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52567: Transformation operations does not work for Group of Balls
[modules/smesh.git] / src / SMESH / SMESH_MesherHelper.hxx
1 // Copyright (C) 2007-2014  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
2 //
3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
5 //
6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8 // License as published by the Free Software Foundation; either
9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10 //
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14 // Lesser General Public License for more details.
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.hxx
24 // Created:   15.02.06 14:48:09
25 // Author:    Sergey KUUL
26 //
27 #ifndef SMESH_MesherHelper_HeaderFile
28 #define SMESH_MesherHelper_HeaderFile
29
30 #include "SMESH_SMESH.hxx"
31
32 #include "SMESH_MeshEditor.hxx" // needed for many meshers
33 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
34 #include <SMDS_QuadraticEdge.hxx>
35
36 #include <Geom_Surface.hxx>
37 #include <TopoDS_Face.hxx>
38 #include <TopoDS_Shape.hxx>
39 #include <gp_Pnt2d.hxx>
40
41 #include <map>
42 #include <vector>
43
44 class GeomAPI_ProjectPointOnSurf;
45 class GeomAPI_ProjectPointOnCurve;
46 class SMESH_ProxyMesh;
47
48 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>           TLinkNodeMap;
49 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItTLinkNode;
50
51 typedef SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>  PShapeIterator;
52 typedef boost::shared_ptr< PShapeIterator > PShapeIteratorPtr;
53   
54 typedef std::vector<const SMDS_MeshNode* > TNodeColumn;
55 typedef std::map< double, TNodeColumn >    TParam2ColumnMap;
56
57 typedef gp_XY (*xyFunPtr)(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2);
58
59 //=======================================================================
60 /*!
61  * \brief It helps meshers to add elements and provides other utilities
62  *
63  * - It allows meshers not to care about creation of medium nodes
64  * when filling a quadratic mesh. Helper does it itself.
65  * It defines order of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
66  * is called.
67  * - It provides information on a shape it is initialized with:
68  * periodicity, presence of singularities etc.
69  * - ...
70  */
71 //=======================================================================
72
73 class SMESH_EXPORT SMESH_MesherHelper
74 {
75  public:
76   // ---------- PUBLIC UTILITIES ----------
77   
78   /*!
79    * \brief Returns true if all elements of a sub-mesh are of same shape
80     * \param smDS - sub-mesh to check elements of
81     * \param shape - expected shape of elements
82     * \param nullSubMeshRes - result value for the case of smDS == NULL
83     * \retval bool - check result
84    */
85   static bool IsSameElemGeometry(const SMESHDS_SubMesh* smDS,
86                                  SMDSAbs_GeometryType   shape,
87                                  const bool             nullSubMeshRes = true);
88
89   /*!
90    * \brief Load nodes bound to face into a map of node columns
91     * \param theParam2ColumnMap - map of node columns to fill
92     * \param theFace - the face on which nodes are searched for
93     * \param theBaseSide - the edges holding nodes on which columns' bases
94     * \param theMesh - the mesh containing nodes
95     * \retval bool - false if something is wrong
96    * 
97    * The key of the map is a normalized parameter of each
98    * base node on theBaseSide. Edges in theBaseSide must be sequenced.
99    * This method works in supposition that nodes on the face
100    * forms a structured grid and elements can be quardrangles or triangles
101    */
102   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap &            theParam2ColumnMap,
103                               const TopoDS_Face&            theFace,
104                               const std::list<TopoDS_Edge>& theBaseSide,
105                               SMESHDS_Mesh*                 theMesh,
106                               SMESH_ProxyMesh*              theProxyMesh=0);
107   /*!
108    * \brief Variant of LoadNodeColumns() above with theBaseSide given by one edge
109    */
110   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
111                               const TopoDS_Face& theFace,
112                               const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
113                               SMESHDS_Mesh*      theMesh,
114                               SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh=0);
115   /*!
116    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is structured
117    */
118   static bool IsStructured( SMESH_subMesh* faceSM );
119
120   /*!
121    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is distored
122    */
123   static bool IsDistorted2D( SMESH_subMesh* faceSM );
124
125   /*!
126    * \brief Returns true if given node is medium
127     * \param n - node to check
128     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
129     * \retval bool - check result
130    */
131   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
132                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
133   /*!
134    * \brief Return support shape of a node
135    * \param node - the node
136    * \param meshDS - mesh DS
137    * \retval TopoDS_Shape - found support shape
138    * \sa SMESH_Algo::VertexNode( const TopoDS_Vertex&, SMESHDS_Mesh* )
139    */
140   static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
141                                         const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
142
143   /*!
