150             else {
 151               // fill TLinkNodeMap
 152               switch ( e->NbNodes() ) {
 153               case 3:
 154                 AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(2)); break;
 155               case 6:
 156                 AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(3));
 157                 AddTLinkNode(e->GetNode(1),e->GetNode(2),e->GetNode(4));
 158                 AddTLinkNode(e->GetNode(2),e->GetNode(0),e->GetNode(5)); break;
 159               case 8:
 160                 AddTLinkNode(e->GetNode(0),e->GetNode(1),e->GetNode(4));
 161                 AddTLinkNode(e->GetNode(1),e->GetNode(2),e->GetNode(5));
 162                 AddTLinkNode(e->GetNode(2),e->GetNode(3),e->GetNode(6));
 163                 AddTLinkNode(e->GetNode(3),e->GetNode(0),e->GetNode(7));
 164                 break;
 165               default:
 166                 myCreateQuadratic = false;
 167                 break;
 168               }
 169             }
 170           }
 171         }
 172       }
 173     }
 174   }
 175
 176   if ( nbOldLinks == myTLinkNodeMap.size() )
 177     myCreateQuadratic = false;
 178
 179   if(!myCreateQuadratic) {
 180     myTLinkNodeMap.clear();
 181   }
 182   SetSubShape( aSh );
 183
 184   return myCreateQuadratic;
 185 }
 186
 187 //=======================================================================
 188 //function : SetSubShape
 189 //purpose  : Set geomerty to make elements on
 190 //=======================================================================
 191
 192 void SMESH_MesherHelper::SetSubShape(const int aShID)
 193 {
 194   if ( aShID == myShapeID )
 195     return;
 196   if ( aShID > 1 )
 197     SetSubShape( GetMeshDS()->IndexToShape( aShID ));
 198   else
 199     SetSubShape( TopoDS_Shape() );
 200 }
 201
 202 //=======================================================================
 203 //function : SetSubShape
 204 //purpose  : Set geomerty to create elements on
 205 //=======================================================================
 206
 207 void SMESH_MesherHelper::SetSubShape(const TopoDS_Shape& aSh)
 208 {
 209   if ( myShape.IsSame( aSh ))
 210     return;
 211
 212   myShape = aSh;
 213   mySeamShapeIds.clear();
 214   myDegenShapeIds.clear();
 215
 216   if ( myShape.IsNull() ) {
 217     myShapeID  = 0;
 218     return;
 219   }
 220   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
 221   myShapeID = meshDS->ShapeToIndex(aSh);
 222   myParIndex = 0;
 223
 224   // treatment of periodic faces
 225   for ( TopExp_Explorer eF( aSh, TopAbs_FACE ); eF.More(); eF.Next() )
 226   {
 227     const TopoDS_Face& face = TopoDS::Face( eF.Current() );
 228     BRepAdaptor_Surface surface( face );
 229     if ( surface.IsUPeriodic() || surface.IsVPeriodic() )
 230     {
 231       for (TopExp_Explorer exp( face, TopAbs_EDGE ); exp.More(); exp.Next())
 232       {
 233         // look for a seam edge
 234         const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( exp.Current() );
 235         if ( BRep_Tool::IsClosed( edge, face )) {
 236           // initialize myPar1, myPar2 and myParIndex
 237           gp_Pnt2d uv1, uv2;
 238           BRep_Tool::UVPoints( edge, face, uv1, uv2 );
 239           if ( Abs( uv1.Coord(1) - uv2.Coord(1) ) < Abs( uv1.Coord(2) - uv2.Coord(2) ))
 240           {
 241             myParIndex |= U_periodic;
 242             myPar1[0] = surface.FirstUParameter();
 243             myPar2[0] = surface.LastUParameter();
 244           }
 245           else {
 246             myParIndex |= V_periodic;
 247             myPar1[1] = surface.FirstVParameter();
 248             myPar2[1] = surface.LastVParameter();
 249           }
 250           // store seam shape indices, negative if shape encounters twice
 251           int edgeID = meshDS->ShapeToIndex( edge );
 252           mySeamShapeIds.insert( IsSeamShape( edgeID ) ? -edgeID : edgeID );
 253           for ( TopExp_Explorer v( edge, TopAbs_VERTEX ); v.More(); v.Next() ) {
 254             int vertexID = meshDS->ShapeToIndex( v.Current() );
 255             mySeamShapeIds.insert( IsSeamShape( vertexID ) ? -vertexID : vertexID );
 256           }
 257         }
 258
 259         // look for a degenerated edge
 260         if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) {
 261           myDegenShapeIds.insert( meshDS->ShapeToIndex( edge ));
 262           for ( TopExp_Explorer v( edge, TopAbs_VERTEX ); v.More(); v.Next() )
 263             myDegenShapeIds.insert( meshDS->ShapeToIndex( v.Current() ));
 264         }
 265       }
 266     }
 267   }
 268 }
 269
 270 //=======================================================================
 271 //function : GetNodeUVneedInFaceNode
 272 //purpose  : Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 273 //           Return true if the face is periodic.
 274 //           If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 275 //           * SetSubShape()
 276 //=======================================================================
 277
 278 bool SMESH_MesherHelper::GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F) const
 279 {
 280   if ( F.IsNull() ) return !mySeamShapeIds.empty();
 281
 282   if ( !F.IsNull() && !myShape.IsNull() && myShape.IsSame( F ))
 283     return !mySeamShapeIds.empty();
 284
 285   TopLoc_Location loc;
 286   Handle(Geom_Surface) aSurface = BRep_Tool::Surface( F,loc );
 287   if ( !aSurface.IsNull() )
 288     return ( aSurface->IsUPeriodic() || aSurface->IsVPeriodic() );
 289
 290   return false;
 291 }
 292
 293 //=======================================================================
 294 //function : IsMedium
 295 //purpose  :
 296 //=======================================================================
 297
 298 bool SMESH_MesherHelper::IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 299                                   const SMDSAbs_ElementType typeToCheck)
 300 {
 301   return SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, typeToCheck );
 302 }
 303
 304 //=======================================================================
 305 //function : GetSubShapeByNode
 306 //purpose  : Return support shape of a node
 307 //=======================================================================
 308
 309 TopoDS_Shape SMESH_MesherHelper::GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 310                                                    const SMESHDS_Mesh*  meshDS)
 311 {
 312   int shapeID = node->getshapeId();
 313   if ( 0 < shapeID && shapeID <= meshDS->MaxShapeIndex() )
 314     return meshDS->IndexToShape( shapeID );
 315   else
 316     return TopoDS_Shape();
 317 }
 318
 319
 320 //=======================================================================
 321 //function : AddTLinkNode
 322 //purpose  : add a link in my data structure
 323 //=======================================================================
 324
 325 void SMESH_MesherHelper::AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 326                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 327                                       const SMDS_MeshNode* n12)
 328 {
 329   // add new record to map
 330   SMESH_TLink link( n1, n2 );
 331   myTLinkNodeMap.insert( make_pair(link,n12));
 332 }
 333
 334 //================================================================================
 335 /*!
 336  * \brief Add quadratic links of edge to own data structure
 337  */
 338 //================================================================================
 339
 340 void SMESH_MesherHelper::AddTLinks(const SMDS_MeshEdge* edge)
 341 {
 342   if ( edge->IsQuadratic() )
 343     AddTLinkNode(edge->GetNode(0), edge->GetNode(1), edge->GetNode(2));
 344 }
 345
 346 //================================================================================
 347 /*!
 348  * \brief Add quadratic links of face to own data structure
 349  */
 350 //================================================================================
 351
 352 void SMESH_MesherHelper::AddTLinks(const SMDS_MeshFace* f)
 353 {
 354   if ( !f->IsPoly() )
 355     switch ( f->NbNodes() ) {
 356     case 6:
 357       AddTLinkNode(f->GetNode(0),f->GetNode(1),f->GetNode(3));
 358       AddTLinkNode(f->GetNode(1),f->GetNode(2),f->GetNode(4));
 359       AddTLinkNode(f->GetNode(2),f->GetNode(0),f->GetNode(5)); break;
 360     case 8:
 361       AddTLinkNode(f->GetNode(0),f->GetNode(1),f->GetNode(4));
 362       AddTLinkNode(f->GetNode(1),f->GetNode(2),f->GetNode(5));
 363       AddTLinkNode(f->GetNode(2),f->GetNode(3),f->GetNode(6));
 364       AddTLinkNode(f->GetNode(3),f->GetNode(0),f->GetNode(7));
 365     default:;
 366     }
 367 }
 368
 369 //================================================================================
 370 /*!
 371  * \brief Add quadratic links of volume to own data structure
 372  */
 373 //================================================================================
 374
 375 void SMESH_MesherHelper::AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* volume)
 376 {
 377   if ( volume->IsQuadratic() )
 378   {
 379     SMDS_VolumeTool vTool( volume );
 380     const SMDS_MeshNode** nodes = vTool.GetNodes();
 381     set<int> addedLinks;
 382     for ( int iF = 1; iF < vTool.NbFaces(); ++iF )
 383     {
 384       const int nbN = vTool.NbFaceNodes( iF );
 385       const int* iNodes = vTool.GetFaceNodesIndices( iF );
 386       for ( int i = 0; i < nbN; )
 387       {
 388         int iN1  = iNodes[i++];
 389         int iN12 = iNodes[i++];
 390         int iN2  = iNodes[i++];
 391         if ( iN1 > iN2 ) std::swap( iN1, iN2 );
 392         int linkID = iN1 * vTool.NbNodes() + iN2;
 393         pair< set<int>::iterator, bool > it_isNew = addedLinks.insert( linkID );
 394         if ( it_isNew.second )
 395           AddTLinkNode( nodes[iN1], nodes[iN2], nodes[iN12] );
 396         else
 397           addedLinks.erase( it_isNew.first ); // each link encounters only twice
 398       }
 399     }
 400   }
 401 }
 402
 403 //================================================================================
 404 /*!
 405  * \brief Return true if position of nodes on the shape hasn't yet been checked or
 406  * the positions proved to be invalid
 407  */
 408 //================================================================================
 409
 410 bool SMESH_MesherHelper::toCheckPosOnShape(int shapeID ) const
 411 {
 412   map< int,bool >::const_iterator id_ok = myNodePosShapesValidity.find( shapeID );
 413   return ( id_ok == myNodePosShapesValidity.end() || !id_ok->second );
 414 }
 415
 416 //================================================================================
 417 /*!
 418  * \brief Set validity of positions of nodes on the shape.
 419  * Once set, validity is not changed
 420  */
 421 //================================================================================
 422
 423 void SMESH_MesherHelper::setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const
 424 {
 425   ((SMESH_MesherHelper*)this)->myNodePosShapesValidity.insert( make_pair( shapeID, ok));
 426 }
 427
 428 //=======================================================================
 429 //function : GetUVOnSeam
 430 //purpose  : Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 431 //=======================================================================
 432
 433 gp_Pnt2d SMESH_MesherHelper::GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const
 434 {
 435   gp_Pnt2d result = uv1;
 436   for ( int i = U_periodic; i <= V_periodic ; ++i )
 437   {
 438     if ( myParIndex & i )
 439     {
 440       double p1 = uv1.Coord( i );
 441       double dp1 = Abs( p1-myPar1[i-1]), dp2 = Abs( p1-myPar2[i-1]);
 442       if ( myParIndex == i ||
 443            dp1 < ( myPar2[i-1] - myPar2[i-1] ) / 100. ||
 444            dp2 < ( myPar2[i-1] - myPar2[i-1] ) / 100. )
 445       {
 446         double p2 = uv2.Coord( i );
 447         double p1Alt = ( dp1 < dp2 ) ? myPar2[i-1] : myPar1[i-1];
 448         if ( Abs( p2 - p1 ) > Abs( p2 - p1Alt ))
 449           result.SetCoord( i, p1Alt );
 450       }
 451     }
 452   }
 453   return result;
 454 }
 455
 456 //=======================================================================
 457 //function : GetNodeUV
 458 //purpose  : Return node UV on face
 459 //=======================================================================
 460
 461 gp_XY SMESH_MesherHelper::GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 462                                     const SMDS_MeshNode* n,
 463                                     const SMDS_MeshNode* n2,
 464                                     bool*                check) const
 465 {
 466   gp_Pnt2d uv( Precision::Infinite(), Precision::Infinite() );
 467   const SMDS_PositionPtr Pos = n->GetPosition();
 468   bool uvOK = false;
 469   if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE)
 470   {
 471     // node has position on face
 472     const SMDS_FacePosition* fpos =
 473       static_cast<const SMDS_FacePosition*>(n->GetPosition());
 474     uv.SetCoord(fpos->GetUParameter(),fpos->GetVParameter());
 475     if ( check )
 476       uvOK = CheckNodeUV( F, n, uv.ChangeCoord(), 10*MaxTolerance( F ));
 477   }
 478   else if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE)
 479   {
 480     // node has position on edge => it is needed to find
 481     // corresponding edge from face, get pcurve for this
 482     // edge and retrieve value from this pcurve
 483     const SMDS_EdgePosition* epos =
 484       static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(n->GetPosition());
 485     int edgeID = n->getshapeId();
 486     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(GetMeshDS()->IndexToShape(edgeID));
 487     double f, l, u = epos->GetUParameter();
 488     Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(E, F, f, l);
 489     bool validU = ( f < u && u < l );
 490     if ( validU )
 491       uv = C2d->Value( u );
 492     else
 493       uv.SetCoord( Precision::Infinite(),0.);
 494     if ( check || !validU )
 495       uvOK = CheckNodeUV( F, n, uv.ChangeCoord(), 10*MaxTolerance( F ),/*force=*/ !validU );
 496
 497     // for a node on a seam edge select one of UVs on 2 pcurves
 498     if ( n2 && IsSeamShape( edgeID ) )
 499     {
 500       uv = GetUVOnSeam( uv, GetNodeUV( F, n2, 0, check ));
 501     }
 502     else
 503     { // adjust uv to period
 504       TopLoc_Location loc;
 505       Handle(Geom_Surface) S = BRep_Tool::Surface(F,loc);
 506       Standard_Boolean isUPeriodic = S->IsUPeriodic();
 507       Standard_Boolean isVPeriodic = S->IsVPeriodic();
 508       if ( isUPeriodic || isVPeriodic ) {
 509         Standard_Real UF,UL,VF,VL;
 510         S->Bounds(UF,UL,VF,VL);
 511         if(isUPeriodic)
 512           uv.SetX( uv.X() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(uv.X(),UF,UL));
 513         if(isVPeriodic)
 514           uv.SetY( uv.Y() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(uv.Y(),VF,VL));
 515       }
 516     }
 517   }
 518   else if(Pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_VERTEX)
 519   {
 520     if ( int vertexID = n->getshapeId() ) {
 521       const TopoDS_Vertex& V = TopoDS::Vertex(GetMeshDS()->IndexToShape(vertexID));
 522       try {
 523         uv = BRep_Tool::Parameters( V, F );
 524         uvOK = true;
 525       }
 526       catch (Standard_Failure& exc) {
 527       }
 528       if ( !uvOK ) {
 529         for ( TopExp_Explorer vert(F,TopAbs_VERTEX); !uvOK && vert.More(); vert.Next() )
 530           uvOK = ( V == vert.Current() );
 531         if ( !uvOK ) {
 532 #ifdef _DEBUG_
 533           MESSAGE ( "SMESH_MesherHelper::GetNodeUV(); Vertex " << vertexID
 534                << " not in face " << GetMeshDS()->ShapeToIndex( F ) );
 535 #endif
 536           // get UV of a vertex closest to the node
 537           double dist = 1e100;
 538           gp_Pnt pn = XYZ( n );
 539           for ( TopExp_Explorer vert(F,TopAbs_VERTEX); !uvOK && vert.More(); vert.Next() ) {
 540             TopoDS_Vertex curV = TopoDS::Vertex( vert.Current() );
 541             gp_Pnt p = BRep_Tool::Pnt( curV );
 542             double curDist = p.SquareDistance( pn );
 543             if ( curDist < dist ) {
 544               dist = curDist;
 545               uv = BRep_Tool::Parameters( curV, F );
 546               uvOK = ( dist < DBL_MIN );
 547             }
 548           }
 549         }
 550         else {
 551           uvOK = false;
 552           TopTools_ListIteratorOfListOfShape it( myMesh->GetAncestors( V ));
 553           for ( ; it.More(); it.Next() ) {
 554             if ( it.Value().ShapeType() == TopAbs_EDGE ) {
 555               const TopoDS_Edge & edge = TopoDS::Edge( it.Value() );
 556               double f,l;
 557               Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(edge, F, f, l);
 558               if ( !C2d.IsNull() ) {
