src/SMESHUtils/SMESH_Slot.cxx

   1 // Copyright (C) 2018-2021  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   7 //
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   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
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  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19 // File      : SMESH_Slot.cxx
  20 // Created   : Fri Nov 30 15:58:37 2018
  21 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  22
  23 #include "SMESH_MeshAlgos.hxx"
  24
  25 #include "ObjectPool.hxx"
  26 #include "SMDS_LinearEdge.hxx"
  27 #include "SMDS_Mesh.hxx"
  28 #include "SMDS_MeshGroup.hxx"
  29
  30 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  31 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  32 #include <NCollection_DataMap.hxx>
  33 #include <NCollection_Map.hxx>
  34 #include <Precision.hxx>
  35 #include <gp_Ax1.hxx>
  36 #include <gp_Cylinder.hxx>
  37 #include <gp_Dir.hxx>
  38 #include <gp_Lin.hxx>
  39 #include <gp_Pln.hxx>
  40 #include <gp_Pnt.hxx>
  41 #include <gp_Vec.hxx>
  42
  43 #include <Utils_SALOME_Exception.hxx>
  44
  45 namespace
  46 {
  47   typedef SMESH_MeshAlgos::Edge TEdge;
  48
  49   //================================================================================
  50   //! point of intersection of a face edge with the cylinder
  51   struct IntPoint
  52   {
  53     SMESH_NodeXYZ myNode;        // point and a node
  54     int           myEdgeIndex;   // face edge index
  55     bool          myIsOutPln[2]; // isOut of two planes
  56
  57     double SquareDistance( const IntPoint& p ) const { return ( myNode-p.myNode ).SquareModulus(); }
  58   };
  59
  60   //================================================================================
  61   //! cut of a face
  62   struct Cut
  63   {
  64     IntPoint myIntPnt1, myIntPnt2;
  65     const SMDS_MeshElement* myFace;
  66
  67     const IntPoint& operator[]( size_t i ) const { return i ? myIntPnt2 : myIntPnt1; }
  68
  69     double SquareDistance( const gp_Pnt& p, gp_XYZ & pClosest ) const
  70     {
  71       gp_Vec edge( myIntPnt1.myNode, myIntPnt2.myNode );
  72       gp_Vec n1p ( myIntPnt1.myNode, p  );
  73       double u = ( edge * n1p ) / edge.SquareMagnitude(); // param [0,1] on the edge
  74       if ( u <= 0. )
  75       {
  76         pClosest = myIntPnt1.myNode;
  77         return n1p.SquareMagnitude();
  78       }
  79       if ( u >= 1. )
  80       {
  81         pClosest = myIntPnt2.myNode;
  82         return p.SquareDistance( myIntPnt2.myNode );
  83       }
  84       pClosest = myIntPnt1.myNode + u * edge.XYZ(); // projection of the point on the edge
  85       return p.SquareDistance( pClosest );
  86     }
  87   };
  88
  89   //================================================================================
  90   //! poly-line segment
  91   struct Segment
  92   {
  93     typedef std::vector< Cut > TCutList;
  94
  95     const SMDS_MeshElement*        myEdge;
  96     TCutList                       myCuts;
  97     std::vector< const IntPoint* > myFreeEnds; // ends of cut edges
  98
  99     Segment( const SMDS_MeshElement* e = 0 ): myEdge(e) { myCuts.reserve( 4 ); }
 100
 101     // return its axis
 102     gp_Ax1 Ax1( bool reversed = false ) const
 103     {
 104       SMESH_NodeXYZ n1 = myEdge->GetNode(  reversed );
 105       SMESH_NodeXYZ n2 = myEdge->GetNode( !reversed );
 106       return gp_Ax1( n1, gp_Dir( n2 - n1 ));
 107     }
 108
 109     // return a node
 110     const SMDS_MeshNode* Node(int i) const
 111     {
 112       return myEdge->GetNode( i % 2 );
 113     }
 114
 115     // store an intersection edge forming the slot border
 116     void AddCutEdge( const IntPoint& p1,
 117                      const IntPoint& p2,
 118                      const SMDS_MeshElement* myFace )
 119     {
 120       myCuts.push_back( Cut({ p1, p2, myFace }));
 121     }
 122
 123     // return number of not shared IntPoint's
 124     int NbFreeEnds( double tol )
 125     {
 126       if ( myCuts.empty() )
 127         return 0;
 128       if ( myFreeEnds.empty() )
 129       {
 130         // remove degenerated cuts
 131         // for ( size_t iC1 = 0; iC1 < myCuts.size(); ++iC1 )
 132         //   if ( myCuts[ iC1 ][ 0 ].myNode == myCuts[ iC1 ][ 1 ].myNode )
 133         //   {
 134         //     if ( iC1 < myCuts.size() - 1 )
 135         //       myCuts[ iC1 ] = myCuts.back();
 136         //     myCuts.pop_back();
 137         //   }
 138
 139         int nbShared = 0;
 140         std::vector< bool > isSharedPnt( myCuts.size() * 2, false );
 141         for ( size_t iC1 = 0; iC1 < myCuts.size() - 1; ++iC1 )
 142           for ( size_t iP1 = 0; iP1 < 2; ++iP1 )
 143           {
 144             size_t i1 = iC1 * 2 + iP1;
 145             if ( isSharedPnt[ i1 ])
 146               continue;
 147             for ( size_t iC2 = iC1 + 1; iC2 < myCuts.size(); ++iC2 )
 148               for ( size_t iP2 = 0; iP2 < 2; ++iP2 )
 149               {
 150                 size_t i2 = iC2 * 2 + iP2;
 151                 if ( isSharedPnt[ i2 ])
 152                   continue;
 153                 if ( myCuts[ iC1 ][ iP1 ].SquareDistance( myCuts[ iC2 ][ iP2 ]) < tol * tol )