144    * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
145     * \param ind - node index
146     * \param nbNodes - total nb of nodes
147     * \retval int - valid node index
148    */
149   static inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
150     return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
151   }
152
153   /*!
154    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
155    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
156    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
157    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
158    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
159    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
160    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
161    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
162    *
163    *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
164    *    |
165    *   a3   p2    a2
166    *    o---x-----o
167    *    |   :     |
168    *    |   :UV   |
169    * p3 x...O.....x p1
170    *    |   :     |
171    *    o---x-----o    ----> X
172    *   a0   p0    a1
173    */
174   inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
175                               const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
176                               const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3);
177
178   /*!
179    * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
180    */
181   inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
182                                const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
183                                const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3);
184   /*!
185    * \brief Count nb of sub-shapes
186     * \param shape - the shape
187     * \param type - the type of sub-shapes to count
188     * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, esle use explorer
189     * \retval int - the calculated number
190    */
191   static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
192                    const TopAbs_ShapeEnum type,
193                    const bool             ignoreSame);
194
195   /*!
196    * \brief Return number of unique ancestors of the shape
197    */
198   static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
199                          const SMESH_Mesh&   mesh,
200                          TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
201   /*!
202    * \brief Return iterator on ancestors of the given type
203    */
204   static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
205                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
206                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
207   /*!
208    * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
209    */
210   static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
211                                         const TopoDS_Shape& shape2,
212                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
213                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
214   /*!
215    * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
216    */
217   static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
218                                            const TopoDS_Shape& subShape);
219
220   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
221
222   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
223
224   static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
225
226   static double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
227                           const TopoDS_Face & F,  const TopoDS_Vertex & V,
228                           gp_Vec* faceNormal=0);
229
230   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
231
232   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
233
234   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
235                                        const bool          avoidCompound=false);
236
237
238 public:
239   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
240
241   // constructor
242   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
243
244   SMESH_Mesh* GetMesh() const { return myMesh; }
245     
246   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
247     
248   /*!
249    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
250    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
251    */
252   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
253   /*!
254    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
255    */
256
257   /*!
258    * \brief Set myCreateQuadratic flag
259    */
260   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
261   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
262
263   /*!
264    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
265    */
266   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
267   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
268   
269   /*!
270    * \brief Return myCreateQuadratic flag
271    */
272   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
273
274   /*
275    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
276    */
277   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
278
279   /*!
280    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
281    */
282   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
283
284   /*!
285    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
286    * \param error - container of fixed distorted elements
287    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
288    */
289   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
290
291   /*!
292    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
293    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
294    *        a mesh has no shape to be meshed
295    */
296   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
297   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
298
299   /*!
300    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
301    */
302   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
303   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
304   /*!
305    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() 
306     * \retval int - shape index in SMESHDS
307    */
308   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
309   /*!
310    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() 
311    */
312   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
313
314   /*!
315    * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
316    */
317   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
318   /*!
319    * Creates quadratic or linear edge
320    */
321   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
322                          const SMDS_MeshNode* n2,
323                          const int id = 0, 
324                          const bool force3d = true);
325   /*!
326    * Creates quadratic or linear triangle
327    */
328   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
329                          const SMDS_MeshNode* n2,
330                          const SMDS_MeshNode* n3,
331                          const int id=0, 
332                          const bool force3d = false);
333   /*!
334    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
335    */
336   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
337                          const SMDS_MeshNode* n2,
338                          const SMDS_MeshNode* n3,
339                          const SMDS_MeshNode* n4,
340                          const int id = 0,
341                          const bool force3d = false);
342   /*!
343    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
344    */
345   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
346                                    const int id = 0,
347                                    const bool force3d = false);
348   /*!
349    * Creates quadratic or linear tetrahedron
350    */
351   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
352                              const SMDS_MeshNode* n2,
353                              const SMDS_MeshNode* n3,
354                              const SMDS_MeshNode* n4,
355                              const int id = 0,
356                              const bool force3d = true);
357   /*!
358    * Creates quadratic or linear pyramid
359    */
360   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
361                              const SMDS_MeshNode* n2,
362                              const SMDS_MeshNode* n3,
363                              const SMDS_MeshNode* n4,
364                              const SMDS_MeshNode* n5,
365                              const int id = 0,
366                              const bool force3d = true);
367   /*!