 559                 double u = ( V == TopExp::FirstVertex( edge ) ) ?  f : l;
 560                 uv = C2d->Value( u );
 561                 uvOK = true;
 562                 break;
 563               }
 564             }
 565           }
 566         }
 567       }
 568       if ( n2 && IsSeamShape( vertexID ) )
 569         uv = GetUVOnSeam( uv, GetNodeUV( F, n2, 0 ));
 570     }
 571   }
 572   else
 573   {
 574     uvOK = CheckNodeUV( F, n, uv.ChangeCoord(), 10*MaxTolerance( F ));
 575   }
 576
 577   if ( check )
 578     *check = uvOK;
 579
 580   return uv.XY();
 581 }
 582
 583 //=======================================================================
 584 //function : CheckNodeUV
 585 //purpose  : Check and fix node UV on a face
 586 //=======================================================================
 587
 588 bool SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 589                                      const SMDS_MeshNode* n,
 590                                      gp_XY&               uv,
 591                                      const double         tol,
 592                                      const bool           force,
 593                                      double               distXYZ[4]) const
 594 {
 595   int shapeID = n->getshapeId();
 596   bool infinit = ( Precision::IsInfinite( uv.X() ) || Precision::IsInfinite( uv.Y() ));
 597   if ( force || toCheckPosOnShape( shapeID ) || infinit )
 598   {
 599     // check that uv is correct
 600     TopLoc_Location loc;
 601     Handle(Geom_Surface) surface = BRep_Tool::Surface( F,loc );
 602     gp_Pnt nodePnt = XYZ( n ), surfPnt(0,0,0);
 603     double dist = 0;
 604     if ( !loc.IsIdentity() ) nodePnt.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 605     if ( infinit ||
 606          (dist = nodePnt.Distance( surfPnt = surface->Value( uv.X(), uv.Y() ))) > tol )
 607     {
 608       setPosOnShapeValidity( shapeID, false );
 609       if ( !infinit && distXYZ ) {
 610         surfPnt.Transform( loc );
 611         distXYZ[0] = dist;
 612         distXYZ[1] = surfPnt.X(); distXYZ[2] = surfPnt.Y(); distXYZ[3]=surfPnt.Z();
 613       }
 614       // uv incorrect, project the node to surface
 615       GeomAPI_ProjectPointOnSurf& projector = GetProjector( F, loc, tol );
 616       projector.Perform( nodePnt );
 617       if ( !projector.IsDone() || projector.NbPoints() < 1 )
 618       {
 619         MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV() failed to project" );
 620         return false;
 621       }
 622       Quantity_Parameter U,V;
 623       projector.LowerDistanceParameters(U,V);
 624       uv.SetCoord( U,V );
 625       surfPnt = surface->Value( U, V );
 626       dist = nodePnt.Distance( surfPnt );
 627       if ( distXYZ ) {
 628         surfPnt.Transform( loc );
 629         distXYZ[0] = dist;
 630         distXYZ[1] = surfPnt.X(); distXYZ[2] = surfPnt.Y(); distXYZ[3]=surfPnt.Z();
 631       }
 632       if ( dist > tol )
 633       {
 634         MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeUV(), invalid projection" );
 635         return false;
 636       }
 637       // store the fixed UV on the face
 638       if ( myShape.IsSame(F) && shapeID == myShapeID )
 639         const_cast<SMDS_MeshNode*>(n)->SetPosition
 640           ( SMDS_PositionPtr( new SMDS_FacePosition( U, V )));
 641     }
 642     else if ( uv.Modulus() > numeric_limits<double>::min() )
 643     {
 644       setPosOnShapeValidity( shapeID, true );
 645     }
 646   }
 647   return true;
 648 }
 649
 650 //=======================================================================
 651 //function : GetProjector
 652 //purpose  : Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 653 //=======================================================================
 654
 655 GeomAPI_ProjectPointOnSurf& SMESH_MesherHelper::GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 656                                                              TopLoc_Location&   loc,
 657                                                              double             tol ) const
 658 {
 659   Handle(Geom_Surface) surface = BRep_Tool::Surface( F,loc );
 660   int faceID = GetMeshDS()->ShapeToIndex( F );
 661   TID2ProjectorOnSurf& i2proj = const_cast< TID2ProjectorOnSurf&>( myFace2Projector );
 662   TID2ProjectorOnSurf::iterator i_proj = i2proj.find( faceID );
 663   if ( i_proj == i2proj.end() )
 664   {
 665     if ( tol == 0 ) tol = BRep_Tool::Tolerance( F );
 666     double U1, U2, V1, V2;
 667     surface->Bounds(U1, U2, V1, V2);
 668     GeomAPI_ProjectPointOnSurf* proj = new GeomAPI_ProjectPointOnSurf();
 669     proj->Init( surface, U1, U2, V1, V2, tol );
 670     i_proj = i2proj.insert( make_pair( faceID, proj )).first;
 671   }
 672   return *( i_proj->second );
 673 }
 674
 675 namespace
 676 {
 677   gp_XY AverageUV(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return ( uv1 + uv2 ) / 2.; }
 678   gp_XY_FunPtr(Added); // define gp_XY_Added pointer to function calling gp_XY::Added(gp_XY)
 679   gp_XY_FunPtr(Subtracted);
 680 }
 681
 682 //=======================================================================
 683 //function : applyIn2D
 684 //purpose  : Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 685 //           It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 686 //           to easily define pointer to function of gp_XY class.
 687 //=======================================================================
 688
 689 gp_XY SMESH_MesherHelper::applyIn2D(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 690                                     const gp_XY&                uv1,
 691                                     const gp_XY&                uv2,
 692                                     xyFunPtr                    fun,
 693                                     const bool                  resultInPeriod)
 694 {
 695   Standard_Boolean isUPeriodic = surface.IsNull() ? false : surface->IsUPeriodic();
 696   Standard_Boolean isVPeriodic = surface.IsNull() ? false : surface->IsVPeriodic();
 697   if ( !isUPeriodic && !isVPeriodic )
 698     return fun(uv1,uv2);
 699
 700   // move uv2 not far than half-period from uv1
 701   double u2 =
 702     uv2.X()+(isUPeriodic ? ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(uv2.X(),uv1.X(),surface->UPeriod()) :0);
 703   double v2 =
 704     uv2.Y()+(isVPeriodic ? ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(uv2.Y(),uv1.Y(),surface->VPeriod()) :0);
 705
 706   // execute operation
 707   gp_XY res = fun( uv1, gp_XY(u2,v2) );
 708
 709   // move result within period
 710   if ( resultInPeriod )
 711   {
 712     Standard_Real UF,UL,VF,VL;
 713     surface->Bounds(UF,UL,VF,VL);
 714     if ( isUPeriodic )
 715       res.SetX( res.X() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(res.X(),UF,UL));
 716     if ( isVPeriodic )
 717       res.SetY( res.Y() + ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(res.Y(),VF,VL));
 718   }
 719
 720   return res;
 721 }
 722 //=======================================================================
 723 //function : GetMiddleUV
 724 //purpose  : Return middle UV taking in account surface period
 725 //=======================================================================
 726
 727 gp_XY SMESH_MesherHelper::GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 728                                       const gp_XY&                p1,
 729                                       const gp_XY&                p2)
 730 {
 731   return applyIn2D( surface, p1, p2, & AverageUV );
 732 }
 733
 734 //=======================================================================
 735 //function : GetNodeU
 736 //purpose  : Return node U on edge
 737 //=======================================================================
 738
 739 double SMESH_MesherHelper::GetNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 740                                     const SMDS_MeshNode* n,
 741                                     const SMDS_MeshNode* inEdgeNode,
 742                                     bool*                check)
 743 {
 744   double param = 0;
 745   const SMDS_PositionPtr pos = n->GetPosition();
 746   if ( pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE )
 747   {
 748     const SMDS_EdgePosition* epos = static_cast<const SMDS_EdgePosition*>( pos );
 749     param =  epos->GetUParameter();
 750   }
 751   else if( pos->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_VERTEX )
 752   {
 753     if ( inEdgeNode && TopExp::FirstVertex( E ).IsSame( TopExp::LastVertex( E ))) // issue 0020128
 754     {
 755       Standard_Real f,l;
 756       BRep_Tool::Range( E, f,l );
 757       double uInEdge = GetNodeU( E, inEdgeNode );
 758       param = ( fabs( uInEdge - f ) < fabs( l - uInEdge )) ? f : l;
 759     }
 760     else
 761     {
 762       SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
 763       int vertexID = n->getshapeId();
 764       const TopoDS_Vertex& V = TopoDS::Vertex(meshDS->IndexToShape(vertexID));
 765       param =  BRep_Tool::Parameter( V, E );
 766     }
 767   }
 768   if ( check )
 769   {
 770     double tol = BRep_Tool::Tolerance( E );
 771     double f,l;  BRep_Tool::Range( E, f,l );
 772     bool force = ( param < f-tol || param > l+tol );
 773     if ( !force && pos->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE )
 774       force = ( GetMeshDS()->ShapeToIndex( E ) != n->getshapeId() );
 775
 776     *check = CheckNodeU( E, n, param, 2*tol, force );
 777   }
 778   return param;
 779 }
 780
 781 //=======================================================================
 782 //function : CheckNodeU
 783 //purpose  : Check and fix node U on an edge
 784 //           Return false if U is bad and could not be fixed
 785 //=======================================================================
 786
 787 bool SMESH_MesherHelper::CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 788                                     const SMDS_MeshNode* n,
 789                                     double&              u,
 790                                     const double         tol,
 791                                     const bool           force,
 792                                     double               distXYZ[4]) const
 793 {
 794   int shapeID = n->getshapeId();
 795   if ( force || toCheckPosOnShape( shapeID ))
 796   {
 797     TopLoc_Location loc; double f,l;
 798     Handle(Geom_Curve) curve = BRep_Tool::Curve( E,loc,f,l );
 799     if ( curve.IsNull() ) // degenerated edge
 800     {
 801       if ( u+tol < f || u-tol > l )
 802       {
 803         double r = Max( 0.5, 1 - tol*n->GetID()); // to get a unique u on edge
 804         u =  f*r + l*(1-r);
 805       }
 806     }
 807     else
 808     {
 809       gp_Pnt nodePnt = SMESH_TNodeXYZ( n );
 810       if ( !loc.IsIdentity() ) nodePnt.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 811       gp_Pnt curvPnt = curve->Value( u );
 812       double dist = nodePnt.Distance( curvPnt );
 813       if ( distXYZ ) {
 814         curvPnt.Transform( loc );
 815         distXYZ[0] = dist;
 816         distXYZ[1] = curvPnt.X(); distXYZ[2] = curvPnt.Y(); distXYZ[3]=curvPnt.Z();
 817       }
 818       if ( dist > tol )
 819       {
 820         setPosOnShapeValidity( shapeID, false );
 821         // u incorrect, project the node to the curve
 822         int edgeID = GetMeshDS()->ShapeToIndex( E );
 823         TID2ProjectorOnCurve& i2proj = const_cast< TID2ProjectorOnCurve&>( myEdge2Projector );
 824         TID2ProjectorOnCurve::iterator i_proj =
 825           i2proj.insert( make_pair( edgeID, (GeomAPI_ProjectPointOnCurve*) 0 )).first;
 826         if ( !i_proj->second  )
 827         {
 828           i_proj->second = new GeomAPI_ProjectPointOnCurve();
 829           i_proj->second->Init( curve, f, l );
 830         }
 831         GeomAPI_ProjectPointOnCurve* projector = i_proj->second;
 832         projector->Perform( nodePnt );
 833         if ( projector->NbPoints() < 1 )
 834         {
 835           MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeU() failed to project" );
 836           return false;
 837         }
 838         Quantity_Parameter U = projector->LowerDistanceParameter();
 839         u = double( U );
 840         curvPnt = curve->Value( u );
 841         dist = nodePnt.Distance( curvPnt );
 842         if ( distXYZ ) {
 843           curvPnt.Transform( loc );
 844           distXYZ[0] = dist;
 845           distXYZ[1] = curvPnt.X(); distXYZ[2] = curvPnt.Y(); distXYZ[3]=curvPnt.Z();
 846         }
 847         if ( dist > tol )
 848         {
 849           MESSAGE( "SMESH_MesherHelper::CheckNodeU(), invalid projection" );
 850           MESSAGE("distance " << dist << " " << tol );
 851           return false;
 852         }
 853         // store the fixed U on the edge
 854         if ( myShape.IsSame(E) && shapeID == myShapeID )
 855           const_cast<SMDS_MeshNode*>(n)->SetPosition
 856             ( SMDS_PositionPtr( new SMDS_EdgePosition( U )));
 857       }
 858       else if ( fabs( u ) > numeric_limits<double>::min() )
 859       {
 860         setPosOnShapeValidity( shapeID, true );
 861       }
 862       if (( u < f-tol || u > l+tol ) && force )
 863       {
 864         // node is on vertex but is set on periodic but trimmed edge (issue 0020890)
 865         try
 866         {
 867           // do not use IsPeriodic() as Geom_TrimmedCurve::IsPeriodic () returns false
 868           double period = curve->Period();
 869           u = ( u < f ) ? u + period : u - period;
 870         }
 871         catch (Standard_Failure& exc)
 872         {
 873           return false;
 874         }
 875       }
 876     }
 877   }
 878   return true;
 879 }
 880
 881 //=======================================================================
 882 //function : GetMediumNode
 883 //purpose  : Return existing or create new medium nodes between given ones
 884 //=======================================================================
 885
 886 const SMDS_MeshNode* SMESH_MesherHelper::GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 887                                                        const SMDS_MeshNode* n2,
 888                                                        bool                 force3d)
 889 {
 890   // Find existing node
 891
 892   SMESH_TLink link(n1,n2);
 893   ItTLinkNode itLN = myTLinkNodeMap.find( link );
 894   if ( itLN != myTLinkNodeMap.end() ) {
 895     return (*itLN).second;
 896   }
 897
 898   // Create medium node
 899
 900   SMDS_MeshNode* n12;
 901   SMESHDS_Mesh* meshDS = GetMeshDS();
 902
 903   if ( IsSeamShape( n1->getshapeId() ))
 904     // to get a correct UV of a node on seam, the second node must have checked UV
 905     std::swap( n1, n2 );
 906
 907   // get type of shape for the new medium node
 908   int faceID = -1, edgeID = -1;
 909   const SMDS_PositionPtr Pos1 = n1->GetPosition();
 910   const SMDS_PositionPtr Pos2 = n2->GetPosition();
 911
 912   TopoDS_Edge E; double u [2];
 913   TopoDS_Face F; gp_XY  uv[2];
 914   bool uvOK[2] = { false, false };
 915
 916   if( myShape.IsNull() )
 917   {
 918     if( Pos1->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE ) {
 919       faceID = n1->getshapeId();
 920     }
 921     else if( Pos2->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_FACE ) {
 922       faceID = n2->getshapeId();
 923     }
 924
 925     if( Pos1->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE ) {
 926       edgeID = n1->getshapeId();
 927     }
 928     if( Pos2->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE ) {
 929       edgeID = n2->getshapeId();
 930     }
 931   }
 932   // get positions of the given nodes on shapes
 933   TopAbs_ShapeEnum shapeType = myShape.IsNull() ? TopAbs_SHAPE : myShape.ShapeType();
 934   if ( faceID>0 || shapeType == TopAbs_FACE)
 935   {
 936     if( myShape.IsNull() )
 937       F = TopoDS::Face(meshDS->IndexToShape(faceID));
 938     else {
 939       F = TopoDS::Face(myShape);
 940       faceID = myShapeID;
 941     }
 942     uv[0] = GetNodeUV(F,n1,n2, force3d ? 0 : &uvOK[0]);
 943     uv[1] = GetNodeUV(F,n2,n1, force3d ? 0 : &uvOK[1]);
 944   }
 945   else if (edgeID>0 || shapeType == TopAbs_EDGE)
 946   {
 947     if ( Pos1->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE &&
 948          Pos2->GetTypeOfPosition()==SMDS_TOP_EDGE &&
 949          n1->getshapeId() != n2->getshapeId() ) // issue 0021006
 950     return getMediumNodeOnComposedWire(n1,n2,force3d);
 951
 952     if( myShape.IsNull() )
 953       E = TopoDS::Edge(meshDS->IndexToShape(edgeID));
 954     else {
 955       E = TopoDS::Edge(myShape);
 956       edgeID = myShapeID;
 957     }
 958     u[0] = GetNodeU(E,n1,n2, force3d ? 0 : &uvOK[0]);
 959     u[1] = GetNodeU(E,n2,n1, force3d ? 0 : &uvOK[1]);
 960   }
 961   if(!force3d)
 962   {
 963     // we try to create medium node using UV parameters of