 154                 {
 155                   nbShared += 2;
 156                   if ( myCuts[ iC1 ][ 0 ].SquareDistance( myCuts[ iC1 ][ 1 ]) < tol * tol )
 157                     isSharedPnt[ iC1 * 2 ] = isSharedPnt[ iC1 * 2 + 1 ] = true;
 158                   else if ( myCuts[ iC2 ][ 0 ].SquareDistance( myCuts[ iC2 ][ 1 ]) < tol * tol )
 159                     isSharedPnt[ iC2 * 2 ] = isSharedPnt[ iC2 * 2 + 1 ] = true;
 160                   else
 161                     isSharedPnt[ i1 ] = isSharedPnt[ i2 ] = true;
 162                 }
 163               }
 164           }
 165         myFreeEnds.reserve( isSharedPnt.size() - nbShared );
 166         for ( size_t i = 0; i < isSharedPnt.size(); ++i )
 167           if ( !isSharedPnt[ i ] )
 168           {
 169             int iP = i % 2;
 170             int iC = i / 2;
 171             myFreeEnds.push_back( & myCuts[ iC ][ iP ]);
 172           }
 173       }
 174       return myFreeEnds.size();
 175     }
 176   };
 177   typedef ObjectPoolIterator<Segment> TSegmentIterator;
 178
 179
 180   //================================================================================
 181   //! Segments and plane separating domains of segments, at common node
 182   struct NodeData
 183   {
 184     std::vector< Segment* > mySegments;
 185     gp_Ax1                  myPlane; // oriented OK for mySegments[0]
 186
 187     void AddSegment( Segment* seg, const SMDS_MeshNode* n )
 188     {
 189       mySegments.reserve(2);
 190       mySegments.push_back( seg );
 191       if ( mySegments.size() == 1 )
 192       {
 193         myPlane = mySegments[0]->Ax1( mySegments[0]->myEdge->GetNodeIndex( n ));
 194       }
 195       else
 196       {
 197         gp_Ax1 axis2 = mySegments[1]->Ax1( mySegments[1]->myEdge->GetNodeIndex( n ));
 198         myPlane.SetDirection( myPlane.Direction().XYZ() - axis2.Direction().XYZ() );
 199       }
 200     }
 201     gp_Ax1 Plane( const Segment* seg )
 202     {
 203       return ( seg == mySegments[0] ) ? myPlane : myPlane.Reversed();
 204     }
 205   };
 206   typedef NCollection_DataMap< const SMDS_MeshNode*, NodeData, SMESH_Hasher > TSegmentsOfNode;
 207
 208
 209   //================================================================================
 210   /*!
 211    * \brief Intersect a face edge given by its nodes with a cylinder.
 212    */
 213   //================================================================================
 214
 215   bool intersectEdge( const gp_Cylinder&      cyl,
 216                       const SMESH_NodeXYZ&    n1,
 217                       const SMESH_NodeXYZ&    n2,
 218                       const double            tol,
 219                       std::vector< IntPoint >& intPoints )
 220   {
 221     gp_Lin line( gp_Ax1( n1, gp_Dir( n2 - n1 )));
 222     IntAna_IntConicQuad intersection( line, IntAna_Quadric( cyl ));
 223
 224     if ( !intersection.IsDone()     ||
 225          intersection.IsParallel()  ||
 226          intersection.IsInQuadric() ||
 227          intersection.NbPoints() == 0 )
 228       return false;
 229
 230     gp_Vec edge( n1, n2 );
 231
 232     size_t oldNbPnts = intPoints.size();
 233     for ( int iP = 1; iP <= intersection.NbPoints(); ++iP )
 234     {
 235       const gp_Pnt& p = intersection.Point( iP );
 236
 237       gp_Vec n1p ( n1, p );
 238       const SMDS_MeshNode* n = 0;
 239
 240       double u = ( edge * n1p ) / edge.SquareMagnitude(); // param [0,1] on the edge
 241       if ( u <= 0. ) {
 242         if ( p.SquareDistance( n1 ) < tol * tol )
 243           n = n1.Node();
 244         else
 245           continue;
 246       }
 247       else if ( u >= 1. ) {
 248         if ( p.SquareDistance( n2 ) < tol * tol )
 249           n = n2.Node();
 250         else
 251           continue;
 252       }
 253       else {
 254         if      ( p.SquareDistance( n1 ) < tol * tol )
 255           n = n1.Node();
 256         else if ( p.SquareDistance( n2 ) < tol * tol )
 257           n = n2.Node();
 258       }
 259
 260       intPoints.push_back( IntPoint() );
 261       if ( n )
 262         intPoints.back().myNode.Set( n );
 263       else
 264         intPoints.back().myNode.SetCoord( p.X(),p.Y(),p.Z() );
 265     }
 266
 267     // set points order along an edge
 268     if ( intPoints.size() - oldNbPnts == 2 &&
 269          intersection.ParamOnConic( 1 ) > intersection.ParamOnConic( 2 ))
 270     {
 271       int i = intPoints.size() - 1;
 272       std::swap( intPoints[ i ], intPoints[ i - 1 ]);
 273     }
 274
 275     return intPoints.size() - oldNbPnts > 0;
 276   }
 277
 278   //================================================================================
 279   /*!
 280    * \brief Return signed distance between a point and a plane
 281    */
 282   //================================================================================
 283
 284   double signedDist( const gp_Pnt& p, const gp_Ax1& planeNormal )
 285   {
 286     const gp_Pnt& O = planeNormal.Location();
 287     gp_Vec Op( O, p );
 288     return Op * planeNormal.Direction();
 289   }
 290
 291   //================================================================================
 292   /*!