368    * Creates quadratic or linear pentahedron
369    */
370   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
371                              const SMDS_MeshNode* n2,
372                              const SMDS_MeshNode* n3,
373                              const SMDS_MeshNode* n4,
374                              const SMDS_MeshNode* n5,
375                              const SMDS_MeshNode* n6,
376                              const int id = 0, 
377                              const bool force3d = true);
378   /*!
379    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
380    */
381   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
382                              const SMDS_MeshNode* n2,
383                              const SMDS_MeshNode* n3,
384                              const SMDS_MeshNode* n4,
385                              const SMDS_MeshNode* n5,
386                              const SMDS_MeshNode* n6,
387                              const SMDS_MeshNode* n7,
388                              const SMDS_MeshNode* n8,
389                              const int id = 0, 
390                              bool force3d = true);
391
392   /*!
393    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
394    */
395   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
396                              const SMDS_MeshNode* n2,
397                              const SMDS_MeshNode* n3,
398                              const SMDS_MeshNode* n4,
399                              const SMDS_MeshNode* n5,
400                              const SMDS_MeshNode* n6,
401                              const SMDS_MeshNode* n7,
402                              const SMDS_MeshNode* n8,
403                              const SMDS_MeshNode* n9,
404                              const SMDS_MeshNode* n10,
405                              const SMDS_MeshNode* n11,
406                              const SMDS_MeshNode* n12,
407                              const int id = 0, 
408                              bool force3d = true);
409
410   /*!
411    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
412    */
413   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
414                                         const std::vector<int>&                  quantities,
415                                         const int                                ID=0,
416                                         const bool                               force3d = true);
417   /*!
418    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
419    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
420    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
421    * Default is False
422    */
423   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
424
425   /*!
426    * \brief Return U of the given node on the edge
427    */
428   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
429                   const SMDS_MeshNode* theNode,
430                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
431                   bool*                check=0) const;
432   /*!
433    * \brief Return node UV on face
434    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
435    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
436    */
437   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
438                   const SMDS_MeshNode* n,
439                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
440                   bool*                check=0) const;
441   /*!
442    * \brief Check and fix node UV on a face
443    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
444    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
445    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
446    */
447   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
448                    const SMDS_MeshNode* n,
449                    gp_XY&               uv,
450                    const double         tol,
451                    const bool           force=false,
452                    double               distXYZ[4]=0) const;
453   /*!
454    * \brief Check and fix node U on an edge
455    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
456    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
457    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
458    */
459   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
460                   const SMDS_MeshNode* n,
461                   double&              u,
462                   const double         tol,
463                   const bool           force=false,
464                   double               distXYZ[4]=0) const;
465   /*!
466    * \brief Return middle UV taking in account surface period
467    */
468   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
469                            const gp_XY&                uv1,
470                            const gp_XY&                uv2);
471   /*!
472    * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
473    */
474   static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
475                            const gp_XY& uv2, 
476                            const gp_XY& uv3, 
477                            const gp_XY& uv12,
478                            const gp_XY& uv23,
479                            const gp_XY& uv31,
480                            bool *       isBadTria=0);
481   /*!
482    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
483    *       suitable to pass as xyFunPtr to applyIn2D().
484    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
485    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
486    *       applyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
487    */
488 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
489   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
490   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
491
492   /*!
493    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
494    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
495    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
496    */
497   static gp_XY applyIn2D(const Handle(Geom_Surface)& surface,
498                          const gp_XY&                uv1,
499                          const gp_XY&                uv2,
500                          xyFunPtr                    fun,
501                          const bool                  resultInPeriod=true);
502                           
503   /*!
504    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
505     * \retval bool - return true if the face is periodic
506     *
507     * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
508     * SetSubShape()
509    */
510   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
511
512   /*!
513    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
514    */
515   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
516                                            TopLoc_Location&   loc,
517                                            double             tol=0 ) const; 
518
519   /*!
520    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
521     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
522     * \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
523     *
524     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
525    */
526   bool IsDegenShape(const int subShape) const
527   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
528   /*!
529    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
530    *        has a degenerated edges
531     * \retval bool - true if it has
532    */
533   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
534
535   /*!
536    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
537     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
538     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
539     *
540     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
541     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
542    */
543   bool IsSeamShape(const int subShape) const
544   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
545   /*!
546    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
547     * \param subShape - edge or vertex
548     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
549     *
550     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
551     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
552    */
553   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
554   { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
555   /*!