 964     // nodes, else - medium between corresponding 3d points
 965     if( ! F.IsNull() )
 966     {
 967       if ( uvOK[0] && uvOK[1] )
 968       {
 969         if ( IsDegenShape( n1->getshapeId() )) {
 970           if ( myParIndex & U_periodic ) uv[0].SetCoord( 1, uv[1].Coord( 1 ));
 971           else                           uv[0].SetCoord( 2, uv[1].Coord( 2 ));
 972         }
 973         else if ( IsDegenShape( n2->getshapeId() )) {
 974           if ( myParIndex & U_periodic ) uv[1].SetCoord( 1, uv[0].Coord( 1 ));
 975           else                           uv[1].SetCoord( 2, uv[0].Coord( 2 ));
 976         }
 977
 978         TopLoc_Location loc;
 979         Handle(Geom_Surface) S = BRep_Tool::Surface(F,loc);
 980         gp_XY UV = GetMiddleUV( S, uv[0], uv[1] );
 981         gp_Pnt P = S->Value( UV.X(), UV.Y() ).Transformed(loc);
 982         n12 = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 983         meshDS->SetNodeOnFace(n12, faceID, UV.X(), UV.Y());
 984         myTLinkNodeMap.insert(make_pair(link,n12));
 985         return n12;
 986       }
 987     }
 988     else if ( !E.IsNull() )
 989     {
 990       double f,l;
 991       Handle(Geom_Curve) C = BRep_Tool::Curve(E, f, l);
 992       if(!C.IsNull())
 993       {
 994         Standard_Boolean isPeriodic = C->IsPeriodic();
 995         double U;
 996         if(isPeriodic) {
 997           Standard_Real Period = C->Period();
 998           Standard_Real p = u[1]+ShapeAnalysis::AdjustByPeriod(u[1],u[0],Period);
 999           Standard_Real pmid = (u[0]+p)/2.;
1000           U = pmid+ShapeAnalysis::AdjustToPeriod(pmid,C->FirstParameter(),C->LastParameter());
1001         }
1002         else
1003           U = (u[0]+u[1])/2.;
1004
1005         gp_Pnt P = C->Value( U );
1006         n12 = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
1007         meshDS->SetNodeOnEdge(n12, edgeID, U);
1008         myTLinkNodeMap.insert(make_pair(link,n12));
1009         return n12;
1010       }
1011     }
1012   }
1013
1014   // 3d variant
1015   double x = ( n1->X() + n2->X() )/2.;
1016   double y = ( n1->Y() + n2->Y() )/2.;
1017   double z = ( n1->Z() + n2->Z() )/2.;
1018   n12 = meshDS->AddNode(x,y,z);
1019
1020   if ( !F.IsNull() )
1021   {
1022     gp_XY UV = ( uv[0] + uv[1] ) / 2.;
1023     CheckNodeUV( F, n12, UV, 2*BRep_Tool::Tolerance( F ), /*force=*/true);
1024     meshDS->SetNodeOnFace(n12, faceID, UV.X(), UV.Y() );
1025   }
1026   else if ( !E.IsNull() )
1027   {
1028     double U = ( u[0] + u[1] ) / 2.;
1029     CheckNodeU( E, n12, U, 2*BRep_Tool::Tolerance( E ), /*force=*/true);
1030     meshDS->SetNodeOnEdge(n12, edgeID, U);
1031   }
1032   else if ( myShapeID > 0 )
1033   {
1034     meshDS->SetNodeInVolume(n12, myShapeID);
1035   }
1036
1037   myTLinkNodeMap.insert( make_pair( link, n12 ));
1038   return n12;
1039 }
1040
1041 //================================================================================
1042 /*!
1043  * \brief Makes a medium node if nodes reside different edges
1044  */
1045 //================================================================================
1046
1047 const SMDS_MeshNode* SMESH_MesherHelper::getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
1048                                                                      const SMDS_MeshNode* n2,
1049                                                                      bool                 force3d)
1050 {
1051   gp_Pnt middle = 0.5 * XYZ(n1) + 0.5 * XYZ(n2);
1052   SMDS_MeshNode* n12 = AddNode( middle.X(), middle.Y(), middle.Z() );
1053
1054   // To find position on edge and 3D position for n12,
1055   // project <middle> to 2 edges and select projection most close to <middle>
1056
1057   double u = 0, distMiddleProj = Precision::Infinite(), distXYZ[4];
1058   int iOkEdge = 0;
1059   TopoDS_Edge edges[2];
1060   for ( int is2nd = 0; is2nd < 2; ++is2nd )
1061   {
1062     // get an edge
1063     const SMDS_MeshNode* n = is2nd ? n2 : n1;
1064     TopoDS_Shape shape = GetSubShapeByNode( n, GetMeshDS() );
1065     if ( shape.IsNull() || shape.ShapeType() != TopAbs_EDGE )
1066       continue;
1067
1068     // project to get U of projection and distance from middle to projection
1069     TopoDS_Edge edge = edges[ is2nd ] = TopoDS::Edge( shape );
1070     double node2MiddleDist = middle.Distance( XYZ(n) );
1071     double foundU = GetNodeU( edge, n );
1072     CheckNodeU( edge, n12, foundU, 2*BRep_Tool::Tolerance(edge), /*force=*/true, distXYZ );
1073     if ( distXYZ[0] < node2MiddleDist )
1074     {
1075       distMiddleProj = distXYZ[0];
1076       u = foundU;
1077       iOkEdge = is2nd;
1078     }
1079   }
1080   if ( Precision::IsInfinite( distMiddleProj ))
1081   {
1082     // both projections failed; set n12 on the edge of n1 with U of a common vertex
1083     TopoDS_Vertex vCommon;
1084     if ( TopExp::CommonVertex( edges[0], edges[1], vCommon ))
1085       u = BRep_Tool::Parameter( vCommon, edges[0] );
1086     else
1087     {
1088       double f,l, u0 = GetNodeU( edges[0], n1 );
1089       BRep_Tool::Range( edges[0],f,l );
1090       u = ( fabs(u0-f) < fabs(u0-l) ) ? f : l;
1091     }
1092     iOkEdge = 0;
1093     distMiddleProj = 0;
1094   }
1095
1096   // move n12 to position of a successfull projection
1097   double tol = BRep_Tool::Tolerance(edges[ iOkEdge ]);
1098   if ( !force3d && distMiddleProj > 2*tol )
1099   {
1100     TopLoc_Location loc; double f,l;
1101     Handle(Geom_Curve) curve = BRep_Tool::Curve( edges[iOkEdge],loc,f,l );
1102     gp_Pnt p = curve->Value( u );
1103     GetMeshDS()->MoveNode( n12, p.X(), p.Y(), p.Z() );
1104   }
1105
1106   GetMeshDS()->SetNodeOnEdge(n12, edges[iOkEdge], u);
1107
1108   myTLinkNodeMap.insert( make_pair( SMESH_TLink(n1,n2), n12 ));
1109
1110   return n12;
1111 }
1112
1113 //=======================================================================
1114 //function : AddNode
1115 //purpose  : Creates a node
1116 //=======================================================================
1117
1118 SMDS_MeshNode* SMESH_MesherHelper::AddNode(double x, double y, double z, int ID)
1119 {
1120   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1121   SMDS_MeshNode* node = 0;
1122   if ( ID )
1123     node = meshDS->AddNodeWithID( x, y, z, ID );
1124   else
1125     node = meshDS->AddNode( x, y, z );
1126   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 ) {
1127     switch ( myShape.ShapeType() ) {
1128     case TopAbs_SOLID:  meshDS->SetNodeInVolume( node, myShapeID); break;
1129     case TopAbs_SHELL:  meshDS->SetNodeInVolume( node, myShapeID); break;
1130     case TopAbs_FACE:   meshDS->SetNodeOnFace(   node, myShapeID); break;
1131     case TopAbs_EDGE:   meshDS->SetNodeOnEdge(   node, myShapeID); break;
1132     case TopAbs_VERTEX: meshDS->SetNodeOnVertex( node, myShapeID); break;
1133     default: ;
1134     }
1135   }
1136   return node;
1137 }
1138
1139 //=======================================================================
1140 //function : AddEdge
1141 //purpose  : Creates quadratic or linear edge
1142 //=======================================================================
1143
1144 SMDS_MeshEdge* SMESH_MesherHelper::AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
1145                                            const SMDS_MeshNode* n2,
1146                                            const int            id,
1147                                            const bool           force3d)
1148 {
1149   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1150
1151   SMDS_MeshEdge* edge = 0;
1152   if (myCreateQuadratic) {
1153     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1154     if(id)
1155       edge = meshDS->AddEdgeWithID(n1, n2, n12, id);
1156     else
1157       edge = meshDS->AddEdge(n1, n2, n12);
1158   }
1159   else {
1160     if(id)
1161       edge = meshDS->AddEdgeWithID(n1, n2, id);
1162     else
1163       edge = meshDS->AddEdge(n1, n2);
1164   }
1165
1166   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1167     meshDS->SetMeshElementOnShape( edge, myShapeID );
1168
1169   return edge;
1170 }
1171
1172 //=======================================================================
1173 //function : AddFace
1174 //purpose  : Creates quadratic or linear triangle
1175 //=======================================================================
1176
1177 SMDS_MeshFace* SMESH_MesherHelper::AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
1178                                            const SMDS_MeshNode* n2,
1179                                            const SMDS_MeshNode* n3,
1180                                            const int id,
1181                                            const bool force3d)
1182 {
1183   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1184   SMDS_MeshFace* elem = 0;
1185
1186   if( n1==n2 || n2==n3 || n3==n1 )
1187     return elem;
1188
1189   if(!myCreateQuadratic) {
1190     if(id)
1191       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, id);
1192     else
1193       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3);
1194   }
1195   else {
1196     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1197     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1198     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
1199
1200     if(id)
1201       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n12, n23, n31, id);
1202     else
1203       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n12, n23, n31);
1204   }
1205   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1206     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1207
1208   return elem;
1209 }
1210
1211 //=======================================================================
1212 //function : AddFace
1213 //purpose  : Creates quadratic or linear quadrangle
1214 //=======================================================================
1215
1216 SMDS_MeshFace* SMESH_MesherHelper::AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
1217                                            const SMDS_MeshNode* n2,
1218                                            const SMDS_MeshNode* n3,
1219                                            const SMDS_MeshNode* n4,
1220                                            const int            id,
1221                                            const bool           force3d)
1222 {
1223   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1224   SMDS_MeshFace* elem = 0;
1225
1226   if( n1==n2 ) {
1227     return AddFace(n1,n3,n4,id,force3d);
1228   }
1229   if( n1==n3 ) {
1230     return AddFace(n1,n2,n4,id,force3d);
1231   }
1232   if( n1==n4 ) {
1233     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
1234   }
1235   if( n2==n3 ) {
1236     return AddFace(n1,n2,n4,id,force3d);
1237   }
1238   if( n2==n4 ) {
1239     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
1240   }
1241   if( n3==n4 ) {
1242     return AddFace(n1,n2,n3,id,force3d);
1243   }
1244
1245   if(!myCreateQuadratic) {
1246     if(id)
1247       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n4, id);
1248     else
1249       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n4);
1250   }
1251   else {
1252     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1253     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1254     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1255     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
1256
1257     if(id)
1258       elem = meshDS->AddFaceWithID(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n34, n41, id);
1259     else
1260       elem = meshDS->AddFace(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n34, n41);
1261   }
1262   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1263     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1264
1265   return elem;
1266 }
1267
1268 //=======================================================================
1269 //function : AddPolygonalFace
1270 //purpose  : Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
1271 //=======================================================================
1272
1273 SMDS_MeshFace* SMESH_MesherHelper::AddPolygonalFace (const vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
1274                                                      const int                           id,
1275                                                      const bool                          force3d)
1276 {
1277   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1278   SMDS_MeshFace* elem = 0;
1279
1280   if(!myCreateQuadratic) {
1281     if(id)
1282       elem = meshDS->AddPolygonalFaceWithID(nodes, id);
1283     else
1284       elem = meshDS->AddPolygonalFace(nodes);
1285   }
1286   else {
1287     vector<const SMDS_MeshNode*> newNodes;
1288     for ( int i = 0; i < nodes.size(); ++i )
1289     {
1290       const SMDS_MeshNode* n1 = nodes[i];
1291       const SMDS_MeshNode* n2 = nodes[(i+1)/nodes.size()];
1292       const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1293       newNodes.push_back( n1 );
1294       newNodes.push_back( n12 );
1295     }
1296     if(id)
1297       elem = meshDS->AddPolygonalFaceWithID(newNodes, id);
1298     else
1299       elem = meshDS->AddPolygonalFace(newNodes);
1300   }
1301   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1302     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1303
1304   return elem;
1305 }
1306
1307 //=======================================================================
1308 //function : AddVolume
1309 //purpose  : Creates quadratic or linear prism
1310 //=======================================================================
1311
1312 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1313                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1314                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1315                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1316                                                const SMDS_MeshNode* n5,
1317                                                const SMDS_MeshNode* n6,
1318                                                const int id,
1319                                                const bool force3d)
1320 {
1321   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1322   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1323   if(!myCreateQuadratic) {
1324     if(id)
1325       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, id);
1326     else
1327       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6);
1328   }
1329   else {
1330     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1331     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1332     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
1333
1334     const SMDS_MeshNode* n45 = GetMediumNode(n4,n5,force3d);
1335     const SMDS_MeshNode* n56 = GetMediumNode(n5,n6,force3d);
1336     const SMDS_MeshNode* n64 = GetMediumNode(n6,n4,force3d);
1337
1338     const SMDS_MeshNode* n14 = GetMediumNode(n1,n4,force3d);
1339     const SMDS_MeshNode* n25 = GetMediumNode(n2,n5,force3d);
1340     const SMDS_MeshNode* n36 = GetMediumNode(n3,n6,force3d);
1341
1342     if(id)
1343       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6,
1344                                      n12, n23, n31, n45, n56, n64, n14, n25, n36, id);
1345     else
1346       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6,
1347                                n12, n23, n31, n45, n56, n64, n14, n25, n36);
1348   }
1349   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1350     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1351
1352   return elem;
1353 }
1354
1355 //=======================================================================
1356 //function : AddVolume
1357 //purpose  : Creates quadratic or linear tetrahedron
1358 //=======================================================================
1359
1360 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1361                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1362                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1363                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1364                                                const int id,
1365                                                const bool force3d)
1366 {
1367   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1368   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1369   if(!myCreateQuadratic) {
1370     if(id)
1371       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, id);
1372     else
1373       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4);
1374   }
1375   else {
1376     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1377     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1378     const SMDS_MeshNode* n31 = GetMediumNode(n3,n1,force3d);
1379
1380     const SMDS_MeshNode* n14 = GetMediumNode(n1,n4,force3d);