 293    * \brief Check if a point is outside a segment domain bound by two planes
 294    */
 295   //================================================================================
 296
 297   bool isOut( const gp_Pnt& p, const gp_Ax1* planeNormal, bool* isOutPtr, int nbPln = 2 )
 298   {
 299     isOutPtr[0] = isOutPtr[1] = false;
 300
 301     for ( int i = 0; i < nbPln; ++i )
 302     {
 303       isOutPtr[i] = ( signedDist( p, planeNormal[i] ) <= 0. );
 304     }
 305     return ( isOutPtr[0] && isOutPtr[1] );
 306   }
 307
 308   //================================================================================
 309   /*!
 310    * \brief Check if a segment between two points is outside a segment domain bound by two planes
 311    */
 312   //================================================================================
 313
 314   bool isSegmentOut( bool* isOutPtr1, bool* isOutPtr2 )
 315   {
 316     return (( isOutPtr1[0] && isOutPtr2[0] ) ||
 317             ( isOutPtr1[1] && isOutPtr2[1] ));
 318   }
 319
 320   //================================================================================
 321   /*!
 322    * \brief cut off ip1 from edge (ip1 - ip2) by a plane
 323    */
 324   //================================================================================
 325
 326   void cutOff( IntPoint & ip1, const IntPoint & ip2, const gp_Ax1& planeNormal, double tol )
 327   {
 328     gp_Lin lin( ip1.myNode, ( ip2.myNode - ip1.myNode ));
 329     gp_Pln pln( planeNormal.Location(), planeNormal.Direction() );
 330
 331     IntAna_IntConicQuad intersection( lin, pln, Precision::Angular/*Tolerance*/() );
 332     if ( intersection.IsDone()      &&
 333          !intersection.IsParallel()  &&
 334          !intersection.IsInQuadric() &&
 335          intersection.NbPoints() == 1 )
 336     {
 337       if ( intersection.Point( 1 ).SquareDistance( ip1.myNode ) > tol * tol )
 338       {
 339         static_cast< gp_XYZ& >( ip1.myNode ) = intersection.Point( 1 ).XYZ();
 340         ip1.myNode._node = 0;
 341         ip1.myEdgeIndex = -1;
 342       }
 343     }
 344   }
 345
 346   //================================================================================
 347   /*!
 348    * \brief Assure that face normal is computed in faceNormals vector
 349    */
 350   //================================================================================
 351
 352   const gp_XYZ& computeNormal( const SMDS_MeshElement* face,
 353                                std::vector< gp_XYZ >&  faceNormals )
 354   {
 355     bool toCompute;
 356     if ((int) faceNormals.size() <= face->GetID() )
 357     {
 358       toCompute = true;
 359       faceNormals.resize( face->GetID() + 1 );
 360     }
 361     else
 362     {
 363       toCompute = faceNormals[ face->GetID() ].SquareModulus() == 0.;
 364     }
 365     if ( toCompute )
 366       SMESH_MeshAlgos::FaceNormal( face, faceNormals[ face->GetID() ], /*normalized=*/false );
 367
 368     return faceNormals[ face->GetID() ];
 369   }
 370
 371   typedef std::vector< SMDS_MeshGroup* > TGroupVec;
 372
 373   //================================================================================
 374   /*!
 375    * \brief Fill theFaceID2Groups map for a given face
 376    *  \param [in] theFace - the face
 377    *  \param [in] theGroupsToUpdate - list of groups to treat
 378    *  \param [out] theFaceID2Groups - the map to fill in
 379    *  \param [out] theWorkGroups - a working buffer of groups
 380    */
 381   //================================================================================
 382
 383   void findGroups( const SMDS_MeshElement *                                 theFace,
 384                    TGroupVec &                                              theGroupsToUpdate,
 385                    NCollection_DataMap< smIdType, TGroupVec, smIdHasher > & theFaceID2Groups,
 386                    TGroupVec &                                              theWorkGroups )
 387   {
 388     theWorkGroups.clear();
 389     for ( size_t i = 0; i < theGroupsToUpdate.size(); ++i )
 390       if ( theGroupsToUpdate[i]->Contains( theFace ))
 391         theWorkGroups.push_back( theGroupsToUpdate[i] );
 392
 393     if ( !theWorkGroups.empty() )
 394       theFaceID2Groups.Bind( theFace->GetID(), theWorkGroups );
 395   }
 396
 397   //================================================================================
 398   /*!
 399    * \brief Check distance between a point and an edge defined by a couple of nodes
 400    */
 401   //================================================================================
 402
 403   bool isOnEdge( const SMDS_MeshNode* n1,
 404                  const SMDS_MeshNode* n2,
 405                  const gp_Pnt&        p,
 406                  const double         tol )
 407   {
 408     SMDS_LinearEdge edge( n1, n2 );
 409     return ( SMESH_MeshAlgos::GetDistance( &edge, p ) < tol );
 410   }
 411
 412   //================================================================================
 413   /*!
 414    * \return Index of intersection point detected on a triangle cut by planes
 415    *  \param [in] i - index of a cut triangle side
 416    *  \param [in] n1 - 1st point of a cut triangle side
 417    *  \param [in] n2 - 2nd point of a cut triangle side
 418    *  \param [in] face - a not cut triangle
 419    *  \param [in] intPoint - the intersection point
 420    *  \param [in] faceNodes - nodes of not cut triangle
 421    *  \param [in] tol - tolerance
 422    */
 423   //================================================================================
 424
 425   int edgeIndex( const int                                  i,
 426                  const SMESH_NodeXYZ&                       n1,
 427                  const SMESH_NodeXYZ&                       n2,
 428                  const SMDS_MeshElement*                    face,
 429                  const IntPoint&                            intPoint,
 430                  const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& faceNodes,
 431                  const double                               tol )
 432   {
 433     if ( n1.Node() && n2.Node() )
 434       return face->GetNodeIndex( n1.Node() );
 435
 436     // project intPoint to sides of face
 437     for ( size_t i = 1; i < faceNodes.size(); ++i )
 438       if ( isOnEdge( faceNodes[ i-1 ], faceNodes[ i ], intPoint.myNode, tol ))
 439         return i - 1;
 440
 441     return -(i+1);
 442   }
 443
 444   //================================================================================
 445   /*!