556    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
557    *  \param subShape - Id of edge or vertex
558    */
559   bool IsRealSeam(const int subShape) const
560   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
561   /*!
562    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
563    *  \param subShape - edge or vertex
564    */
565   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
566   { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
567   /*!
568    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
569    *        has a seam edge, i.e. an edge that has two parametric representations
570    *        on a surface
571    *  \retval bool - true if it has
572    */
573   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
574   /*!
575    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
576    *        has a seam edge that encounters twice in a wire
577    *  \retval bool - true if it has
578    */
579   bool HasRealSeam() const { return HasSeam() && ( *mySeamShapeIds.begin() < 0 ); }
580   /*!
581    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
582    *  \retval int - 1 for U, 2 for V direction
583    */
584   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
585   /*!
586    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
587    */
588   double GetOtherParam(const double param) const;
589
590   /*!
591    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
592    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
593    *                   two given nodes, else node position is found on its
594    *                   supporting geometrical shape, if any.
595    */
596   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
597                                      const SMDS_MeshNode* n2,
598                                      const bool force3d);
599   /*!
600    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
601    *       quadratic face given its 8 nodes.
602    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
603    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
604    */
605   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
606                                       const SMDS_MeshNode* n2,
607                                       const SMDS_MeshNode* n3,
608                                       const SMDS_MeshNode* n4,
609                                       const SMDS_MeshNode* n12,
610                                       const SMDS_MeshNode* n23,
611                                       const SMDS_MeshNode* n34,
612                                       const SMDS_MeshNode* n41,
613                                       bool                 force3d);
614   /*!
615    * \brief Return existing or create a new central node for a 
616    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
617    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
618    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
619    */
620   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
621                                       const SMDS_MeshNode* n2,
622                                       const SMDS_MeshNode* n3,
623                                       const SMDS_MeshNode* n12,
624                                       const SMDS_MeshNode* n23,
625                                       const SMDS_MeshNode* n31,
626                                       bool                 force3d);
627   /*!
628    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
629    */
630   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
631                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
632                                                 const bool           useCurSubShape=false);
633   /*!
634    * \brief Add a link in my data structure
635    */
636   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
637                     const SMDS_MeshNode* n2,
638                     const SMDS_MeshNode* n12);
639   /*!
640    * \brief Add many links in my data structure
641    */
642   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
643     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
644
645   bool AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
646   bool AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
647   bool AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
648
649   /**
650    * Returns myTLinkNodeMap
651    */
652   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
653
654   /**
655    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
656    * quadratic elements will be created.
657    * Used then generated 3D mesh without geometry.
658    */
659   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
660   MType IsQuadraticMesh();
661   
662   virtual ~SMESH_MesherHelper();
663
664  protected:
665
666   /*!
667    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
668    *  \param uv1 - UV on the seam
669    *  \param uv2 - UV within a face
670    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
671    */
672   gp_Pnt2d GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
673
674   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
675                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
676                                                    bool                 force3d);
677  private:
678
679   // Forbiden copy constructor
680   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
681
682   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
683   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
684   {
685     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
686             const SMDS_MeshNode* n2, 
687             const SMDS_MeshNode* n3,
688             const SMDS_MeshNode* n4=0)
689     {
690       TIDSortedNodeSet s;
691       s.insert(n1);
692       s.insert(n2);
693       s.insert(n3);
694       if ( n4 ) s.insert(n4);
695       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
696       first = (*n++)->GetID();
697       second.first = (*n++)->GetID();
698       second.second = (*n++)->GetID();
699     }
700   };
701
702   // maps used during creation of quadratic elements
703   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
704   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
705
706   std::set< int > myDegenShapeIds;
707   std::set< int > mySeamShapeIds;
708   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
709   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
710
711   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* > TID2ProjectorOnSurf;
712   TID2ProjectorOnSurf myFace2Projector;
713   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
714   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
715
716   TopoDS_Shape    myShape;
717   SMESH_Mesh*     myMesh;
718   int             myShapeID;
719
720   bool            myCreateQuadratic;
721   bool            myCreateBiQuadratic;
722   bool            mySetElemOnShape;
723   bool            myFixNodeParameters;
724
725   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
726   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
727   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
728 };
729
730 //=======================================================================
731 inline gp_XY
732 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
733                             const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
734                             const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3)
735 {
736   return
737     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
738     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
739 }
740 //=======================================================================
741 inline gp_XYZ
742 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
743                             const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
744                             const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3)
745 {
746   return
747     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
748     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
749 }
750 //=======================================================================
751
752 #endif