1381     const SMDS_MeshNode* n24 = GetMediumNode(n2,n4,force3d);
1382     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1383
1384     if(id)
1385       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n31, n14, n24, n34, id);
1386     else
1387       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n12, n23, n31, n14, n24, n34);
1388   }
1389   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1390     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1391
1392   return elem;
1393 }
1394
1395 //=======================================================================
1396 //function : AddVolume
1397 //purpose  : Creates quadratic or linear pyramid
1398 //=======================================================================
1399
1400 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1401                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1402                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1403                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1404                                                const SMDS_MeshNode* n5,
1405                                                const int id,
1406                                                const bool force3d)
1407 {
1408   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1409   if(!myCreateQuadratic) {
1410     if(id)
1411       elem = GetMeshDS()->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, id);
1412     else
1413       elem = GetMeshDS()->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5);
1414   }
1415   else {
1416     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1417     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1418     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1419     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
1420
1421     const SMDS_MeshNode* n15 = GetMediumNode(n1,n5,force3d);
1422     const SMDS_MeshNode* n25 = GetMediumNode(n2,n5,force3d);
1423     const SMDS_MeshNode* n35 = GetMediumNode(n3,n5,force3d);
1424     const SMDS_MeshNode* n45 = GetMediumNode(n4,n5,force3d);
1425
1426     if(id)
1427       elem = GetMeshDS()->AddVolumeWithID ( n1,  n2,  n3,  n4,  n5,
1428                                             n12, n23, n34, n41,
1429                                             n15, n25, n35, n45,
1430                                             id);
1431     else
1432       elem = GetMeshDS()->AddVolume( n1,  n2,  n3,  n4,  n5,
1433                                      n12, n23, n34, n41,
1434                                      n15, n25, n35, n45);
1435   }
1436   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1437     GetMeshDS()->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1438
1439   return elem;
1440 }
1441
1442 //=======================================================================
1443 //function : AddVolume
1444 //purpose  : Creates quadratic or linear hexahedron
1445 //=======================================================================
1446
1447 SMDS_MeshVolume* SMESH_MesherHelper::AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
1448                                                const SMDS_MeshNode* n2,
1449                                                const SMDS_MeshNode* n3,
1450                                                const SMDS_MeshNode* n4,
1451                                                const SMDS_MeshNode* n5,
1452                                                const SMDS_MeshNode* n6,
1453                                                const SMDS_MeshNode* n7,
1454                                                const SMDS_MeshNode* n8,
1455                                                const int id,
1456                                                const bool force3d)
1457 {
1458   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1459   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1460   if(!myCreateQuadratic) {
1461     if(id)
1462       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8, id);
1463     else
1464       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8);
1465   }
1466   else {
1467     const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1468     const SMDS_MeshNode* n23 = GetMediumNode(n2,n3,force3d);
1469     const SMDS_MeshNode* n34 = GetMediumNode(n3,n4,force3d);
1470     const SMDS_MeshNode* n41 = GetMediumNode(n4,n1,force3d);
1471
1472     const SMDS_MeshNode* n56 = GetMediumNode(n5,n6,force3d);
1473     const SMDS_MeshNode* n67 = GetMediumNode(n6,n7,force3d);
1474     const SMDS_MeshNode* n78 = GetMediumNode(n7,n8,force3d);
1475     const SMDS_MeshNode* n85 = GetMediumNode(n8,n5,force3d);
1476
1477     const SMDS_MeshNode* n15 = GetMediumNode(n1,n5,force3d);
1478     const SMDS_MeshNode* n26 = GetMediumNode(n2,n6,force3d);
1479     const SMDS_MeshNode* n37 = GetMediumNode(n3,n7,force3d);
1480     const SMDS_MeshNode* n48 = GetMediumNode(n4,n8,force3d);
1481
1482     if(id)
1483       elem = meshDS->AddVolumeWithID(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8,
1484                                      n12, n23, n34, n41, n56, n67,
1485                                      n78, n85, n15, n26, n37, n48, id);
1486     else
1487       elem = meshDS->AddVolume(n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8,
1488                                n12, n23, n34, n41, n56, n67,
1489                                n78, n85, n15, n26, n37, n48);
1490   }
1491   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1492     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1493
1494   return elem;
1495 }
1496
1497 //=======================================================================
1498 //function : AddPolyhedralVolume
1499 //purpose  : Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
1500 //=======================================================================
1501
1502 SMDS_MeshVolume*
1503 SMESH_MesherHelper::AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
1504                                          const std::vector<int>&                  quantities,
1505                                          const int                                id,
1506                                          const bool                               force3d)
1507 {
1508   SMESHDS_Mesh * meshDS = GetMeshDS();
1509   SMDS_MeshVolume* elem = 0;
1510   if(!myCreateQuadratic)
1511   {
1512     if(id)
1513       elem = meshDS->AddPolyhedralVolumeWithID(nodes, quantities, id);
1514     else
1515       elem = meshDS->AddPolyhedralVolume(nodes, quantities);
1516   }
1517   else
1518   {
1519     vector<const SMDS_MeshNode*> newNodes;
1520     vector<int> newQuantities;
1521     for ( int iFace=0, iN=0; iFace < quantities.size(); ++iFace)
1522     {
1523       int nbNodesInFace = quantities[iFace];
1524       newQuantities.push_back(0);
1525       for ( int i = 0; i < nbNodesInFace; ++i )
1526       {
1527         const SMDS_MeshNode* n1 = nodes[ iN + i ];
1528         newNodes.push_back( n1 );
1529         newQuantities.back()++;
1530
1531         const SMDS_MeshNode* n2 = nodes[ iN + ( i+1==nbNodesInFace ? 0 : i+1 )];
1532 //         if ( n1->GetPosition()->GetTypeOfPosition() != SMDS_TOP_3DSPACE &&
1533 //              n2->GetPosition()->GetTypeOfPosition() != SMDS_TOP_3DSPACE )
1534         {
1535           const SMDS_MeshNode* n12 = GetMediumNode(n1,n2,force3d);
1536           newNodes.push_back( n12 );
1537           newQuantities.back()++;
1538         }
1539       }
1540       iN += nbNodesInFace;
1541     }
1542     if(id)
1543       elem = meshDS->AddPolyhedralVolumeWithID( newNodes, newQuantities, id );
1544     else
1545       elem = meshDS->AddPolyhedralVolume( newNodes, newQuantities );
1546   }
1547   if ( mySetElemOnShape && myShapeID > 0 )
1548     meshDS->SetMeshElementOnShape( elem, myShapeID );
1549
1550   return elem;
1551 }
1552
1553 //=======================================================================
1554 //function : LoadNodeColumns
1555 //purpose  : Load nodes bound to face into a map of node columns
1556 //=======================================================================
1557
1558 bool SMESH_MesherHelper::LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
1559                                          const TopoDS_Face& theFace,
1560                                          const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
1561                                          SMESHDS_Mesh*      theMesh,
1562                                          SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh)
1563 {
1564   const SMESHDS_SubMesh* faceSubMesh = 0;
1565   if ( theProxyMesh )
1566   {
1567     faceSubMesh = theProxyMesh->GetSubMesh( theFace );
1568     if ( !faceSubMesh ||
1569          faceSubMesh->NbElements() == 0 ||
1570          theProxyMesh->IsTemporary( faceSubMesh->GetElements()->next() ))
1571     {
1572       // can use a proxy sub-mesh with not temporary elements only
1573       faceSubMesh = 0;
1574       theProxyMesh = 0;
1575     }
1576   }
1577   if ( !faceSubMesh )
1578     faceSubMesh = theMesh->MeshElements( theFace );
1579   if ( !faceSubMesh || faceSubMesh->NbElements() == 0 )
1580     return false;
1581
1582   // get nodes on theBaseEdge sorted by param on edge and initialize theParam2ColumnMap with them
1583
1584   map< double, const SMDS_MeshNode*> sortedBaseNodes;
1585   if ( !SMESH_Algo::GetSortedNodesOnEdge( theMesh, theBaseEdge,/*noMedium=*/true, sortedBaseNodes)
1586        || sortedBaseNodes.size() < 2 )
1587     return false;
1588
1589   int nbRows = faceSubMesh->NbElements() / ( sortedBaseNodes.size()-1 ) + 1;
1590   map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_n = sortedBaseNodes.begin();
1591   double f = u_n->first, range = sortedBaseNodes.rbegin()->first - f;
1592   for ( ; u_n != sortedBaseNodes.end(); u_n++ )
1593   {
1594     double par = ( u_n->first - f ) / range;
1595     vector<const SMDS_MeshNode*>& nCol = theParam2ColumnMap[ par ];
1596     nCol.resize( nbRows );
1597     nCol[0] = u_n->second;
1598   }
1599   TParam2ColumnMap::iterator par_nVec_2, par_nVec_1 = theParam2ColumnMap.begin();
1600   if ( theProxyMesh )
1601   {
1602     for ( ; par_nVec_1 != theParam2ColumnMap.end(); ++par_nVec_1 )
1603     {
1604       const SMDS_MeshNode* & n = par_nVec_1->second[0];
1605       n = theProxyMesh->GetProxyNode( n );
1606     }
1607   }
1608
1609   // fill theParam2ColumnMap column by column by passing from nodes on
1610   // theBaseEdge up via mesh faces on theFace
1611
1612   par_nVec_2 = theParam2ColumnMap.begin();
1613   par_nVec_1 = par_nVec_2++;
1614   TIDSortedElemSet emptySet, avoidSet;
1615   for ( ; par_nVec_2 != theParam2ColumnMap.end(); ++par_nVec_1, ++par_nVec_2 )
1616   {
1617     vector<const SMDS_MeshNode*>& nCol1 = par_nVec_1->second;
1618     vector<const SMDS_MeshNode*>& nCol2 = par_nVec_2->second;
1619
1620     int i1, i2, iRow = 0;
1621     const SMDS_MeshNode *n1 = nCol1[0], *n2 = nCol2[0];
1622     // find face sharing node n1 and n2 and belonging to faceSubMesh
1623     while ( const SMDS_MeshElement* face =
1624             SMESH_MeshEditor::FindFaceInSet( n1, n2, emptySet, avoidSet, &i1, &i2))
1625     {
1626       if ( faceSubMesh->Contains( face ))
1627       {
1628         int nbNodes = face->IsQuadratic() ? face->NbNodes()/2 : face->NbNodes();
1629         if ( nbNodes != 4 )
1630           return false;
1631         n1 = face->GetNode( (i2+2) % 4 ); // opposite corner of quadrangle face
1632         n2 = face->GetNode( (i1+2) % 4 );
1633         if ( ++iRow >= nbRows )
1634           return false;
1635         nCol1[ iRow ] = n1;
1636         nCol2[ iRow ] = n2;
1637         avoidSet.clear();
1638       }
1639       avoidSet.insert( face );
1640     }
1641     if ( iRow + 1 < nbRows ) // compact if necessary
1642       nCol1.resize( iRow + 1 ), nCol2.resize( iRow + 1 );
1643   }
1644   return theParam2ColumnMap.size() > 1 && theParam2ColumnMap.begin()->second.size() > 1;
1645 }
1646
1647 //=======================================================================
1648 //function : NbAncestors
1649 //purpose  : Return number of unique ancestors of the shape
1650 //=======================================================================
1651
1652 int SMESH_MesherHelper::NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
1653                                     const SMESH_Mesh&   mesh,
1654                                     TopAbs_ShapeEnum    ancestorType/*=TopAbs_SHAPE*/)
1655 {
1656   TopTools_MapOfShape ancestors;
1657   TopTools_ListIteratorOfListOfShape ansIt( mesh.GetAncestors(shape) );
1658   for ( ; ansIt.More(); ansIt.Next() ) {
1659     if ( ancestorType == TopAbs_SHAPE || ansIt.Value().ShapeType() == ancestorType )
1660       ancestors.Add( ansIt.Value() );
1661   }
1662   return ancestors.Extent();
1663 }
1664
1665 //=======================================================================
1666 //function : GetSubShapeOri
1667 //purpose  : Return orientation of sub-shape in the main shape
1668 //=======================================================================
1669
1670 TopAbs_Orientation SMESH_MesherHelper::GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
1671                                                       const TopoDS_Shape& subShape)
1672 {
1673   TopAbs_Orientation ori = TopAbs_Orientation(-1);
1674   if ( !shape.IsNull() && !subShape.IsNull() )
1675   {
1676     TopExp_Explorer e( shape, subShape.ShapeType() );
1677     if ( shape.Orientation() >= TopAbs_INTERNAL ) // TopAbs_INTERNAL or TopAbs_EXTERNAL
1678       e.Init( shape.Oriented(TopAbs_FORWARD), subShape.ShapeType() );
1679     for ( ; e.More(); e.Next())
1680       if ( subShape.IsSame( e.Current() ))
1681         break;
1682     if ( e.More() )
1683       ori = e.Current().Orientation();
1684   }
1685   return ori;
1686 }
1687
1688 //=======================================================================
1689 //function : IsSubShape
1690 //purpose  :
1691 //=======================================================================
1692
1693 bool SMESH_MesherHelper::IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape,
1694                                      const TopoDS_Shape& mainShape )
1695 {
1696   if ( !shape.IsNull() && !mainShape.IsNull() )
1697   {
1698     for ( TopExp_Explorer exp( mainShape, shape.ShapeType());
1699           exp.More();
1700           exp.Next() )
1701       if ( shape.IsSame( exp.Current() ))
1702         return true;
1703   }
1704   SCRUTE((shape.IsNull()));
1705   SCRUTE((mainShape.IsNull()));
1706   return false;
1707 }
1708
1709 //=======================================================================
1710 //function : IsSubShape
1711 //purpose  :
1712 //=======================================================================
1713
1714 bool SMESH_MesherHelper::IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh )
1715 {
1716   if ( shape.IsNull() || !aMesh )
1717     return false;
1718   return
1719     aMesh->GetMeshDS()->ShapeToIndex( shape ) ||
1720     // PAL16202
1721     (shape.ShapeType() == TopAbs_COMPOUND && aMesh->GetMeshDS()->IsGroupOfSubShapes( shape ));
1722 }
1723
1724 //================================================================================
1725 /*!
1726  * \brief Return maximal tolerance of shape
1727  */
1728 //================================================================================
1729
1730 double SMESH_MesherHelper::MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape )
1731 {
1732   double tol = Precision::Confusion();
1733   TopExp_Explorer exp;
1734   for ( exp.Init( shape, TopAbs_FACE ); exp.More(); exp.Next() )
1735     tol = Max( tol, BRep_Tool::Tolerance( TopoDS::Face( exp.Current())));
1736   for ( exp.Init( shape, TopAbs_EDGE ); exp.More(); exp.Next() )
1737     tol = Max( tol, BRep_Tool::Tolerance( TopoDS::Edge( exp.Current())));
1738   for ( exp.Init( shape, TopAbs_VERTEX ); exp.More(); exp.Next() )
1739     tol = Max( tol, BRep_Tool::Tolerance( TopoDS::Vertex( exp.Current())));
1740
1741   return tol;
1742 }
1743
1744 //================================================================================
1745 /*!
1746  * \brief Check if the first and last vertices of an edge are the same
1747  * \param anEdge - the edge to check
1748  * \retval bool - true if same
1749  */
1750 //================================================================================
1751
1752 bool SMESH_MesherHelper::IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge )
1753 {
1754   if ( anEdge.Orientation() >= TopAbs_INTERNAL )
1755     return IsClosedEdge( TopoDS::Edge( anEdge.Oriented( TopAbs_FORWARD )));
1756   return TopExp::FirstVertex( anEdge ).IsSame( TopExp::LastVertex( anEdge ));
1757 }
1758
1759 //=======================================================================
1760 //function : IsQuadraticMesh
1761 //purpose  : Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
1762 //           quadratic elements will be created.