 446    * \brief Find a neighboring segment and its next node
 447    *  \param [in] curSegment - a current segment
 448    *  \param [in,out] curNode - a current node to update
 449    *  \param [in] segmentsOfNode - map of segments of nodes
 450    *  \return Segment* - the found segment
 451    */
 452   //================================================================================
 453
 454   Segment* nextSegment( const Segment*         curSegment,
 455                         const SMDS_MeshNode* & curNode,
 456                         const TSegmentsOfNode& segmentsOfNode )
 457   {
 458     Segment* neighborSeg = 0;
 459     const NodeData& noData = segmentsOfNode( curNode );
 460     for ( size_t iS = 0; iS < noData.mySegments.size()  && !neighborSeg; ++iS )
 461       if ( noData.mySegments[ iS ] != curSegment )
 462         neighborSeg = noData.mySegments[ iS ];
 463
 464     if ( neighborSeg )
 465     {
 466       int iN = ( neighborSeg->Node(0) == curNode );
 467       curNode = neighborSeg->Node( iN );
 468     }
 469     return neighborSeg;
 470   }
 471
 472   //================================================================================
 473   /*!
 474    * \brief Tries to find a segment to which a given point is too close
 475    *  \param [in] p - the point
 476    *  \param [in] minDist - minimal allowed distance from segment
 477    *  \param [in] curSegment - start segment
 478    *  \param [in] curNode - start node
 479    *  \param [in] segmentsOfNode - map of segments of nodes
 480    *  \return bool - true if a too close segment found
 481    */
 482   //================================================================================
 483
 484   const Segment* findTooCloseSegment( const IntPoint&        p,
 485                                       const double           minDist,
 486                                       const double           /*tol*/,
 487                                       const Segment*         curSegment,
 488                                       const SMDS_MeshNode*   curNode,
 489                                       const TSegmentsOfNode& segmentsOfNode )
 490   {
 491     double prevDist = Precision::Infinite();
 492     while ( curSegment )
 493     {
 494       double dist = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( curSegment->myEdge, p.myNode );
 495       if ( dist < minDist )
 496       {
 497         // check if dist is less than distance of curSegment to its cuts
 498         // double minCutDist = prevDist;
 499         // bool     coincide = false;
 500         // for ( size_t iC = 0; iC < curSegment->myCuts.size(); ++iC )
 501         // {
 502         //   if (( coincide = ( curSegment->myCuts[iC].SquareDistance( p.myNode ) < tol * tol )))
 503         //     break;
 504         //   for ( size_t iP = 0; iP < 2; ++iP )
 505         //   {
 506         //     double cutDist = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( curSegment->myEdge,
 507         //                                                    curSegment->myCuts[iC][iP].myNode );
 508         //     minCutDist = std::min( minCutDist, cutDist );
 509         //   }
 510         // }
 511         // if ( !coincide && minCutDist > dist )
 512         return curSegment;
 513       }
 514       if ( dist > prevDist )
 515         break;
 516       prevDist   = dist;
 517       curSegment = nextSegment( curSegment, curNode, segmentsOfNode );
 518     }
 519     return 0;
 520   }
 521 }
 522
 523 //================================================================================
 524 /*!
 525  * \brief Create a slot of given width around given 1D elements lying on a triangle mesh.
 526  * The slot is constructed by cutting faces by cylindrical surfaces made around each segment.
 527  * \return Edges located at the slot boundary
 528  */
 529 //================================================================================
 530
 531 std::vector< SMESH_MeshAlgos::Edge >
 532 SMESH_MeshAlgos::MakeSlot( SMDS_ElemIteratorPtr             theSegmentIt,
 533                            double                           theWidth,
 534                            SMDS_Mesh*                       theMesh,
 535                            std::vector< SMDS_MeshGroup* > & theGroupsToUpdate)
 536 {
 537   std::vector< Edge > bndEdges;
 538
 539   if ( !theSegmentIt || !theSegmentIt->more() || !theMesh || theWidth == 0.)
