src/SMESH/SMESH_MesherHelper.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2016  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
  34 #include <Geom_Surface.hxx>
  35 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  36 #include <TopoDS_Face.hxx>
  37 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  38 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  39
  40 #include <map>
  41 #include <vector>
  42
  43 class GeomAPI_ProjectPointOnCurve;
  44 class GeomAPI_ProjectPointOnSurf;
  45 class SMDS_MeshNode;
  46 class SMESHDS_Hypothesis;
  47 class SMESH_Gen;
  48 class SMESH_ProxyMesh;
  49
  50 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>           TLinkNodeMap;
  51 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItTLinkNode;
  52
  53 typedef SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>  PShapeIterator;
  54 typedef boost::shared_ptr< PShapeIterator > PShapeIteratorPtr;
  55
  56 typedef std::vector<const SMDS_MeshNode* > TNodeColumn;
  57 typedef std::map< double, TNodeColumn >    TParam2ColumnMap;
  58
  59 typedef gp_XY (*xyFunPtr)(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2);
  60
  61 //=======================================================================
  62 /*!
  63  * \brief It helps meshers to add elements and provides other utilities
  64  *
  65  * - It allows meshers not to care about creation of medium nodes
  66  * when filling a quadratic mesh. Helper does it itself.
  67  * It defines order of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
  68  * is called.
  69  * - It provides information on a shape it is initialized with:
  70  * periodicity, presence of singularities etc.
  71  * - ...
  72  */
  73 //=======================================================================
  74
  75 class SMESH_EXPORT SMESH_MesherHelper
  76 {
  77  public:
  78   // ---------- PUBLIC UTILITIES ----------
  79
  80   /*!
  81    * \brief Returns true if all elements of a sub-mesh are of same shape
  82     * \param smDS - sub-mesh to check elements of
  83     * \param shape - expected shape of elements
  84     * \param nullSubMeshRes - result value for the case of smDS == NULL
  85     * \retval bool - check result
  86    */
  87   static bool IsSameElemGeometry(const SMESHDS_SubMesh* smDS,
  88                                  SMDSAbs_GeometryType   shape,
  89                                  const bool             nullSubMeshRes = true);
  90
  91   /*!
  92    * \brief Load nodes bound to face into a map of node columns
  93     * \param theParam2ColumnMap - map of node columns to fill
  94     * \param theFace - the face on which nodes are searched for
  95     * \param theBaseSide - the edges holding nodes on which columns' bases
  96     * \param theMesh - the mesh containing nodes
  97     * \retval bool - false if something is wrong
  98    *
  99    * The key of the map is a normalized parameter of each
 100    * base node on theBaseSide. Edges in theBaseSide must be sequenced.
 101    * This method works in supposition that nodes on the face
 102    * forms a structured grid and elements can be quardrangles or triangles
 103    */
 104   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap &            theParam2ColumnMap,
 105                               const TopoDS_Face&            theFace,
 106                               const std::list<TopoDS_Edge>& theBaseSide,
 107                               SMESHDS_Mesh*                 theMesh,
 108                               SMESH_ProxyMesh*              theProxyMesh=0);
 109   /*!
 110    * \brief Variant of LoadNodeColumns() above with theBaseSide given by one edge
 111    */
 112   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
 113                               const TopoDS_Face& theFace,
 114                               const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
 115                               SMESHDS_Mesh*      theMesh,
 116                               SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh=0);
 117   /*!
 118    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is structured
 119    */
 120   static bool IsStructured( SMESH_subMesh* faceSM );
 121
 122   /*!
 123    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is distored
 124    */
 125   static bool IsDistorted2D( SMESH_subMesh* faceSM, bool checkUV=false );
 126
 127   /*!
 128    * \brief Returns true if given node is medium
 129     * \param n - node to check
 130     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 131     * \retval bool - check result
 132    */
 133   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 134                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 135   /*!
 136    * \brief Return support shape of a node
 137    * \param node - the node
 138    * \param meshDS - mesh DS
 139    * \retval TopoDS_Shape - found support shape
 140    * \sa SMESH_Algo::VertexNode( const TopoDS_Vertex&, SMESHDS_Mesh* )
 141    */
 142   static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 143                                         const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
 144
 145   /*!