1763 //           Used then generated 3D mesh without geometry.
1764 //=======================================================================
1765
1766 SMESH_MesherHelper:: MType SMESH_MesherHelper::IsQuadraticMesh()
1767 {
1768   int NbAllEdgsAndFaces=0;
1769   int NbQuadFacesAndEdgs=0;
1770   int NbFacesAndEdges=0;
1771   //All faces and edges
1772   NbAllEdgsAndFaces = myMesh->NbEdges() + myMesh->NbFaces();
1773
1774   //Quadratic faces and edges
1775   NbQuadFacesAndEdgs = myMesh->NbEdges(ORDER_QUADRATIC) + myMesh->NbFaces(ORDER_QUADRATIC);
1776
1777   //Linear faces and edges
1778   NbFacesAndEdges = myMesh->NbEdges(ORDER_LINEAR) + myMesh->NbFaces(ORDER_LINEAR);
1779
1780   if (NbAllEdgsAndFaces == NbQuadFacesAndEdgs) {
1781     //Quadratic mesh
1782     return SMESH_MesherHelper::QUADRATIC;
1783   }
1784   else if (NbAllEdgsAndFaces == NbFacesAndEdges) {
1785     //Linear mesh
1786     return SMESH_MesherHelper::LINEAR;
1787   }
1788   else
1789     //Mesh with both type of elements
1790     return SMESH_MesherHelper::COMP;
1791 }
1792
1793 //=======================================================================
1794 //function : GetOtherParam
1795 //purpose  : Return an alternative parameter for a node on seam
1796 //=======================================================================
1797
1798 double SMESH_MesherHelper::GetOtherParam(const double param) const
1799 {
1800   int i = myParIndex & U_periodic ? 0 : 1;
1801   return fabs(param-myPar1[i]) < fabs(param-myPar2[i]) ? myPar2[i] : myPar1[i];
1802 }
1803
1804 //#include <Perf_Meter.hxx>
1805
1806 //=======================================================================
1807 namespace { // Structures used by FixQuadraticElements()
1808 //=======================================================================
1809
1810 #define __DMP__(txt) \
1811   //cout << txt
1812 #define MSG(txt) __DMP__(txt<<endl)
1813 #define MSGBEG(txt) __DMP__(txt)
1814
1815   //const double straightTol2 = 1e-33; // to detect straing links
1816   bool isStraightLink(double linkLen2, double middleNodeMove2)
1817   {
1818     // straight if <node move> < 1/15 * <link length>
1819     return middleNodeMove2 < 1/15./15. * linkLen2;
1820   }
1821
1822   struct QFace;
1823   // ---------------------------------------
1824   /*!
1825    * \brief Quadratic link knowing its faces
1826    */
1827   struct QLink: public SMESH_TLink
1828   {
1829     const SMDS_MeshNode*          _mediumNode;
1830     mutable vector<const QFace* > _faces;
1831     mutable gp_Vec                _nodeMove;
1832     mutable int                   _nbMoves;
1833
1834     QLink(const SMDS_MeshNode* n1, const SMDS_MeshNode* n2, const SMDS_MeshNode* nm):
1835       SMESH_TLink( n1,n2 ), _mediumNode(nm), _nodeMove(0,0,0), _nbMoves(0) {
1836       _faces.reserve(4);
1837       //if ( MediumPos() != SMDS_TOP_3DSPACE )
1838         _nodeMove = MediumPnt() - MiddlePnt();
1839     }
1840     void SetContinuesFaces() const;
1841     const QFace* GetContinuesFace( const QFace* face ) const;
1842     bool OnBoundary() const;
1843     gp_XYZ MiddlePnt() const { return ( XYZ( node1() ) + XYZ( node2() )) / 2.; }
1844     gp_XYZ MediumPnt() const { return XYZ( _mediumNode ); }
1845
1846     SMDS_TypeOfPosition MediumPos() const
1847     { return _mediumNode->GetPosition()->GetTypeOfPosition(); }
1848     SMDS_TypeOfPosition EndPos(bool isSecond) const
1849     { return (isSecond ? node2() : node1())->GetPosition()->GetTypeOfPosition(); }
1850     const SMDS_MeshNode* EndPosNode(SMDS_TypeOfPosition pos) const
1851     { return EndPos(0) == pos ? node1() : EndPos(1) == pos ? node2() : 0; }
1852
1853     void Move(const gp_Vec& move, bool sum=false) const
1854     { _nodeMove += move; _nbMoves += sum ? (_nbMoves==0) : 1; }
1855     gp_XYZ Move() const { return _nodeMove.XYZ() / _nbMoves; }
1856     bool IsMoved() const { return (_nbMoves > 0 && !IsStraight()); }
1857     bool IsStraight() const
1858     { return isStraightLink( (XYZ(node1())-XYZ(node2())).SquareModulus(),
1859                              _nodeMove.SquareMagnitude());
1860     }
1861     bool operator<(const QLink& other) const {
1862       return (node1()->GetID() == other.node1()->GetID() ?
1863               node2()->GetID() < other.node2()->GetID() :
1864               node1()->GetID() < other.node1()->GetID());
1865     }
1866 //     struct PtrComparator {
1867 //       bool operator() (const QLink* l1, const QLink* l2 ) const { return *l1 < *l2; }
1868 //     };
1869   };
1870   // ---------------------------------------------------------
1871   /*!
1872    * \brief Link in the chain of links; it connects two faces
1873    */
1874   struct TChainLink
1875   {
1876     const QLink*         _qlink;
1877     mutable const QFace* _qfaces[2];
1878
1879     TChainLink(const QLink* qlink=0):_qlink(qlink) {
1880       _qfaces[0] = _qfaces[1] = 0;
1881     }
1882     void SetFace(const QFace* face) const { int iF = _qfaces[0] ? 1 : 0; _qfaces[iF]=face; }
1883
1884     bool IsBoundary() const { return !_qfaces[1]; }
1885
1886     void RemoveFace( const QFace* face ) const
1887     { _qfaces[(face == _qfaces[1])] = 0; if (!_qfaces[0]) std::swap(_qfaces[0],_qfaces[1]); }
1888
1889     const QFace* NextFace( const QFace* f ) const
1890     { return _qfaces[0]==f ? _qfaces[1] : _qfaces[0]; }
1891
1892     const SMDS_MeshNode* NextNode( const SMDS_MeshNode* n ) const
1893     { return n == _qlink->node1() ? _qlink->node2() : _qlink->node1(); }
1894
1895     bool operator<(const TChainLink& other) const { return *_qlink < *other._qlink; }
1896
1897     operator bool() const { return (_qlink); }
1898
1899     const QLink* operator->() const { return _qlink; }
1900
1901     gp_Vec Normal() const;
1902   };
1903   // --------------------------------------------------------------------
1904   typedef list< TChainLink > TChain;
1905   typedef set < TChainLink > TLinkSet;
1906   typedef TLinkSet::const_iterator TLinkInSet;
1907
1908   const int theFirstStep = 5;
1909
1910   enum { ERR_OK, ERR_TRI, ERR_PRISM, ERR_UNKNOWN }; // errors of QFace::GetLinkChain()
1911   // --------------------------------------------------------------------
1912   /*!
1913    * \brief Face shared by two volumes and bound by QLinks
1914    */
1915   struct QFace: public TIDSortedNodeSet
1916   {
1917     mutable const SMDS_MeshElement* _volumes[2];
1918     mutable vector< const QLink* >  _sides;
1919     mutable bool                    _sideIsAdded[4]; // added in chain of links
1920     gp_Vec                          _normal;
1921 #ifdef _DEBUG_
1922     mutable const SMDS_MeshElement* _face;
1923 #endif
1924
1925     QFace( const vector< const QLink*>& links, const SMDS_MeshElement* face=0 );
1926
1927     void SetVolume(const SMDS_MeshElement* v) const { _volumes[ _volumes[0] ? 1 : 0 ] = v; }
1928
1929     int NbVolumes() const { return !_volumes[0] ? 0 : !_volumes[1] ? 1 : 2; }
1930
1931     void AddSelfToLinks() const {
1932       for ( int i = 0; i < _sides.size(); ++i )
1933         _sides[i]->_faces.push_back( this );
1934     }
1935     int LinkIndex( const QLink* side ) const {
1936       for (int i=0; i<_sides.size(); ++i ) if ( _sides[i] == side ) return i;
1937       return -1;
1938     }
1939     bool GetLinkChain( int iSide, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& err) const;
1940
1941     bool GetLinkChain( TChainLink& link, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& err) const
1942     {
1943       int i = LinkIndex( link._qlink );
1944       if ( i < 0 ) return true;
1945       _sideIsAdded[i] = true;
1946       link.SetFace( this );
1947       // continue from opposite link
1948       return GetLinkChain( (i+2)%_sides.size(), chain, pos, err );
1949     }
1950     bool IsBoundary() const { return !_volumes[1]; }
1951
1952     bool Contains( const SMDS_MeshNode* node ) const { return count(node); }
1953
1954     bool IsSpoiled(const QLink* bentLink ) const;
1955
1956     TLinkInSet GetBoundaryLink( const TLinkSet&      links,
1957                                 const TChainLink&    avoidLink,
1958                                 TLinkInSet *         notBoundaryLink = 0,
1959                                 const SMDS_MeshNode* nodeToContain = 0,
1960                                 bool *               isAdjacentUsed = 0,
1961                                 int                  nbRecursionsLeft = -1) const;
1962
1963     TLinkInSet GetLinkByNode( const TLinkSet&      links,
1964                               const TChainLink&    avoidLink,
1965                               const SMDS_MeshNode* nodeToContain) const;
1966
1967     const SMDS_MeshNode* GetNodeInFace() const {
1968       for ( int iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
1969         if ( _sides[iL]->MediumPos() == SMDS_TOP_FACE ) return _sides[iL]->_mediumNode;
1970       return 0;
1971     }
1972
1973     gp_Vec LinkNorm(const int i, SMESH_MesherHelper* theFaceHelper=0) const;
1974
1975     double MoveByBoundary( const TChainLink&   theLink,
1976                            const gp_Vec&       theRefVec,
1977                            const TLinkSet&     theLinks,
1978                            SMESH_MesherHelper* theFaceHelper=0,
1979                            const double        thePrevLen=0,
1980                            const int           theStep=theFirstStep,
1981                            gp_Vec*             theLinkNorm=0,
1982                            double              theSign=1.0) const;
1983   };
1984
1985   //================================================================================
1986   /*!
1987    * \brief Dump QLink and QFace
1988    */
1989   ostream& operator << (ostream& out, const QLink& l)
1990   {
1991     out <<"QLink nodes: "
1992         << l.node1()->GetID() << " - "
1993         << l._mediumNode->GetID() << " - "
1994         << l.node2()->GetID() << endl;
1995     return out;
1996   }
1997   ostream& operator << (ostream& out, const QFace& f)
1998   {
1999     out <<"QFace nodes: "/*<< &f << "  "*/;
2000     for ( TIDSortedNodeSet::const_iterator n = f.begin(); n != f.end(); ++n )
2001       out << (*n)->GetID() << " ";
2002     out << " \tvolumes: "
2003         << (f._volumes[0] ? f._volumes[0]->GetID() : 0) << " "
2004         << (f._volumes[1] ? f._volumes[1]->GetID() : 0);
2005     out << "  \tNormal: "<< f._normal.X() <<", "<<f._normal.Y() <<", "<<f._normal.Z() << endl;
2006     return out;
2007   }
2008
2009   //================================================================================
2010   /*!
2011    * \brief Construct QFace from QLinks
2012    */
2013   //================================================================================
2014
2015   QFace::QFace( const vector< const QLink*>& links, const SMDS_MeshElement* face )
2016   {
2017     _volumes[0] = _volumes[1] = 0;
2018     _sides = links;
2019     _sideIsAdded[0]=_sideIsAdded[1]=_sideIsAdded[2]=_sideIsAdded[3]=false;
2020     _normal.SetCoord(0,0,0);
2021     for ( int i = 1; i < _sides.size(); ++i ) {
2022       const QLink *l1 = _sides[i-1], *l2 = _sides[i];
2023       insert( l1->node1() ); insert( l1->node2() );
2024       // compute normal
2025       gp_Vec v1( XYZ( l1->node2()), XYZ( l1->node1()));
2026       gp_Vec v2( XYZ( l2->node1()), XYZ( l2->node2()));
2027       if ( l1->node1() != l2->node1() && l1->node2() != l2->node2() )
2028         v1.Reverse();
2029       _normal += v1 ^ v2;
2030     }
2031     double normSqSize = _normal.SquareMagnitude();
2032     if ( normSqSize > numeric_limits<double>::min() )
2033       _normal /= sqrt( normSqSize );
2034     else
2035       _normal.SetCoord(1e-33,0,0);
2036
2037 #ifdef _DEBUG_
2038     _face = face;
2039 #endif
2040   }
2041   //================================================================================
2042   /*!
2043    * \brief Make up a chain of links
2044    *  \param iSide - link to add first
2045    *  \param chain - chain to fill in
2046    *  \param pos   - postion of medium nodes the links should have
2047    *  \param error - out, specifies what is wrong
2048    *  \retval bool - false if valid chain can't be built; "valid" means that links
2049    *                 of the chain belongs to rectangles bounding hexahedrons
2050    */
2051   //================================================================================
2052
2053   bool QFace::GetLinkChain( int iSide, TChain& chain, SMDS_TypeOfPosition pos, int& error) const
2054   {
2055     if ( iSide >= _sides.size() ) // wrong argument iSide
2056       return false;
2057     if ( _sideIsAdded[ iSide ]) // already in chain
2058       return true;
2059
2060     if ( _sides.size() != 4 ) { // triangle - visit all my continous faces
2061       MSGBEG( *this );
2062       TLinkSet links;
2063       list< const QFace* > faces( 1, this );
2064       while ( !faces.empty() ) {
2065         const QFace* face = faces.front();
2066         for ( int i = 0; i < face->_sides.size(); ++i ) {
2067           if ( !face->_sideIsAdded[i] && face->_sides[i] ) {
2068             face->_sideIsAdded[i] = true;
2069             // find a face side in the chain
2070             TLinkInSet chLink = links.insert( TChainLink(face->_sides[i])).first;
2071 //             TChain::iterator chLink = chain.begin();
2072 //             for ( ; chLink != chain.end(); ++chLink )
2073 //               if ( chLink->_qlink == face->_sides[i] )
2074 //                 break;
2075 //             if ( chLink == chain.end() )
2076 //               chLink = chain.insert( chain.begin(), TChainLink(face->_sides[i]));
2077             // add a face to a chained link and put a continues face in the queue
2078             chLink->SetFace( face );
2079             if ( face->_sides[i]->MediumPos() >= pos )
2080               if ( const QFace* contFace = face->_sides[i]->GetContinuesFace( face ))
2081                 faces.push_back( contFace );
2082           }
2083         }
2084         faces.pop_front();
2085       }
2086       if ( error < ERR_TRI )
2087         error = ERR_TRI;
2088       chain.insert( chain.end(), links.begin(),links.end() );
2089       return false;
2090     }
2091     _sideIsAdded[iSide] = true; // not to add this link to chain again
2092     const QLink* link = _sides[iSide];
2093     if ( !link)
2094       return true;
2095
2096     // add link into chain
2097     TChain::iterator chLink = chain.insert( chain.begin(), TChainLink(link));
2098     chLink->SetFace( this );
2099     MSGBEG( *this );
2100
2101     // propagate from quadrangle to neighbour faces
2102     if ( link->MediumPos() >= pos ) {
2103       int nbLinkFaces = link->_faces.size();
2104       if ( nbLinkFaces == 4 || (nbLinkFaces < 4 && link->OnBoundary())) {
2105         // hexahedral mesh or boundary quadrangles - goto a continous face
2106         if ( const QFace* f = link->GetContinuesFace( this ))
2107           return f->GetLinkChain( *chLink, chain, pos, error );
2108       }
2109       else {
2110         TChainLink chLink(link); // side face of prismatic mesh - visit all faces of iSide
2111         for ( int i = 0; i < nbLinkFaces; ++i )
2112           if ( link->_faces[i] )
2113             link->_faces[i]->GetLinkChain( chLink, chain, pos, error );
2114         if ( error < ERR_PRISM )
2115           error = ERR_PRISM;
2116         return false;
2117       }
2118     }
2119     return true;
2120   }
2121
2122   //================================================================================
2123   /*!