 540     return bndEdges;
 541
 542   // ----------------------------------------------------------------------------------
 543   // put the input segments to a data map in order to be able finding neighboring ones
 544   // ----------------------------------------------------------------------------------
 545
 546   TSegmentsOfNode segmentsOfNode;
 547   ObjectPool< Segment > segmentPool;
 548
 549   while( theSegmentIt->more() )
 550   {
 551     const SMDS_MeshElement* edge = theSegmentIt->next();
 552     if ( edge->GetType() != SMDSAbs_Edge )
 553       throw SALOME_Exception( "A segment is not a mesh edge");
 554
 555     Segment* segment = segmentPool.getNew();
 556     segment->myEdge = edge;
 557
 558     for ( SMDS_NodeIteratorPtr nIt = edge->nodeIterator(); nIt->more(); )
 559     {
 560       const SMDS_MeshNode* n = nIt->next();
 561       NodeData* noData = segmentsOfNode.ChangeSeek( n );
 562       if ( !noData )
 563         noData = segmentsOfNode.Bound( n, NodeData() );
 564       noData->AddSegment( segment, n );
 565     }
 566   }
 567
 568   // ---------------------------------
 569   // Cut the mesh around the segments
 570   // ---------------------------------
 571
 572   const double tol = Precision::Confusion();
 573   const double angularTol = 1e-5;
 574   std::vector< gp_XYZ > faceNormals;
 575   SMESH_MeshAlgos::Intersector meshIntersector( theMesh, tol, faceNormals );
 576   std::unique_ptr< SMESH_ElementSearcher> faceSearcher;
 577
 578   std::vector< NLink > startEdges;
 579   std::vector< const SMDS_MeshNode* > faceNodes(4), edgeNodes(2);
 580   std::vector<const SMDS_MeshElement *> faces(2);
 581   NCollection_Map<const SMDS_MeshElement*, SMESH_Hasher > checkedFaces;
 582   std::vector< IntPoint > intPoints, p(2);
 583   std::vector< SMESH_NodeXYZ > facePoints(4);
 584   std::vector< Intersector::TFace > cutFacePoints;
 585
 586   NCollection_DataMap< smIdType, TGroupVec, smIdHasher > faceID2Groups;
 587   TGroupVec groupVec;
 588
 589   std::vector< gp_Ax1 > planeNormalVec(2);
 590   gp_Ax1 * planeNormal = & planeNormalVec[0];
 591
 592   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
 593   {
 594     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
 595
 596     gp_Lin      segLine( segment->Ax1() );
 597     gp_Ax3      cylAxis( segLine.Location(), segLine.Direction() );
 598     gp_Cylinder segCylinder( cylAxis, 0.5 * theWidth );
 599     double      radius2( segCylinder.Radius() * segCylinder.Radius() );
 600
 601     // get normals of planes separating domains of neighboring segments
 602     for ( int i = 0; i < 2; ++i ) // loop on 2 segment ends
 603     {
 604       const SMDS_MeshNode* n = segment->Node( i );
 605       planeNormal[i] = segmentsOfNode( n ).Plane( segment );
 606     }
 607
 608     // we explore faces around a segment starting from face edges;
 609     // initialize a list of starting edges
 610     startEdges.clear();
 611     {
 612       // get a face to start searching intersected faces from
 613       const SMDS_MeshNode*      n0 = segment->Node( 0 );
 614       SMDS_ElemIteratorPtr     fIt = n0->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Face );
 615       const SMDS_MeshElement* face = ( fIt->more() ) ? fIt->next() : 0;
 616       if ( !theMesh->Contains( face ))
 617       {
 618         if ( !faceSearcher )
 619           faceSearcher.reset( SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher( *theMesh ));
 620         face = faceSearcher->FindClosestTo( SMESH_NodeXYZ( n0 ), SMDSAbs_Face );
 621       }
 622       // collect face edges
 623       int nbNodes = face->NbCornerNodes();
 624       faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
 625       faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
 626       faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
 627       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 628         startEdges.push_back( NLink( faceNodes[i], faceNodes[i+1] ));
 629     }
 630
 631     // intersect faces located around a segment
 632     checkedFaces.Clear();
 633     while ( !startEdges.empty() )
 634     {
 635       edgeNodes[0] = startEdges[0].first;
 636       edgeNodes[1] = startEdges[0].second;
 637
 638       theMesh->GetElementsByNodes( edgeNodes, faces, SMDSAbs_Face );
 639       for ( size_t iF = 0; iF < faces.size(); ++iF ) // loop on faces sharing a start edge
 640       {
 641         const SMDS_MeshElement* face = faces[iF];
 642         if ( !checkedFaces.Add( face ))
 643           continue;
 644
 645         int nbNodes = face->NbCornerNodes();
 646         if ( nbNodes != 3 )
 647           throw SALOME_Exception( "MakeSlot() accepts triangles only" );
 648         faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
 649         faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
 650         faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
 651         facePoints.assign( faceNodes.begin(), faceNodes.end() );
 652
 653         // check if cylinder axis || face
 654         const gp_XYZ& faceNorm = computeNormal( face, faceNormals );
 655         bool isCylinderOnFace  = ( Abs( faceNorm * cylAxis.Direction().XYZ() ) < tol );
 656
 657         if ( !isCylinderOnFace )
 658         {
 659           if ( Intersector::CutByPlanes( face, planeNormalVec, tol, cutFacePoints ))
 660             continue; // whole face cut off
 661           facePoints.swap( cutFacePoints[0] );
 662           facePoints.push_back( facePoints[0] );
 663         }
 664
 665         // find intersection points on face edges