 146    * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
 147     * \param ind - node index
 148     * \param nbNodes - total nb of nodes
 149     * \retval int - valid node index
 150    */
 151   static inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
 152     return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
 153   }
 154
 155   /*!
 156    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
 157    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
 158    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
 159    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
 160    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
 161    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
 162    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
 163    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
 164    *
 165    *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
 166    *    |
 167    *   a3   p2    a2
 168    *    o---x-----o
 169    *    |   :     |
 170    *    |   :UV   |
 171    * p3 x...O.....x p1
 172    *    |   :     |
 173    *    o---x-----o    ----> X
 174    *   a0   p0    a1
 175    */
 176   inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
 177                               const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
 178                               const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3);
 179
 180   /*!
 181    * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
 182    */
 183   inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
 184                                const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
 185                                const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3);
 186   /*!
 187    * \brief Count nb of sub-shapes
 188     * \param shape - the shape
 189     * \param type - the type of sub-shapes to count
 190     * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, else use explorer
 191     * \retval int - the calculated number
 192    */
 193   static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
 194                    const TopAbs_ShapeEnum type,
 195                    const bool             ignoreSame);
 196
 197   /*!
 198    * \brief Return number of unique ancestors of the shape
 199    */
 200   static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 201                          const SMESH_Mesh&   mesh,
 202                          TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
 203   /*!
 204    * \brief Return iterator on ancestors of the given type, included into a container shape
 205    */
 206   static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 207                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 208                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType,
 209                                         const TopoDS_Shape* container = 0);
 210   /*!
 211    * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
 212    */
 213   static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
 214                                         const TopoDS_Shape& shape2,
 215                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 216                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 217   /*!
 218    * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
 219    */
 220   static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
 221                                            const TopoDS_Shape& subShape);
 222
 223   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
 224
 225   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
 226
 227   static bool IsBlock( const TopoDS_Shape& shape );
 228
 229   static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
 230
 231   static double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
 232                           const TopoDS_Face & F,  const TopoDS_Vertex & V,
 233                           gp_Vec* faceNormal=0);
 234
 235   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
 236
 237   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
 238
 239   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
 240                                        const bool          avoidCompound=false);
 241
 242   static TopoDS_Shape GetShapeOfHypothesis( const SMESHDS_Hypothesis * hyp,
 243                                             const TopoDS_Shape&        shape,
 244                                             SMESH_Mesh*                mesh);
 245
 246
 247 public:
 248   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
 249
 250   // constructor
 251   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
 252
 253   SMESH_Gen*    GetGen() const;
 254
 255   SMESH_Mesh*   GetMesh() const { return myMesh; }
 256
 257   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const;
 258
 259   /*!
 260    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
 261    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
 262    */
 263   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 264
 265   /*!
 266    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
 267    */
 268   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
 269   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 270
 271   /*!
 272    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
 273    */
 274   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
 275   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
 276
 277   /*!
 278    * \brief Return myCreateQuadratic flag
 279    */
 280   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 281
 282   /*
 283    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 284    */
 285   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 286
 287   /*!
 288    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
 289    */
 290   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 291
 292   /*!
 293    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
 294    * \param error - container of fixed distorted elements
 295    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
 296    */
 297   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
 298
 299   /*!
 300    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
 301    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
 302    *        a mesh has no shape to be meshed
 303    */
 304   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
 305   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
 306
 307   /*!
 308    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
 309    */
 310   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
 311   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
 312   /*!
 313    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 314     * \retval int - shape index in SMESHDS
 315    */
 316   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
 317   /*!
 318    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 319    */
 320   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
 321
 322   /*!
 323    * \brief Convert a shape to its index in the SMESHDS_Mesh
 324    */
 325   int ShapeToIndex( const TopoDS_Shape& S ) const;
 326
 327   /*!
 328    * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
 329    */
 330   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
 331   /*!