2124    * \brief Return a boundary link of the triangle face
2125    *  \param links - set of all links
2126    *  \param avoidLink - link not to return
2127    *  \param notBoundaryLink - out, neither the returned link nor avoidLink
2128    *  \param nodeToContain - node the returned link must contain; if provided, search
2129    *                         also performed on adjacent faces
2130    *  \param isAdjacentUsed - returns true if link is found in adjacent faces
2131    *  \param nbRecursionsLeft - to limit recursion
2132    */
2133   //================================================================================
2134
2135   TLinkInSet QFace::GetBoundaryLink( const TLinkSet&      links,
2136                                      const TChainLink&    avoidLink,
2137                                      TLinkInSet *         notBoundaryLink,
2138                                      const SMDS_MeshNode* nodeToContain,
2139                                      bool *               isAdjacentUsed,
2140                                      int                  nbRecursionsLeft) const
2141   {
2142     TLinkInSet linksEnd = links.end(), boundaryLink = linksEnd;
2143
2144     typedef list< pair< const QFace*, TLinkInSet > > TFaceLinkList;
2145     TFaceLinkList adjacentFaces;
2146
2147     for ( int iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
2148     {
2149       if ( avoidLink._qlink == _sides[iL] )
2150         continue;
2151       TLinkInSet link = links.find( _sides[iL] );
2152       if ( link == linksEnd ) continue;
2153       if ( (*link)->MediumPos() > SMDS_TOP_FACE )
2154         continue; // We work on faces here, don't go inside a solid
2155
2156       // check link
2157       if ( link->IsBoundary() ) {
2158         if ( !nodeToContain ||
2159              (*link)->node1() == nodeToContain ||
2160              (*link)->node2() == nodeToContain )
2161         {
2162           boundaryLink = link;
2163           if ( !notBoundaryLink ) break;
2164         }
2165       }
2166       else if ( notBoundaryLink ) {
2167         *notBoundaryLink = link;
2168         if ( boundaryLink != linksEnd ) break;
2169       }
2170
2171       if ( boundaryLink == linksEnd && nodeToContain ) // collect adjacent faces
2172         if ( const QFace* adj = link->NextFace( this ))
2173           if ( adj->Contains( nodeToContain ))
2174             adjacentFaces.push_back( make_pair( adj, link ));
2175     }
2176
2177     if ( isAdjacentUsed ) *isAdjacentUsed = false;
2178     if ( boundaryLink == linksEnd && nodeToContain && nbRecursionsLeft) // check adjacent faces
2179     {
2180       if ( nbRecursionsLeft < 0 )
2181         nbRecursionsLeft = nodeToContain->NbInverseElements();
2182       TFaceLinkList::iterator adj = adjacentFaces.begin();
2183       for ( ; boundaryLink == linksEnd && adj != adjacentFaces.end(); ++adj )
2184         boundaryLink = adj->first->GetBoundaryLink( links, *(adj->second), 0, nodeToContain,
2185                                                     isAdjacentUsed, nbRecursionsLeft-1);
2186       if ( isAdjacentUsed ) *isAdjacentUsed = true;
2187     }
2188     return boundaryLink;
2189   }
2190   //================================================================================
2191   /*!
2192    * \brief Return a link ending at the given node but not avoidLink
2193    */
2194   //================================================================================
2195
2196   TLinkInSet QFace::GetLinkByNode( const TLinkSet&      links,
2197                                    const TChainLink&    avoidLink,
2198                                    const SMDS_MeshNode* nodeToContain) const
2199   {
2200     for ( int i = 0; i < _sides.size(); ++i )
2201       if ( avoidLink._qlink != _sides[i] &&
2202            (_sides[i]->node1() == nodeToContain || _sides[i]->node2() == nodeToContain ))
2203         return links.find( _sides[ i ]);
2204     return links.end();
2205   }
2206
2207   //================================================================================
2208   /*!
2209    * \brief Return normal to the i-th side pointing outside the face
2210    */
2211   //================================================================================
2212
2213   gp_Vec QFace::LinkNorm(const int i, SMESH_MesherHelper* /*uvHelper*/) const
2214   {
2215     gp_Vec norm, vecOut;
2216 //     if ( uvHelper ) {
2217 //       TopoDS_Face face = TopoDS::Face( uvHelper->GetSubShape());
2218 //       const SMDS_MeshNode* inFaceNode = uvHelper->GetNodeUVneedInFaceNode() ? GetNodeInFace() : 0;
2219 //       gp_XY uv1 = uvHelper->GetNodeUV( face, _sides[i]->node1(), inFaceNode );
2220 //       gp_XY uv2 = uvHelper->GetNodeUV( face, _sides[i]->node2(), inFaceNode );
2221 //       norm.SetCoord( uv1.Y() - uv2.Y(), uv2.X() - uv1.X(), 0 );
2222
2223 //       const QLink* otherLink = _sides[(i + 1) % _sides.size()];
2224 //       const SMDS_MeshNode* otherNode =
2225 //         otherLink->node1() == _sides[i]->node1() ? otherLink->node2() : otherLink->node1();
2226 //       gp_XY pIn = uvHelper->GetNodeUV( face, otherNode, inFaceNode );
2227 //       vecOut.SetCoord( uv1.X() - pIn.X(), uv1.Y() - pIn.Y(), 0 );
2228 //     }
2229 //     else {
2230       norm = _normal ^ gp_Vec( XYZ(_sides[i]->node1()), XYZ(_sides[i]->node2()));
2231       gp_XYZ pIn = ( XYZ( _sides[0]->node1() ) +
2232                      XYZ( _sides[0]->node2() ) +
2233                      XYZ( _sides[1]->node1() )) / 3.;
2234       vecOut.SetXYZ( _sides[i]->MiddlePnt() - pIn );
2235       //}
2236     if ( norm * vecOut < 0 )
2237       norm.Reverse();
2238     double mag2 = norm.SquareMagnitude();
2239     if ( mag2 > numeric_limits<double>::min() )
2240       norm /= sqrt( mag2 );
2241     return norm;
2242   }
2243   //================================================================================
2244   /*!
2245    * \brief Move medium node of theLink according to its distance from boundary
2246    *  \param theLink - link to fix
2247    *  \param theRefVec - movement of boundary
2248    *  \param theLinks - all adjacent links of continous triangles
2249    *  \param theFaceHelper - helper is not used so far
2250    *  \param thePrevLen - distance from the boundary
2251    *  \param theStep - number of steps till movement propagation limit
2252    *  \param theLinkNorm - out normal to theLink
2253    *  \param theSign - 1 or -1 depending on movement of boundary
2254    *  \retval double - distance from boundary to propagation limit or other boundary
2255    */
2256   //================================================================================
2257
2258   double QFace::MoveByBoundary( const TChainLink&   theLink,
2259                                 const gp_Vec&       theRefVec,
2260                                 const TLinkSet&     theLinks,
2261                                 SMESH_MesherHelper* theFaceHelper,
2262                                 const double        thePrevLen,
2263                                 const int           theStep,
2264                                 gp_Vec*             theLinkNorm,
2265                                 double              theSign) const
2266   {
2267     if ( !theStep )
2268       return thePrevLen; // propagation limit reached
2269
2270     int iL; // index of theLink
2271     for ( iL = 0; iL < _sides.size(); ++iL )
2272       if ( theLink._qlink == _sides[ iL ])
2273         break;
2274
2275     MSG(string(theStep,'.')<<" Ref( "<<theRefVec.X()<<","<<theRefVec.Y()<<","<<theRefVec.Z()<<" )"
2276         <<" thePrevLen " << thePrevLen);
2277     MSG(string(theStep,'.')<<" "<<*theLink._qlink);
2278
2279     gp_Vec linkNorm = -LinkNorm( iL/*, theFaceHelper*/ ); // normal to theLink
2280     double refProj = theRefVec * linkNorm; // project movement vector to normal of theLink
2281     if ( theStep == theFirstStep )
2282       theSign = refProj < 0. ? -1. : 1.;
2283     else if ( theSign * refProj < 0.4 * theRefVec.Magnitude())
2284       return thePrevLen; // to propagate movement forward only, not in side dir or backward
2285
2286     int iL1 = (iL + 1) % 3, iL2 = (iL + 2) % 3; // indices of the two other links of triangle
2287     TLinkInSet link1 = theLinks.find( _sides[iL1] );
2288     TLinkInSet link2 = theLinks.find( _sides[iL2] );
2289     if ( link1 == theLinks.end() || link2 == theLinks.end() )
2290       return thePrevLen;
2291     const QFace* f1 = link1->NextFace( this ); // adjacent faces
2292     const QFace* f2 = link2->NextFace( this );
2293
2294     // propagate to adjacent faces till limit step or boundary
2295     double len1 = thePrevLen + (theLink->MiddlePnt() - _sides[iL1]->MiddlePnt()).Modulus();
2296     double len2 = thePrevLen + (theLink->MiddlePnt() - _sides[iL2]->MiddlePnt()).Modulus();
2297     gp_Vec linkDir1(0,0,0); // initialize to avoid valgrind error ("Conditional jump...")
2298     gp_Vec linkDir2(0,0,0);
2299     try {
2300       OCC_CATCH_SIGNALS;
2301       if ( f1 )
2302         len1 = f1->MoveByBoundary
2303           ( *link1, theRefVec, theLinks, theFaceHelper, len1, theStep-1, &linkDir1, theSign);
2304       else
2305         linkDir1 = LinkNorm( iL1/*, theFaceHelper*/ );
2306     } catch (...) {
2307       MSG( " --------------- EXCEPTION");
2308       return thePrevLen;
2309     }
2310     try {
2311       OCC_CATCH_SIGNALS;
2312       if ( f2 )
2313         len2 = f2->MoveByBoundary
2314           ( *link2, theRefVec, theLinks, theFaceHelper, len2, theStep-1, &linkDir2, theSign);
2315       else
2316         linkDir2 = LinkNorm( iL2/*, theFaceHelper*/ );
2317     } catch (...) {
2318       MSG( " --------------- EXCEPTION");
2319       return thePrevLen;
2320     }
2321
2322     double fullLen = 0;
2323     if ( theStep != theFirstStep )
2324     {
2325       // choose chain length by direction of propagation most codirected with theRefVec
2326       bool choose1 = ( theRefVec * linkDir1 * theSign > theRefVec * linkDir2 * theSign );
2327       fullLen = choose1 ? len1 : len2;
2328       double r = thePrevLen / fullLen;
2329
2330       gp_Vec move = linkNorm * refProj * ( 1 - r );
2331       theLink->Move( move, true );
2332
2333       MSG(string(theStep,'.')<<" Move "<< theLink->_mediumNode->GetID()<<
2334           " by " << refProj * ( 1 - r ) << " following " <<
2335           (choose1 ? *link1->_qlink : *link2->_qlink));
2336
2337       if ( theLinkNorm ) *theLinkNorm = linkNorm;
2338     }
2339     return fullLen;
2340   }
2341
2342   //================================================================================
2343   /*!
2344    * \brief Checks if the face is distorted due to bentLink
2345    */
2346   //================================================================================
2347
2348   bool QFace::IsSpoiled(const QLink* bentLink ) const
2349   {
2350     // code is valid for convex faces only
2351     gp_XYZ gc(0,0,0);
2352     for ( TIDSortedNodeSet::const_iterator n = begin(); n!=end(); ++n)
2353       gc += XYZ( *n ) / size();
2354     for (unsigned i = 0; i < _sides.size(); ++i )
2355     {
2356       if ( _sides[i] == bentLink ) continue;
2357       gp_Vec linkNorm = _normal ^ gp_Vec( XYZ(_sides[i]->node1()), XYZ(_sides[i]->node2()));
2358       gp_Vec vecOut( gc, _sides[i]->MiddlePnt() );
2359       if ( linkNorm * vecOut < 0 )
2360         linkNorm.Reverse();
2361       double mag2 = linkNorm.SquareMagnitude();
2362       if ( mag2 > numeric_limits<double>::min() )
2363         linkNorm /= sqrt( mag2 );
2364       gp_Vec vecBent    ( _sides[i]->MiddlePnt(), bentLink->MediumPnt());
2365       gp_Vec vecStraight( _sides[i]->MiddlePnt(), bentLink->MiddlePnt());
2366       if ( vecBent * linkNorm > -0.1*vecStraight.Magnitude() )
2367         return true;
2368     }
2369     return false;
2370
2371   }
2372
2373   //================================================================================
2374   /*!
2375    * \brief Find pairs of continues faces
2376    */
2377   //================================================================================
2378
2379   void QLink::SetContinuesFaces() const
2380   {
2381     //       x0         x - QLink, [-|] - QFace, v - volume
2382     //   v0  |   v1
2383     //       |          Between _faces of link x2 two vertical faces are continues
2384     // x1----x2-----x3  and two horizontal faces are continues. We set vertical faces
2385     //       |          to _faces[0] and _faces[1] and horizontal faces to
2386     //   v2  |   v3     _faces[2] and _faces[3] (or vise versa).
2387     //       x4
2388
2389     if ( _faces.empty() )
2390       return;
2391     int iFaceCont = -1;
2392     for ( int iF = 1; iFaceCont < 0 && iF < _faces.size(); ++iF )
2393     {
2394       // look for a face bounding none of volumes bound by _faces[0]
2395       bool sameVol = false;
2396       int nbVol = _faces[iF]->NbVolumes();
2397       for ( int iV = 0; !sameVol && iV < nbVol; ++iV )
2398         sameVol = ( _faces[iF]->_volumes[iV] == _faces[0]->_volumes[0] ||
2399                     _faces[iF]->_volumes[iV] == _faces[0]->_volumes[1]);
2400       if ( !sameVol )
2401         iFaceCont = iF;
2402     }
2403     if ( iFaceCont > 0 ) // continues faces found, set one by the other
2404     {
2405       if ( iFaceCont != 1 )
2406         std::swap( _faces[1], _faces[iFaceCont] );
2407     }
2408     else if ( _faces.size() > 1 ) // not found, set NULL by the first face
2409     {
2410       _faces.insert( ++_faces.begin(), 0 );
2411     }
2412   }
2413   //================================================================================
2414   /*!
2415    * \brief Return a face continues to the given one
2416    */
2417   //================================================================================
2418
2419   const QFace* QLink::GetContinuesFace( const QFace* face ) const
2420   {
2421     for ( int i = 0; i < _faces.size(); ++i ) {
2422       if ( _faces[i] == face ) {
2423         int iF = i < 2 ? 1-i : 5-i;
2424         return iF < _faces.size() ? _faces[iF] : 0;
2425       }
2426     }
2427     return 0;
2428   }
2429   //================================================================================
2430   /*!
2431    * \brief True if link is on mesh boundary
2432    */
2433   //================================================================================
2434
2435   bool QLink::OnBoundary() const
2436   {
2437     for ( int i = 0; i < _faces.size(); ++i )
2438       if (_faces[i] && _faces[i]->IsBoundary()) return true;
2439     return false;
2440   }
2441   //================================================================================
2442   /*!
2443    * \brief Return normal of link of the chain
2444    */
2445   //================================================================================
2446
2447   gp_Vec TChainLink::Normal() const {
2448     gp_Vec norm;
2449     if (_qfaces[0]) norm  = _qfaces[0]->_normal;
2450     if (_qfaces[1]) norm += _qfaces[1]->_normal;
2451     return norm;
2452   }
2453   //================================================================================
2454   /*!