 666         intPoints.clear();
 667         int nbPoints = facePoints.size()-1;
 668         int nbFarPoints = 0;
 669         for ( int i = 0; i < nbPoints; ++i )
 670         {
 671           const SMESH_NodeXYZ& n1 = facePoints[i];
 672           const SMESH_NodeXYZ& n2 = facePoints[i+1];
 673
 674           size_t iP = intPoints.size();
 675           intersectEdge( segCylinder, n1, n2, tol, intPoints );
 676
 677           // save edge index
 678           if ( isCylinderOnFace )
 679             for ( ; iP < intPoints.size(); ++iP )
 680               intPoints[ iP ].myEdgeIndex = i;
 681           else
 682             for ( ; iP < intPoints.size(); ++iP )
 683               intPoints[ iP ].myEdgeIndex = edgeIndex( i, n1, n2, face,
 684                                                        intPoints[ iP ], faceNodes, tol );
 685
 686           nbFarPoints += ( segLine.SquareDistance( n1 ) > radius2 );
 687         }
 688
 689         // feed startEdges
 690         if ( nbFarPoints < nbPoints || !intPoints.empty() )
 691           for ( size_t i = 1; i < faceNodes.size(); ++i )
 692           {
 693             const SMESH_NodeXYZ& n1 = faceNodes[i];
 694             const SMESH_NodeXYZ& n2 = faceNodes[i-1];
 695             isOut( n1, planeNormal, p[0].myIsOutPln );
 696             isOut( n2, planeNormal, p[1].myIsOutPln );
 697             if ( !isSegmentOut( p[0].myIsOutPln, p[1].myIsOutPln ))
 698             {
 699               startEdges.push_back( NLink( n1.Node(), n2.Node() ));
 700             }
 701           }
 702
 703         if ( intPoints.size() < 2 )
 704           continue;
 705
 706         // classify intPoints by planes
 707         for ( size_t i = 0; i < intPoints.size(); ++i )
 708           isOut( intPoints[i].myNode, planeNormal, intPoints[i].myIsOutPln );
 709
 710         // cut the face
 711
 712         if ( intPoints.size() > 2 )
 713           intPoints.push_back( intPoints[0] );
 714
 715         for ( size_t iE = 1; iE < intPoints.size(); ++iE ) // 2 <= intPoints.size() <= 5
 716         {
 717           if (( intPoints[iE].myIsOutPln[0] && intPoints[iE].myIsOutPln[1]   ) ||
 718               ( isSegmentOut( intPoints[iE].myIsOutPln, intPoints[iE-1].myIsOutPln )))
 719             continue; // intPoint is out of domain
 720
 721           // check if a cutting edge connecting two intPoints is on cylinder surface
 722           if ( intPoints[iE].myEdgeIndex == intPoints[iE-1].myEdgeIndex )
 723             continue; // on same edge
 724           if ( intPoints[iE].myNode.Node() &&
 725                intPoints[iE].myNode == intPoints[iE-1].myNode ) // coincide
 726             continue;
 727
 728           gp_XYZ edegDir = intPoints[iE].myNode - intPoints[iE-1].myNode;
 729
 730           bool toCut; // = edegDir.SquareModulus() > tol * tol;
 731           if ( intPoints.size() == 2 )
 732             toCut = true;
 733           else if ( isCylinderOnFace )
 734             toCut = cylAxis.Direction().IsParallel( edegDir, angularTol );
 735           else
 736           {
 737             SMESH_NodeXYZ nBetween;
 738             int eInd = intPoints[iE-1].myEdgeIndex;
 739             if ( eInd < 0 )
 740               nBetween = facePoints[( 1 - (eInd-1)) % nbPoints ];
 741             else
 742               nBetween = faceNodes[( 1 + eInd ) % nbNodes ];
 743             toCut = ( segLine.SquareDistance( nBetween ) > radius2 );
 744           }
 745           if ( !toCut )
 746             continue;
 747
 748           // limit the edge by planes
 749           if ( intPoints[iE].myIsOutPln[0] ||
 750                intPoints[iE].myIsOutPln[1] )
 751             cutOff( intPoints[iE], intPoints[iE-1],
 752                     planeNormal[ intPoints[iE].myIsOutPln[1] ], tol );
 753
 754           if ( intPoints[iE-1].myIsOutPln[0] ||
 755                intPoints[iE-1].myIsOutPln[1] )
 756             cutOff( intPoints[iE-1], intPoints[iE],
 757                     planeNormal[ intPoints[iE-1].myIsOutPln[1] ], tol );
 758
 759           gp_XYZ edegDirNew = intPoints[iE].myNode - intPoints[iE-1].myNode;
 760           if ( edegDir * edegDirNew < 0 ||
 761                edegDir.SquareModulus() < tol * tol )
 762             continue; // fully cut off
 763
 764           segment->AddCutEdge( intPoints[iE], intPoints[iE-1], face );
 765
 766         }
 767       }  // loop on faces sharing an edge
 768
 769       startEdges[0] = startEdges.back();
 770       startEdges.pop_back();
 771
 772     } // loop on startEdges
 773   } // loop on all input segments
 774
 775
 776   // ----------------------------------------------------------
 777   // If a plane fully cuts off edges of one side of a segment,
 778   // it also may cut edges of adjacent segments
 779   // ----------------------------------------------------------
 780
 781   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
 782   {
 783     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
 784     if ( segment->NbFreeEnds( tol ) >= 4 )
 785       continue;
 786
 787     for ( int iE = 0; iE < 2; ++iE ) // loop on 2 segment ends
 788     {
 789       const SMDS_MeshNode* n1 = segment->Node( iE );
 790       const SMDS_MeshNode* n2 = segment->Node( 1 - iE );
 791       planeNormal[0] = segmentsOfNode( n1 ).Plane( segment );
 792
 793       bool isNeighborCut;
 794       Segment* neighborSeg = segment;
 795       do // check segments connected to the segment via n2
 796       {
 797         neighborSeg = nextSegment( neighborSeg, n2, segmentsOfNode );