 332    * Creates quadratic or linear edge
 333    */
 334   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 335                          const SMDS_MeshNode* n2,
 336                          const int id = 0,
 337                          const bool force3d = true);
 338   /*!
 339    * Creates quadratic or linear triangle
 340    */
 341   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 342                          const SMDS_MeshNode* n2,
 343                          const SMDS_MeshNode* n3,
 344                          const int id=0,
 345                          const bool force3d = false);
 346   /*!
 347    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
 348    */
 349   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 350                          const SMDS_MeshNode* n2,
 351                          const SMDS_MeshNode* n3,
 352                          const SMDS_MeshNode* n4,
 353                          const int id = 0,
 354                          const bool force3d = false);
 355   /*!
 356    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
 357    */
 358   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 359                                    const int id = 0,
 360                                    const bool force3d = false);
 361   /*!
 362    * Creates quadratic or linear tetrahedron
 363    */
 364   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 365                              const SMDS_MeshNode* n2,
 366                              const SMDS_MeshNode* n3,
 367                              const SMDS_MeshNode* n4,
 368                              const int id = 0,
 369                              const bool force3d = true);
 370   /*!
 371    * Creates quadratic or linear pyramid
 372    */
 373   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 374                              const SMDS_MeshNode* n2,
 375                              const SMDS_MeshNode* n3,
 376                              const SMDS_MeshNode* n4,
 377                              const SMDS_MeshNode* n5,
 378                              const int id = 0,
 379                              const bool force3d = true);
 380   /*!
 381    * Creates quadratic or linear pentahedron
 382    */
 383   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 384                              const SMDS_MeshNode* n2,
 385                              const SMDS_MeshNode* n3,
 386                              const SMDS_MeshNode* n4,
 387                              const SMDS_MeshNode* n5,
 388                              const SMDS_MeshNode* n6,
 389                              const int id = 0,
 390                              const bool force3d = true);
 391   /*!
 392    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
 393    */
 394   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 395                              const SMDS_MeshNode* n2,
 396                              const SMDS_MeshNode* n3,
 397                              const SMDS_MeshNode* n4,
 398                              const SMDS_MeshNode* n5,
 399                              const SMDS_MeshNode* n6,
 400                              const SMDS_MeshNode* n7,
 401                              const SMDS_MeshNode* n8,
 402                              const int id = 0,
 403                              bool force3d = true);
 404
 405   /*!
 406    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
 407    */
 408   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 409                              const SMDS_MeshNode* n2,
 410                              const SMDS_MeshNode* n3,
 411                              const SMDS_MeshNode* n4,
 412                              const SMDS_MeshNode* n5,
 413                              const SMDS_MeshNode* n6,
 414                              const SMDS_MeshNode* n7,
 415                              const SMDS_MeshNode* n8,
 416                              const SMDS_MeshNode* n9,
 417                              const SMDS_MeshNode* n10,
 418                              const SMDS_MeshNode* n11,
 419                              const SMDS_MeshNode* n12,
 420                              const int id = 0,
 421                              bool force3d = true);
 422
 423   /*!
 424    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
 425    */
 426   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 427                                         const std::vector<int>&                  quantities,
 428                                         const int                                ID=0,
 429                                         const bool                               force3d = true);
 430   /*!
 431    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
 432    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
 433    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
 434    * Default is False
 435    */
 436   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 437
 438   /*!
 439    * \brief Return U of the given node on the edge
 440    */
 441   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
 442                   const SMDS_MeshNode* theNode,
 443                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
 444                   bool*                check=0) const;
 445   /*!
 446    * \brief Return node UV on face
 447    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
 448    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
 449    */
 450   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 451                   const SMDS_MeshNode* n,
 452                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
 453                   bool*                check=0) const;
 454   /*!
 455    * \brief Check and fix node UV on a face
 456    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
 457    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 458    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
 459    */
 460   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 461                    const SMDS_MeshNode* n,
 462                    gp_XY&               uv,
 463                    const double         tol,
 464                    const bool           force=false,
 465                    double               distXYZ[4]=0) const;
 466   /*!