2455    * \brief Move medium nodes of vertical links of pentahedrons adjacent by side faces
2456    */
2457   //================================================================================
2458
2459   void fixPrism( TChain& allLinks )
2460   {
2461     // separate boundary links from internal ones
2462     typedef set<const QLink*/*, QLink::PtrComparator*/> QLinkSet;
2463     QLinkSet interLinks, bndLinks1, bndLink2;
2464
2465     bool isCurved = false;
2466     for ( TChain::iterator lnk = allLinks.begin(); lnk != allLinks.end(); ++lnk ) {
2467       if ( (*lnk)->OnBoundary() )
2468         bndLinks1.insert( lnk->_qlink );
2469       else
2470         interLinks.insert( lnk->_qlink );
2471       isCurved = isCurved || !(*lnk)->IsStraight();
2472     }
2473     if ( !isCurved )
2474       return; // no need to move
2475
2476     QLinkSet *curBndLinks = &bndLinks1, *newBndLinks = &bndLink2;
2477
2478     while ( !interLinks.empty() && !curBndLinks->empty() )
2479     {
2480       // propagate movement from boundary links to connected internal links
2481       QLinkSet::iterator bnd = curBndLinks->begin(), bndEnd = curBndLinks->end();
2482       for ( ; bnd != bndEnd; ++bnd )
2483       {
2484         const QLink* bndLink = *bnd;
2485         for ( int i = 0; i < bndLink->_faces.size(); ++i ) // loop on faces of bndLink
2486         {
2487           const QFace* face = bndLink->_faces[i]; // quadrange lateral face of a prism
2488           if ( !face ) continue;
2489           // find and move internal link opposite to bndLink within the face
2490           int interInd = ( face->LinkIndex( bndLink ) + 2 ) % face->_sides.size();
2491           const QLink* interLink = face->_sides[ interInd ];
2492           QLinkSet::iterator pInterLink = interLinks.find( interLink );
2493           if ( pInterLink == interLinks.end() ) continue; // not internal link
2494           interLink->Move( bndLink->_nodeMove );
2495           // treated internal links become new boundary ones
2496           interLinks. erase( pInterLink );
2497           newBndLinks->insert( interLink );
2498         }
2499       }
2500       curBndLinks->clear();
2501       std::swap( curBndLinks, newBndLinks );
2502     }
2503   }
2504
2505   //================================================================================
2506   /*!
2507    * \brief Fix links of continues triangles near curved boundary
2508    */
2509   //================================================================================
2510
2511   void fixTriaNearBoundary( TChain & allLinks, SMESH_MesherHelper& /*helper*/)
2512   {
2513     if ( allLinks.empty() ) return;
2514
2515     TLinkSet linkSet( allLinks.begin(), allLinks.end());
2516     TLinkInSet linkIt = linkSet.begin(), linksEnd = linkSet.end();
2517
2518     for ( linkIt = linkSet.begin(); linkIt != linksEnd; ++linkIt)
2519     {
2520       if ( linkIt->IsBoundary() && !(*linkIt)->IsStraight() && linkIt->_qfaces[0])
2521       {
2522         // move iff a boundary link is bent towards inside of a face (issue 0021084)
2523         const QFace* face = linkIt->_qfaces[0];
2524         gp_XYZ pIn = ( face->_sides[0]->MiddlePnt() +
2525                        face->_sides[1]->MiddlePnt() +
2526                        face->_sides[2]->MiddlePnt() ) / 3.;
2527         gp_XYZ insideDir( pIn - (*linkIt)->MiddlePnt());
2528         bool linkBentInside = ((*linkIt)->_nodeMove.Dot( insideDir ) > 0 );
2529         //if ( face->IsSpoiled( linkIt->_qlink ))
2530         if ( linkBentInside )
2531           face->MoveByBoundary( *linkIt, (*linkIt)->_nodeMove, linkSet );
2532       }
2533     }
2534   }
2535
2536   //================================================================================
2537   /*!
2538    * \brief Detect rectangular structure of links and build chains from them
2539    */
2540   //================================================================================
2541
2542   enum TSplitTriaResult {
2543     _OK, _NO_CORNERS, _FEW_ROWS, _MANY_ROWS, _NO_SIDELINK, _BAD_MIDQUAD, _NOT_RECT,
2544     _NO_MIDQUAD, _NO_UPTRIA, _BAD_SET_SIZE, _BAD_CORNER, _BAD_START, _NO_BOTLINK, _TWISTED_CHAIN };
2545
2546   TSplitTriaResult splitTrianglesIntoChains( TChain &            allLinks,
2547                                              vector< TChain> &   resultChains,
2548                                              SMDS_TypeOfPosition pos )
2549   {
2550     // put links in the set and evalute number of result chains by number of boundary links
2551     TLinkSet linkSet;
2552     int nbBndLinks = 0;
2553     for ( TChain::iterator lnk = allLinks.begin(); lnk != allLinks.end(); ++lnk ) {
2554       linkSet.insert( *lnk );
2555       nbBndLinks += lnk->IsBoundary();
2556     }
2557     resultChains.clear();
2558     resultChains.reserve( nbBndLinks / 2 );
2559
2560     TLinkInSet linkIt, linksEnd = linkSet.end();
2561
2562     // find a boundary link with corner node; corner node has position pos-2
2563     // i.e. SMDS_TOP_VERTEX for links on faces and SMDS_TOP_EDGE for
2564     // links in volume
2565     SMDS_TypeOfPosition cornerPos = SMDS_TypeOfPosition(pos-2);
2566     const SMDS_MeshNode* corner = 0;
2567     for ( linkIt = linkSet.begin(); linkIt != linksEnd; ++linkIt )
2568       if ( linkIt->IsBoundary() && (corner = (*linkIt)->EndPosNode(cornerPos)))
2569         break;
2570     if ( !corner)
2571       return _NO_CORNERS;
2572
2573     TLinkInSet           startLink = linkIt;
2574     const SMDS_MeshNode* startCorner = corner;
2575     vector< TChain* >    rowChains;
2576     int iCol = 0;
2577
2578     while ( startLink != linksEnd) // loop on columns
2579     {
2580       // We suppose we have a rectangular structure like shown here. We have found a
2581       //               corner of the rectangle (startCorner) and a boundary link sharing
2582       //    |/  |/  |  the startCorner (startLink). We are going to loop on rows of the
2583       //  --o---o---o  structure making several chains at once. One chain (columnChain)
2584       //    |\  |  /|  starts at startLink and continues upward (we look at the structure
2585       //  \ | \ | / |  from such point that startLink is on the bottom of the structure).
2586       //   \|  \|/  |  While going upward we also fill horizontal chains (rowChains) we
2587       //  --o---o---o  encounter.
2588       //   /|\  |\  |
2589       //  / | \ | \ |  startCorner
2590       //    |  \|  \|,'
2591       //  --o---o---o
2592       //          `.startLink
2593
2594       if ( resultChains.size() == nbBndLinks / 2 )
2595         return _NOT_RECT;
2596       resultChains.push_back( TChain() );
2597       TChain& columnChain = resultChains.back();
2598
2599       TLinkInSet botLink = startLink; // current horizontal link to go up from
2600       corner = startCorner; // current corner the botLink ends at
2601       int iRow = 0;
2602       while ( botLink != linksEnd ) // loop on rows
2603       {
2604         // add botLink to the columnChain
2605         columnChain.push_back( *botLink );
2606
2607         const QFace* botTria = botLink->_qfaces[0]; // bottom triangle bound by botLink
2608         if ( !botTria )
2609         { // the column ends
2610           if ( botLink == startLink )
2611             return _TWISTED_CHAIN; // issue 0020951
2612           linkSet.erase( botLink );
2613           if ( iRow != rowChains.size() )
2614             return _FEW_ROWS; // different nb of rows in columns
2615           break;
2616         }
2617         // find the link dividing the quadrangle (midQuadLink) and vertical boundary
2618         // link ending at <corner> (sideLink); there are two cases:
2619         // 1) midQuadLink does not end at <corner>, then we easily find it by botTria,
2620         //   since midQuadLink is not at boundary while sideLink is.
2621         // 2) midQuadLink ends at <corner>
2622         bool isCase2;
2623         TLinkInSet midQuadLink = linksEnd;
2624         TLinkInSet sideLink = botTria->GetBoundaryLink( linkSet, *botLink, &midQuadLink,
2625                                                         corner, &isCase2 );
2626         if ( isCase2 ) { // find midQuadLink among links of botTria
2627           midQuadLink = botTria->GetLinkByNode( linkSet, *botLink, corner );
2628           if ( midQuadLink->IsBoundary() )
2629             return _BAD_MIDQUAD;
2630         }
2631         if ( sideLink == linksEnd || midQuadLink == linksEnd || sideLink == midQuadLink )
2632           return sideLink == linksEnd ? _NO_SIDELINK : _NO_MIDQUAD;
2633
2634         // fill chains
2635         columnChain.push_back( *midQuadLink );
2636         if ( iRow >= rowChains.size() ) {
2637           if ( iCol > 0 )
2638             return _MANY_ROWS; // different nb of rows in columns
2639           if ( resultChains.size() == nbBndLinks / 2 )
2640             return _NOT_RECT;
2641           resultChains.push_back( TChain() );
2642           rowChains.push_back( & resultChains.back() );
2643         }
2644         rowChains[iRow]->push_back( *sideLink );
2645         rowChains[iRow]->push_back( *midQuadLink );
2646
2647         const QFace* upTria = midQuadLink->NextFace( botTria ); // upper tria of the rectangle
2648         if ( !upTria)
2649           return _NO_UPTRIA;
2650         if ( iRow == 0 ) {
2651           // prepare startCorner and startLink for the next column
2652           startCorner = startLink->NextNode( startCorner );
2653           if (isCase2)
2654             startLink = botTria->GetBoundaryLink( linkSet, *botLink, 0, startCorner );
2655           else
2656             startLink = upTria->GetBoundaryLink( linkSet, *midQuadLink, 0, startCorner );
2657           // check if no more columns remains
2658           if ( startLink != linksEnd ) {
2659             const SMDS_MeshNode* botNode = startLink->NextNode( startCorner );
2660             if ( (isCase2 ? botTria : upTria)->Contains( botNode ))
2661               startLink = linksEnd; // startLink bounds upTria or botTria
2662             else if ( startLink == botLink || startLink == midQuadLink || startLink == sideLink )
2663               return _BAD_START;
2664           }
2665         }
2666         // find bottom link and corner for the next row
2667         corner = sideLink->NextNode( corner );
2668         // next bottom link ends at the new corner
2669         linkSet.erase( botLink );
2670         botLink = upTria->GetLinkByNode( linkSet, (isCase2 ? *sideLink : *midQuadLink), corner );
2671         if ( botLink == linksEnd || botLink == midQuadLink || botLink == sideLink)
2672           return _NO_BOTLINK;
2673         if ( midQuadLink == startLink || sideLink == startLink )
2674           return _TWISTED_CHAIN; // issue 0020951
2675         linkSet.erase( midQuadLink );
2676         linkSet.erase( sideLink );
2677
2678         // make faces neighboring the found ones be boundary
2679         if ( startLink != linksEnd ) {
2680           const QFace* tria = isCase2 ? botTria : upTria;
2681           for ( int iL = 0; iL < 3; ++iL ) {
2682             linkIt = linkSet.find( tria->_sides[iL] );
2683             if ( linkIt != linksEnd )
2684               linkIt->RemoveFace( tria );
2685           }
2686         }
2687         if ( botLink->_qfaces[0] == upTria || botLink->_qfaces[1] == upTria )
2688           botLink->RemoveFace( upTria ); // make next botTria first in vector
2689
2690         iRow++;
2691       } // loop on rows
2692
2693       iCol++;
2694     }
2695     // In the linkSet, there must remain the last links of rowChains; add them
2696     if ( linkSet.size() != rowChains.size() )
2697       return _BAD_SET_SIZE;
2698     for ( int iRow = 0; iRow < rowChains.size(); ++iRow ) {
2699       // find the link (startLink) ending at startCorner
2700       corner = 0;
2701       for ( startLink = linkSet.begin(); startLink != linksEnd; ++startLink ) {
2702         if ( (*startLink)->node1() == startCorner ) {
2703           corner = (*startLink)->node2(); break;
2704         }
2705         else if ( (*startLink)->node2() == startCorner) {
2706           corner = (*startLink)->node1(); break;
2707         }
2708       }
2709       if ( startLink == linksEnd )
2710         return _BAD_CORNER;
2711       rowChains[ iRow ]->push_back( *startLink );
2712       linkSet.erase( startLink );
2713       startCorner = corner;
2714     }
2715
2716     return _OK;
2717   }
2718 } //namespace
2719
2720 //=======================================================================
2721 /*!