 798         if ( !neighborSeg )
 799           break;
 800
 801         isNeighborCut = false;
 802         for ( size_t iC = 0; iC < neighborSeg->myCuts.size(); ++iC ) // check cut edges
 803         {
 804           IntPoint* intPnt = &( neighborSeg->myCuts[iC].myIntPnt1 );
 805           isOut( intPnt[0].myNode, planeNormal, intPnt[0].myIsOutPln, 1 );
 806           isOut( intPnt[1].myNode, planeNormal, intPnt[1].myIsOutPln, 1 );
 807           const Segment * closeSeg[2] = { 0, 0 };
 808           if ( intPnt[0].myIsOutPln[0] )
 809             closeSeg[0] = findTooCloseSegment( intPnt[0], 0.5 * theWidth - 1e-3*tol, tol,
 810                                                segment, n1, segmentsOfNode );
 811           if ( intPnt[1].myIsOutPln[0] )
 812             closeSeg[1] = findTooCloseSegment( intPnt[1], 0.5 * theWidth - 1e-3*tol, tol,
 813                                                segment, n1, segmentsOfNode );
 814           int nbCut = bool( closeSeg[0] ) + bool( closeSeg[1] );
 815           if ( nbCut == 0 )
 816             continue;
 817           isNeighborCut = true;
 818           if ( nbCut == 2 ) // remove a cut
 819           {
 820             if ( iC < neighborSeg->myCuts.size() - 1 )
 821               neighborSeg->myCuts[iC] = neighborSeg->myCuts.back();
 822             neighborSeg->myCuts.pop_back();
 823           }
 824           else // shorten cuts of 1) neighborSeg and 2) closeSeg
 825           {
 826             // 1)
 827             int iP = bool( closeSeg[1] );
 828             gp_Lin      segLine( closeSeg[iP]->Ax1() );
 829             gp_Ax3      cylAxis( segLine.Location(), segLine.Direction() );
 830             gp_Cylinder cyl( cylAxis, 0.5 * theWidth );
 831             intPoints.clear();
 832             if ( intersectEdge( cyl, intPnt[iP].myNode, intPnt[1-iP].myNode, tol, intPoints ) &&
 833                  intPoints[0].SquareDistance( intPnt[iP] ) > tol * tol )
 834               intPnt[iP].myNode = intPoints[0].myNode;
 835
 836             // 2)
 837             double minCutDist = theWidth;
 838             gp_XYZ projection, closestProj;
 839             int    iCut = -1;
 840             for ( size_t iC2 = 0; iC2 < closeSeg[iP]->myCuts.size(); ++iC2 )
 841             {
 842               double cutDist = closeSeg[iP]->myCuts[iC2].SquareDistance( intPnt[iP].myNode,
 843                                                                         projection );
 844               if ( cutDist < minCutDist )
 845               {
 846                 closestProj = projection;
 847                 minCutDist  = cutDist;
 848                 iCut        = iC2;
 849                 if ( minCutDist < tol * tol )
 850                   break;
 851               }
 852             }
 853             if ( iCut < 0 )
 854               continue; // ???
 855             double d1 = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( neighborSeg->myEdge,
 856                                                       closeSeg[iP]->myCuts[iCut][0].myNode );
 857             double d2 = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( neighborSeg->myEdge,
 858                                                       closeSeg[iP]->myCuts[iCut][1].myNode );
 859             int iP2 = ( d2 < d1 );
 860             IntPoint& ip = const_cast< IntPoint& >( closeSeg[iP]->myCuts[iCut][iP2] );
 861             ip = intPnt[iP];
 862           }
 863           // update myFreeEnds
 864           neighborSeg->myFreeEnds.clear();
 865           neighborSeg->NbFreeEnds( tol );
 866         }
 867       }
 868       while ( isNeighborCut );
 869     }
 870   }
 871
 872   // -----------------------
 873   // Cut faces by cut edges
 874   // -----------------------
 875
 876   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
 877   {
 878     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
 879     for ( size_t iC = 0; iC < segment->myCuts.size(); ++iC )
 880     {
 881       Cut & cut = segment->myCuts[ iC ];
 882       computeNormal( cut.myFace, faceNormals );
 883       meshIntersector.Cut( cut.myFace,
 884                            cut.myIntPnt1.myNode, cut.myIntPnt1.myEdgeIndex,
 885                            cut.myIntPnt2.myNode, cut.myIntPnt2.myEdgeIndex );
 886
 887       Edge e = { cut.myIntPnt1.myNode.Node(), cut.myIntPnt2.myNode.Node(), 0 };
 888       bndEdges.push_back( e );
 889
 890       findGroups( cut.myFace, theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
 891     }
 892   }
 893
 894   // -----------------------------------------
 895   // Make cut at the end of group of segments
 896   // -----------------------------------------
 897
 898   std::vector<const SMDS_MeshElement*> polySegments;
 899
 900   for ( TSegmentsOfNode::Iterator nSegsIt( segmentsOfNode ); nSegsIt.More(); nSegsIt.Next() )
 901   {
 902     const NodeData& noData = nSegsIt.Value();
 903     if ( noData.mySegments.size() != 1 )
 904       continue;
 905
 906     const Segment* segment = noData.mySegments[0];
 907
 908     // find two IntPoint's of cut edges to make a cut between
 909     if ( segment->myFreeEnds.size() != 4 )
 910       throw SALOME_Exception( "MakeSlot(): too short end edge?" );
 911     std::multimap< double, const IntPoint* > dist2IntPntMap;
 912     for ( size_t iE = 0; iE < segment->myFreeEnds.size(); ++iE )
 913     {
 914       const SMESH_NodeXYZ& n = segment->myFreeEnds[ iE ]->myNode;
 915       double d = Abs( signedDist( n, noData.myPlane ));