 467    * \brief Check and fix node U on an edge
 468    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
 469    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 470    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
 471    */
 472   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 473                   const SMDS_MeshNode* n,
 474                   double&              u,
 475                   const double         tol,
 476                   const bool           force=false,
 477                   double               distXYZ[4]=0) const;
 478   /*!
 479    * \brief Return middle UV taking in account surface period
 480    */
 481   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 482                            const gp_XY&                uv1,
 483                            const gp_XY&                uv2);
 484   /*!
 485    * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
 486    */
 487   static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
 488                            const gp_XY& uv2,
 489                            const gp_XY& uv3,
 490                            const gp_XY& uv12,
 491                            const gp_XY& uv23,
 492                            const gp_XY& uv31,
 493                            bool *       isBadTria=0);
 494   /*!
 495    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
 496    *       suitable to pass as xyFunPtr to ApplyIn2D().
 497    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
 498    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
 499    *       ApplyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
 500    */
 501 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
 502   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
 503   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 504
 505   /*!
 506    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 507    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 508    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
 509    */
 510   static gp_XY ApplyIn2D(Handle(Geom_Surface) surface,
 511                          const gp_XY&         uv1,
 512                          const gp_XY&         uv2,
 513                          xyFunPtr             fun,
 514                          const bool           resultInPeriod=true);
 515
 516   /*!
 517    * \brief Move node positions on a FACE within surface period
 518    *  \param [in] face - the FACE
 519    *  \param [inout] uv - node positions to adjust
 520    *  \param [in] nbUV - nb of \a uv
 521    */
 522   void AdjustByPeriod( const TopoDS_Face& face, gp_XY uv[], const int nbUV );
 523
 524   /*!
 525    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 526    *  \retval bool - return true if the face is periodic
 527    *
 528    * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 529    * SetSubShape()
 530    */
 531   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
 532
 533   /*!
 534    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 535    */
 536   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 537                                            TopLoc_Location&   loc,
 538                                            double             tol=0 ) const;
 539   /*!
 540    * \brief Return a cached ShapeAnalysis_Surface of a FACE
 541    */
 542   Handle(ShapeAnalysis_Surface) GetSurface(const TopoDS_Face& F ) const;
 543
 544   /*!
 545    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
 546    *  \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 547    *  \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
 548    *
 549    * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
 550    */
 551   bool IsDegenShape(const int subShape) const
 552   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
 553   /*!
 554    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 555    *        has a degenerated edges
 556     * \retval bool - true if it has
 557    */
 558   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
 559
 560   /*!
 561    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 562     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 563     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 564     *
 565     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 566     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 567    */
 568   bool IsSeamShape(const int subShape) const
 569   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 570   /*!
 571    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 572     * \param subShape - edge or vertex
 573     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 574     *
 575     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 576     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 577    */
 578   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
 579   { return IsSeamShape( ShapeToIndex( subShape )); }
 580   /*!
 581    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 582    *  \param subShape - Id of edge or vertex
 583    */
 584   bool IsRealSeam(const int subShape) const
 585   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 586   /*!
 587    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 588    *  \param subShape - edge or vertex
 589    */
 590   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
 591   { return IsRealSeam( ShapeToIndex( subShape )); }
 592   /*!
 593    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 594    *        has a seam edge, i.e. an edge that has two parametric representations
 595    *        on a surface
 596    *  \retval bool - true if it has
 597    */
 598   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
 599   /*!
 600    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 601    *        has a seam edge that encounters twice in a wire
 602    *  \retval bool - true if it has
 603    */
 604   bool HasRealSeam() const { return HasSeam() && ( *mySeamShapeIds.begin() < 0 ); }
 605   /*!
 606    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
 607    *  \retval int - 1 for U, 2 for V direction
 608    */
 609   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
 610   /*!
 611    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
 612    */
 613   double GetOtherParam(const double param) const;
 614
 615   /*!
 616    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
 617    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
 618    *                   two given nodes, else node position is found on its
 619    *                   supporting geometrical shape, if any.