2722  * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
2723  * \param volumeOnly - to fix nodes on faces or not, if the shape is solid
2724  *
2725  * Issue 0020307: EDF 992 SMESH : Linea/Quadratic with Medium Node on Geometry
2726  */
2727 //=======================================================================
2728
2729 void SMESH_MesherHelper::FixQuadraticElements(bool volumeOnly)
2730 {
2731   // 0. Apply algorithm to solids or geom faces
2732   // ----------------------------------------------
2733   if ( myShape.IsNull() ) {
2734     if ( !myMesh->HasShapeToMesh() ) return;
2735     SetSubShape( myMesh->GetShapeToMesh() );
2736
2737 #ifdef _DEBUG_
2738     int nbSolids = 0;
2739     TopTools_IndexedMapOfShape solids;
2740     TopExp::MapShapes(myShape,TopAbs_SOLID,solids);
2741     nbSolids = solids.Extent();
2742 #endif
2743     TopTools_MapOfShape faces; // faces not in solid or in not meshed solid
2744     for ( TopExp_Explorer f(myShape,TopAbs_FACE,TopAbs_SOLID); f.More(); f.Next() ) {
2745       faces.Add( f.Current() ); // not in solid
2746     }
2747     for ( TopExp_Explorer s(myShape,TopAbs_SOLID); s.More(); s.Next() ) {
2748       if ( myMesh->GetSubMesh( s.Current() )->IsEmpty() ) { // get faces of solid
2749         for ( TopExp_Explorer f( s.Current(), TopAbs_FACE); f.More(); f.Next() )
2750           faces.Add( f.Current() ); // in not meshed solid
2751       }
2752       else { // fix nodes in the solid and its faces
2753         MSG("FIX SOLID " << nbSolids-- << " #" << GetMeshDS()->ShapeToIndex(s.Current()));
2754         SMESH_MesherHelper h(*myMesh);
2755         h.SetSubShape( s.Current() );
2756         h.FixQuadraticElements(false);
2757       }
2758     }
2759     // fix nodes on geom faces
2760 #ifdef _DEBUG_
2761     //int nbfaces = faces.Extent();
2762 #endif
2763     for ( TopTools_MapIteratorOfMapOfShape fIt( faces ); fIt.More(); fIt.Next() ) {
2764       MSG("FIX FACE " << nbfaces-- << " #" << GetMeshDS()->ShapeToIndex(fIt.Key()));
2765       SMESH_MesherHelper h(*myMesh);
2766       h.SetSubShape( fIt.Key() );
2767       h.FixQuadraticElements(true);
2768     }
2769     //perf_print_all_meters(1);
2770     return;
2771   }
2772
2773   // 1. Find out type of elements and get iterator on them
2774   // ---------------------------------------------------
2775
2776   SMDS_ElemIteratorPtr elemIt;
2777   SMDSAbs_ElementType elemType = SMDSAbs_All;
2778
2779   SMESH_subMesh* submesh = myMesh->GetSubMeshContaining( myShapeID );
2780   if ( !submesh )
2781     return;
2782   if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = submesh->GetSubMeshDS() ) {
2783     elemIt = smDS->GetElements();
2784     if ( elemIt->more() ) {
2785       elemType = elemIt->next()->GetType();
2786       elemIt = smDS->GetElements();
2787     }
2788   }
2789   if ( !elemIt || !elemIt->more() || elemType < SMDSAbs_Face )
2790     return;
2791
2792   // 2. Fill in auxiliary data structures
2793   // ----------------------------------
2794
2795   set< QLink > links;
2796   set< QFace > faces;
2797   set< QLink >::iterator pLink;
2798   set< QFace >::iterator pFace;
2799
2800   bool isCurved = false;
2801   //bool hasRectFaces = false;
2802   //set<int> nbElemNodeSet;
2803
2804   if ( elemType == SMDSAbs_Volume )
2805   {
2806     SMDS_VolumeTool volTool;
2807     while ( elemIt->more() ) // loop on volumes
2808     {
2809       const SMDS_MeshElement* vol = elemIt->next();
2810       if ( !vol->IsQuadratic() || !volTool.Set( vol ))
2811         return; //continue;
2812       for ( int iF = 0; iF < volTool.NbFaces(); ++iF ) // loop on faces of volume
2813       {
2814         int nbN = volTool.NbFaceNodes( iF );
2815         //nbElemNodeSet.insert( nbN );
2816         const SMDS_MeshNode** faceNodes = volTool.GetFaceNodes( iF );
2817         vector< const QLink* > faceLinks( nbN/2 );
2818         for ( int iN = 0; iN < nbN; iN += 2 ) // loop on links of a face
2819         {
2820           // store QLink
2821           QLink link( faceNodes[iN], faceNodes[iN+2], faceNodes[iN+1] );
2822           pLink = links.insert( link ).first;
2823           faceLinks[ iN/2 ] = & *pLink;
2824           if ( !isCurved )
2825             isCurved = !link.IsStraight();
2826           if ( link.MediumPos() == SMDS_TOP_3DSPACE && !link.IsStraight() )
2827             return; // already fixed
2828         }
2829         // store QFace
2830         pFace = faces.insert( QFace( faceLinks )).first;
2831         if ( pFace->NbVolumes() == 0 )
2832           pFace->AddSelfToLinks();
2833         pFace->SetVolume( vol );
2834 //         hasRectFaces = hasRectFaces ||
2835 //           ( volTool.GetVolumeType() == SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA ||
2836 //             volTool.GetVolumeType() == SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA );
2837 #ifdef _DEBUG_
2838         if ( nbN == 6 )
2839           pFace->_face = GetMeshDS()->FindFace(faceNodes[0],faceNodes[2],faceNodes[4]);
2840         else
2841           pFace->_face = GetMeshDS()->FindFace(faceNodes[0],faceNodes[2],
2842                                                faceNodes[4],faceNodes[6] );
2843 #endif
2844       }
2845     }
2846     set< QLink >::iterator pLink = links.begin();
2847     for ( ; pLink != links.end(); ++pLink )
2848       pLink->SetContinuesFaces();
2849   }
2850   else
2851   {
2852     while ( elemIt->more() ) // loop on faces
2853     {
2854       const SMDS_MeshElement* face = elemIt->next();
2855       if ( !face->IsQuadratic() )
2856         continue;
2857       //nbElemNodeSet.insert( face->NbNodes() );
2858       int nbN = face->NbNodes()/2;
2859       vector< const QLink* > faceLinks( nbN );
2860       for ( int iN = 0; iN < nbN; ++iN ) // loop on links of a face
2861       {
2862         // store QLink
2863         QLink link( face->GetNode(iN), face->GetNode((iN+1)%nbN), face->GetNode(iN+nbN) );
2864         pLink = links.insert( link ).first;
2865         faceLinks[ iN ] = & *pLink;
2866         if ( !isCurved )
2867           isCurved = !link.IsStraight();
2868       }
2869       // store QFace
2870       pFace = faces.insert( QFace( faceLinks )).first;
2871       pFace->AddSelfToLinks();
2872       //hasRectFaces = ( hasRectFaces || nbN == 4 );
2873     }
2874   }
2875   if ( !isCurved )
2876     return; // no curved edges of faces
2877
2878   // 3. Compute displacement of medium nodes
2879   // -------------------------------------
2880
2881   // two loops on faces: the first is to treat boundary links, the second is for internal ones
2882   TopLoc_Location loc;
2883   // not treat boundary of volumic submesh
2884   int isInside = ( elemType == SMDSAbs_Volume && volumeOnly ) ? 1 : 0;
2885   for ( ; isInside < 2; ++isInside ) {
2886     MSG( "--------------- LOOP (inside=" << isInside << ") ------------------");
2887     SMDS_TypeOfPosition pos = isInside ? SMDS_TOP_3DSPACE : SMDS_TOP_FACE;
2888     SMDS_TypeOfPosition bndPos = isInside ? SMDS_TOP_FACE : SMDS_TOP_EDGE;
2889
2890     for ( pFace = faces.begin(); pFace != faces.end(); ++pFace ) {
2891       if ( bool(isInside) == pFace->IsBoundary() )
2892         continue;
2893       for ( int dir = 0; dir < 2; ++dir ) // 2 directions of propagation from quadrangle
2894       {
2895         MSG( "CHAIN");
2896         // make chain of links connected via continues faces
2897         int error = ERR_OK;
2898         TChain rawChain;
2899         if ( !pFace->GetLinkChain( dir, rawChain, pos, error) && error ==ERR_UNKNOWN ) continue;
2900         rawChain.reverse();
2901         if ( !pFace->GetLinkChain( dir+2, rawChain, pos, error ) && error ==ERR_UNKNOWN ) continue;
2902
2903         vector< TChain > chains;
2904         if ( error == ERR_OK ) { // chain contains continues rectangles
2905           chains.resize(1);
2906           chains[0].splice( chains[0].begin(), rawChain );
2907         }
2908         else if ( error == ERR_TRI ) {  // chain contains continues triangles
2909           TSplitTriaResult res = splitTrianglesIntoChains( rawChain, chains, pos );
2910           if ( res != _OK ) { // not quadrangles split into triangles
2911             fixTriaNearBoundary( rawChain, *this );
2912             break;
2913           }
2914         }
2915         else if ( error == ERR_PRISM ) { // quadrangle side faces of prisms
2916           fixPrism( rawChain );
2917           break;
2918         }
2919         else {
2920           continue;
2921         }
2922         for ( int iC = 0; iC < chains.size(); ++iC )
2923         {
2924           TChain& chain = chains[iC];
2925           if ( chain.empty() ) continue;
2926           if ( chain.front()->IsStraight() && chain.back()->IsStraight() ) {
2927             MSG("3D straight - ignore");
2928             continue;
2929           }
2930           if ( chain.front()->MediumPos() > bndPos ||
2931                chain.back()->MediumPos() > bndPos ) {
2932             MSG("Internal chain - ignore");
2933             continue;
2934           }
2935           // mesure chain length and compute link position along the chain
2936           double chainLen = 0;
2937           vector< double > linkPos;
2938           MSGBEG( "Link medium nodes: ");
2939           TChain::iterator link0 = chain.begin(), link1 = chain.begin(), link2;
2940           for ( ++link1; link1 != chain.end(); ++link1, ++link0 ) {
2941             MSGBEG( (*link0)->_mediumNode->GetID() << "-" <<(*link1)->_mediumNode->GetID()<<" ");
2942             double len = ((*link0)->MiddlePnt() - (*link1)->MiddlePnt()).Modulus();
2943             while ( len < numeric_limits<double>::min() ) { // remove degenerated link
2944               link1 = chain.erase( link1 );
2945               if ( link1 == chain.end() )
2946                 break;
2947               len = ((*link0)->MiddlePnt() - (*link1)->MiddlePnt()).Modulus();
2948             }
2949             chainLen += len;
2950             linkPos.push_back( chainLen );
2951           }
2952           MSG("");
2953           if ( linkPos.size() < 2 )
2954             continue;
2955
2956           gp_Vec move0 = chain.front()->_nodeMove;
2957           gp_Vec move1 = chain.back ()->_nodeMove;
2958
2959           TopoDS_Face face;
2960           bool checkUV = true;
2961           if ( !isInside ) {
2962             // compute node displacement of end links in parametric space of face
2963             const SMDS_MeshNode* nodeOnFace = (*(++chain.begin()))->_mediumNode;
2964             TopoDS_Shape f = GetSubShapeByNode( nodeOnFace, GetMeshDS() );
2965             if ( !f.IsNull() && f.ShapeType() == TopAbs_FACE )
2966             {
2967               face = TopoDS::Face( f );
2968               Handle(Geom_Surface) surf = BRep_Tool::Surface(face,loc);
2969               bool isStraight[2];
2970               for ( int is1 = 0; is1 < 2; ++is1 ) // move0 or move1
2971               {
2972                 TChainLink& link = is1 ? chain.back() : chain.front();
2973                 gp_XY uvm = GetNodeUV( face, link->_mediumNode, nodeOnFace, &checkUV);
2974                 gp_XY uv1 = GetNodeUV( face, link->node1(), nodeOnFace, &checkUV);
2975                 gp_XY uv2 = GetNodeUV( face, link->node2(), nodeOnFace, &checkUV);
2976                 gp_XY uv12 = GetMiddleUV( surf, uv1, uv2);
2977                 // uvMove = uvm - uv12
2978                 gp_XY uvMove = applyIn2D(surf, uvm, uv12, gp_XY_Subtracted, /*inPeriod=*/false);
2979                 ( is1 ? move1 : move0 ).SetCoord( uvMove.X(), uvMove.Y(), 0 );
2980                 if ( !is1 ) // correct nodeOnFace for move1 (issue 0020919)
2981                   nodeOnFace = (*(++chain.rbegin()))->_mediumNode;
2982                 isStraight[is1] = isStraightLink( (uv2-uv1).SquareModulus(),uvMove.SquareModulus());
2983               }
2984 //               if ( move0.SquareMagnitude() < straightTol2 &&
2985 //                    move1.SquareMagnitude() < straightTol2 ) {
2986               if ( isStraight[0] && isStraight[1] ) {
2987                 MSG("2D straight - ignore");
2988                 continue; // straight - no need to move nodes of internal links
2989               }
2990             }
2991           }
2992           gp_Trsf trsf;
2993           if ( isInside || face.IsNull() )
2994           {
2995             // compute node displacement of end links in their local coord systems
2996             {
2997               TChainLink& ln0 = chain.front(), ln1 = *(++chain.begin());
2998               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), ln0.Normal(),
2999                                               gp_Vec( ln0->MiddlePnt(), ln1->MiddlePnt() )));
3000               move0.Transform(trsf);
3001             }
3002             {
3003               TChainLink& ln0 = *(++chain.rbegin()), ln1 = chain.back();
3004               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), ln1.Normal(),
3005                                               gp_Vec( ln0->MiddlePnt(), ln1->MiddlePnt() )));
3006               move1.Transform(trsf);
3007             }
3008           }
3009           // compute displacement of medium nodes
3010           link2 = chain.begin();
3011           link0 = link2++;
3012           link1 = link2++;
3013           for ( int i = 0; link2 != chain.end(); ++link0, ++link1, ++link2, ++i )
3014           {
3015             double r = linkPos[i] / chainLen;
3016             // displacement in local coord system
3017             gp_Vec move = (1. - r) * move0 + r * move1;
3018             if ( isInside || face.IsNull()) {
3019               // transform to global
3020               gp_Vec x01( (*link0)->MiddlePnt(), (*link1)->MiddlePnt() );
3021               gp_Vec x12( (*link1)->MiddlePnt(), (*link2)->MiddlePnt() );
3022               gp_Vec x = x01.Normalized() + x12.Normalized();
3023               trsf.SetTransformation( gp_Ax3( gp::Origin(), link1->Normal(), x), gp_Ax3() );
3024               move.Transform(trsf);
3025             }
3026             else {
3027               // compute 3D displacement by 2D one
3028               Handle(Geom_Surface) s = BRep_Tool::Surface(face,loc);
3029               gp_XY oldUV   = GetNodeUV( face, (*link1)->_mediumNode, 0, &checkUV);
3030               gp_XY newUV   = applyIn2D( s, oldUV, gp_XY( move.X(),move.Y()), gp_XY_Added);
3031               gp_Pnt newPnt = s->Value( newUV.X(), newUV.Y());
3032               move = gp_Vec( XYZ((*link1)->_mediumNode), newPnt.Transformed(loc) );
3033 #ifdef _DEBUG_
3034               if ( (XYZ((*link1)->node1()) - XYZ((*link1)->node2())).SquareModulus() <
3035                    move.SquareMagnitude())
3036               {
3037                 gp_XY uv0 = GetNodeUV( face, (*link0)->_mediumNode, 0, &checkUV);
3038                 gp_XY uv2 = GetNodeUV( face, (*link2)->_mediumNode, 0, &checkUV);
3039                 MSG( "TOO LONG MOVE \t" <<
3040                      "uv0: "<<uv0.X()<<", "<<uv0.Y()<<" \t" <<
3041                      "uv2: "<<uv2.X()<<", "<<uv2.Y()<<" \t" <<
3042                      "uvOld: "<<oldUV.X()<<", "<<oldUV.Y()<<" \t" <<
3043                      "newUV: "<<newUV.X()<<", "<<newUV.Y()<<" \t");
3044               }
3045 #endif
3046             }
3047             (*link1)->Move( move );
3048             MSG( "Move " << (*link1)->_mediumNode->GetID() << " following "
3049                  << chain.front()->_mediumNode->GetID() <<"-"
3050                  << chain.back ()->_mediumNode->GetID() <<
3051                  " by " << move.Magnitude());
3052           }
3053         } // loop on chains of links
3054       } // loop on 2 directions of propagation from quadrangle
3055     } // loop on faces
3056   }
3057
3058   // 4. Move nodes
3059   // -----------
3060
3061   for ( pLink = links.begin(); pLink != links.end(); ++pLink ) {
3062     if ( pLink->IsMoved() ) {
3063       //gp_Pnt p = pLink->MediumPnt() + pLink->Move();
3064       gp_Pnt p = pLink->MiddlePnt() + pLink->Move();
3065       GetMeshDS()->MoveNode( pLink->_mediumNode, p.X(), p.Y(), p.Z());
3066     }
3067   }
3068 }
3069
3070 //=======================================================================
3071 /*!
3072  * \brief Iterator on ancestors of the given type
3073  */
3074 //=======================================================================
3075
3076 struct TAncestorsIterator : public SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>
3077 {
3078   TopTools_ListIteratorOfListOfShape _ancIter;
3079   TopAbs_ShapeEnum                   _type;
3080   TopTools_MapOfShape                _encountered;
3081   TAncestorsIterator( const TopTools_ListOfShape& ancestors, TopAbs_ShapeEnum type)
3082     : _ancIter( ancestors ), _type( type )
3083   {
3084     if ( _ancIter.More() ) {
3085       if ( _ancIter.Value().ShapeType() != _type ) next();
3086       else _encountered.Add( _ancIter.Value() );
3087     }
3088   }
3089   virtual bool more()
3090   {
3091     return _ancIter.More();
3092   }
3093   virtual const TopoDS_Shape* next()
3094   {
3095     const TopoDS_Shape* s = _ancIter.More() ? & _ancIter.Value() : 0;
3096     if ( _ancIter.More() )
3097       for ( _ancIter.Next();  _ancIter.More(); _ancIter.Next())
3098         if ( _ancIter.Value().ShapeType() == _type && _encountered.Add( _ancIter.Value() ))
3099           break;
3100     return s;
3101   }
3102 };
3103
3104 //=======================================================================
3105 /*!
3106  * \brief Return iterator on ancestors of the given type
3107  */
3108 //=======================================================================
3109
3110 PShapeIteratorPtr SMESH_MesherHelper::GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
3111                                                    const SMESH_Mesh&   mesh,
3112                                                    TopAbs_ShapeEnum    ancestorType)
3113 {
3114   return PShapeIteratorPtr( new TAncestorsIterator( mesh.GetAncestors(shape), ancestorType));
3115 }