 916       dist2IntPntMap.insert( std::make_pair( d, segment->myFreeEnds[ iE ]));
 917     }
 918     std::multimap< double, const IntPoint* >::iterator d2ip = dist2IntPntMap.begin();
 919     SMESH_MeshAlgos::PolySegment linkNodes;
 920     linkNodes.myXYZ[0] = d2ip->second->myNode;
 921     linkNodes.myXYZ[1] = (++d2ip)->second->myNode;
 922     linkNodes.myVector = noData.myPlane.Direction() ^ (linkNodes.myXYZ[0] - linkNodes.myXYZ[1]);
 923     linkNodes.myNode1[ 0 ] = linkNodes.myNode2[ 0 ] = 0;
 924     linkNodes.myNode1[ 1 ] = linkNodes.myNode2[ 1 ] = 0;
 925
 926     // create segments connecting linkNodes
 927     std::vector<const SMDS_MeshElement*> newSegments;
 928     std::vector<const SMDS_MeshNode*>    newNodes;
 929     SMESH_MeshAlgos::TListOfPolySegments polySegs(1, linkNodes);
 930     SMESH_MeshAlgos::MakePolyLine( theMesh, polySegs, newSegments, newNodes,
 931                                    /*group=*/0, faceSearcher.get() );
 932     // cut faces by newSegments
 933     intPoints.resize(2);
 934     for ( size_t i = 0; i < newSegments.size(); ++i )
 935     {
 936       intPoints[0].myNode = edgeNodes[0] = newSegments[i]->GetNode(0);
 937       intPoints[1].myNode = edgeNodes[1] = newSegments[i]->GetNode(1);
 938
 939       // find an underlying face
 940       gp_XYZ                middle = 0.5 * ( intPoints[0].myNode + intPoints[1].myNode );
 941       const SMDS_MeshElement* face = faceSearcher->FindClosestTo( middle, SMDSAbs_Face );
 942
 943       // find intersected edges of the face
 944       int nbNodes = face->NbCornerNodes();
 945       faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
 946       faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
 947       faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
 948       for ( int iP = 0; iP < 2; ++iP )
 949       {
 950         intPoints[iP].myEdgeIndex = -1;
 951         for ( int iN = 0; iN < nbNodes &&  intPoints[iP].myEdgeIndex < 0; ++iN )
 952         {
 953           if ( isOnEdge( faceNodes[iN], faceNodes[iN+1], intPoints[iP].myNode, tol ))
 954             intPoints[iP].myEdgeIndex = iN;
 955         }
 956       }
 957
 958
 959       // face cut
 960       computeNormal( face, faceNormals );
 961       meshIntersector.Cut( face,
 962                            intPoints[0].myNode, intPoints[0].myEdgeIndex,
 963                            intPoints[1].myNode, intPoints[1].myEdgeIndex );
 964
 965       Edge e = { intPoints[0].myNode.Node(), intPoints[1].myNode.Node(), 0 };
 966       bndEdges.push_back( e );
 967
 968       findGroups( face, theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
 969
 970       // add cut points to an adjacent face at ends of poly-line
 971       // if they fall onto face edges
 972       if (( i == 0                       && intPoints[0].myEdgeIndex >= 0 ) ||
 973           ( i == newSegments.size() - 1  && intPoints[1].myEdgeIndex >= 0 ))
 974       {
 975         for ( int iE = 0; iE < 2; ++iE ) // loop on ends of a new segment
 976         {
 977           if ( iE ? ( i != newSegments.size() - 1 ) : ( i != 0 ))
 978             continue;
 979           int iEdge = intPoints[ iE ].myEdgeIndex;
 980           edgeNodes[0] = faceNodes[ iEdge ];
 981           edgeNodes[1] = faceNodes[ iEdge+1 ];
 982           theMesh->GetElementsByNodes( edgeNodes, faces, SMDSAbs_Face );
 983           for ( size_t iF = 0; iF < faces.size(); ++iF )
 984             if ( faces[iF] != face )
 985             {
 986               int iN1 = faces[iF]->GetNodeIndex( edgeNodes[0] );
 987               int iN2 = faces[iF]->GetNodeIndex( edgeNodes[1] );
 988               intPoints[ iE ].myEdgeIndex = Abs( iN1 - iN2 ) == 1 ? Min( iN1, iN2 ) : 2;
 989               computeNormal( faces[iF], faceNormals );
 990               meshIntersector.Cut( faces[iF],
 991                                    intPoints[iE].myNode, intPoints[iE].myEdgeIndex,
 992                                    intPoints[iE].myNode, intPoints[iE].myEdgeIndex );
 993
 994               findGroups( faces[iF], theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
 995             }
 996         }
 997       }
 998
 999     } // loop on newSegments
1000
1001     polySegments.insert( polySegments.end(), newSegments.begin(), newSegments.end() );
1002
1003   } // loop on map of input segments
1004
1005   // actual mesh splitting
1006   TElemIntPairVec new2OldFaces;
1007   TNodeIntPairVec new2OldNodes;
1008   meshIntersector.MakeNewFaces( new2OldFaces, new2OldNodes, /*sign=*/1, /*optimize=*/true );
1009
1010   // add new faces to theGroupsToUpdate
1011   for ( size_t i = 0; i < new2OldFaces.size(); ++i )
1012   {
1013     const SMDS_MeshElement* newFace = new2OldFaces[i].first;
1014     const int             oldFaceID = new2OldFaces[i].second;
1015     if ( !newFace ) continue;
1016
1017     if ( TGroupVec* groups = const_cast< TGroupVec* >( faceID2Groups.Seek( oldFaceID )))
1018       for ( size_t iG = 0; iG < groups->size(); ++iG )
1019         (*groups)[ iG ]->Add( newFace );
1020   }
1021
1022   // remove poly-line edges
1023   for ( size_t i = 0; i < polySegments.size(); ++i )
1024   {
1025     edgeNodes[0] = polySegments[i]->GetNode(0);
1026     edgeNodes[1] = polySegments[i]->GetNode(1);
1027
1028     theMesh->RemoveFreeElement( polySegments[i] );
1029
1030     if ( edgeNodes[0]->NbInverseElements() == 0 )
1031       theMesh->RemoveNode( edgeNodes[0] );
1032     if ( edgeNodes[1]->NbInverseElements() == 0 )
1033       theMesh->RemoveNode( edgeNodes[1] );
1034   }
1035
1036   return bndEdges;
1037 }