 620    *  \param expectedSupport - shape type corresponding to element being created
 621    *                           , e.g TopAbs_EDGE if SMDSAbs_Edge is created
 622    *                           basing on \a n1 and \a n2
 623    */
 624   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 625                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 626                                      const bool           force3d,
 627                                      TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
 628   /*!
 629    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
 630    *       quadratic face given its 8 nodes.
 631    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 632    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 633    */
 634   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 635                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 636                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 637                                       const SMDS_MeshNode* n4,
 638                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 639                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 640                                       const SMDS_MeshNode* n34,
 641                                       const SMDS_MeshNode* n41,
 642                                       bool                 force3d);
 643   /*!
 644    * \brief Return existing or create a new central node for a
 645    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
 646    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 647    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 648    */
 649   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 650                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 651                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 652                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 653                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 654                                       const SMDS_MeshNode* n31,
 655                                       bool                 force3d);
 656   /*!
 657    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
 658    */
 659   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
 660                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
 661                                                 const bool           useCurSubShape=false,
 662                                                 TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
 663   /*!
 664    * \brief Add a link in my data structure
 665    */
 666   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 667                     const SMDS_MeshNode* n2,
 668                     const SMDS_MeshNode* n12);
 669   /*!
 670    * \brief Add many links in my data structure
 671    */
 672   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
 673     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
 674
 675   bool AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
 676   bool AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
 677   bool AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
 678
 679   /**
 680    * Returns myTLinkNodeMap
 681    */
 682   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
 683
 684   /**
 685    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
 686    * quadratic elements will be created.
 687    * Used then generated 3D mesh without geometry.
 688    */
 689   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
 690   MType IsQuadraticMesh();
 691
 692   virtual ~SMESH_MesherHelper();
 693
 694   static void WriteShape(const TopoDS_Shape& s);
 695
 696  protected:
 697
 698   /*!
 699    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 700    *  \param uv1 - UV on the seam
 701    *  \param uv2 - UV within a face
 702    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
 703    */
 704   gp_Pnt2d getUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 705
 706   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
 707                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
 708                                                    bool                 force3d);
 709
 710   double getFaceMaxTol( const TopoDS_Shape& face ) const;
 711
 712  private:
 713
 714   // forbidden copy constructor
 715   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
 716
 717   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
 718   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
 719   {
 720     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
 721             const SMDS_MeshNode* n2,
 722             const SMDS_MeshNode* n3,
 723             const SMDS_MeshNode* n4=0)
 724     {
 725       TIDSortedNodeSet s;
 726       s.insert(n1);
 727       s.insert(n2);
 728       s.insert(n3);
 729       if ( n4 ) s.insert(n4);
 730       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
 731       first = (*n++)->GetID();
 732       second.first = (*n++)->GetID();
 733       second.second = (*n++)->GetID();
 734     }
 735   };
 736
 737   // maps used during creation of quadratic elements
 738   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
 739   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
 740
 741   std::set< int > myDegenShapeIds;
 742   std::set< int > mySeamShapeIds;
 743   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
 744   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 745
 746   std::map< int, double > myFaceMaxTol;
 747
 748   typedef std::map< int, Handle(ShapeAnalysis_Surface)> TID2Surface;
 749   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* >  TID2ProjectorOnSurf;
 750   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
 751   mutable TID2Surface  myFace2Surface;
 752   TID2ProjectorOnSurf  myFace2Projector;
 753   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 754
 755   TopoDS_Shape    myShape;
 756   SMESH_Mesh*     myMesh;
 757   int             myShapeID;
 758
 759   bool            myCreateQuadratic;
 760   bool            myCreateBiQuadratic;
 761   bool            mySetElemOnShape;
 762   bool            myFixNodeParameters;
 763
 764   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
 765   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
 766   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 767 };
 768
 769 //=======================================================================
 770 inline gp_XY
 771 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 772                             const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
 773                             const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3)
 774 {
 775   return
 776     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 777     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 778 }
 779 //=======================================================================
 780 inline gp_XYZ
 781 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 782                             const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
 783                             const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3)
 784 {
 785   return
 786     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 787     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 788 }
 789 //=======================================================================
 790
 791 #endif