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[modules/smesh.git] / src / SMESHUtils / SMESH_Slot.cxx
1 // Copyright (C) 2018-2019  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
5 // License as published by the Free Software Foundation; either
6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
7 //
8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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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                   isSharedPnt[ i1 ] = isSharedPnt[ i2 ] = true;
157                 }
158               }
159           }
160         myFreeEnds.reserve( isSharedPnt.size() - nbShared );
161         for ( size_t i = 0; i < isSharedPnt.size(); ++i )
162           if ( !isSharedPnt[ i ] )
163           {
164             int iP = i % 2;
165             int iC = i / 2;
166             myFreeEnds.push_back( & myCuts[ iC ][ iP ]);
167           }
168       }
169       return myFreeEnds.size();
170     }
171   };
172   typedef ObjectPoolIterator<Segment> TSegmentIterator;
173
174
175   //================================================================================
176   //! Segments and plane separating domains of segments, at common node
177   struct NodeData
178   {
179     std::vector< Segment* > mySegments;
180     gp_Ax1                  myPlane; // oriented OK for mySegments[0]
181
182     void AddSegment( Segment* seg, const SMDS_MeshNode* n )
183     {
184       mySegments.reserve(2);
185       mySegments.push_back( seg );
186       if ( mySegments.size() == 1 )
187       {
188         myPlane = mySegments[0]->Ax1( mySegments[0]->myEdge->GetNodeIndex( n ));
189       }
190       else
191       {
192         gp_Ax1 axis2 = mySegments[1]->Ax1( mySegments[1]->myEdge->GetNodeIndex( n ));
193         myPlane.SetDirection( myPlane.Direction().XYZ() - axis2.Direction().XYZ() );
194       }
195     }
196     gp_Ax1 Plane( const Segment* seg )
197     {
198       return ( seg == mySegments[0] ) ? myPlane : myPlane.Reversed();
199     }
200   };
201   typedef NCollection_DataMap< const SMDS_MeshNode*, NodeData, SMESH_Hasher > TSegmentsOfNode;
202
203
204   //================================================================================
205   /*!
206    * \brief Intersect a face edge given by its nodes with a cylinder.
207    */
208   //================================================================================
209
210   bool intersectEdge( const gp_Cylinder&      cyl,
211                       const SMESH_NodeXYZ&    n1,
212                       const SMESH_NodeXYZ&    n2,
213                       const double            tol,
214                       std::vector< IntPoint >& intPoints )
215   {
216     gp_Lin line( gp_Ax1( n1, gp_Dir( n2 - n1 )));
217     IntAna_IntConicQuad intersection( line, IntAna_Quadric( cyl ));
218
219     if ( !intersection.IsDone()     ||
220          intersection.IsParallel()  ||
221          intersection.IsInQuadric() ||
222          intersection.NbPoints() == 0 )
223       return false;
224
225     gp_Vec edge( n1, n2 );
226
227     size_t oldNbPnts = intPoints.size();
228     for ( int iP = 1; iP <= intersection.NbPoints(); ++iP )
229     {
230       const gp_Pnt& p = intersection.Point( iP );
231
232       gp_Vec n1p ( n1, p );
233       const SMDS_MeshNode* n = 0;
234
235       double u = ( edge * n1p ) / edge.SquareMagnitude(); // param [0,1] on the edge
236       if ( u <= 0. ) {
237         if ( p.SquareDistance( n1 ) < tol * tol )
238           n = n1.Node();
239         else
240           continue;
241       }
242       else if ( u >= 1. ) {
243         if ( p.SquareDistance( n2 ) < tol * tol )
244           n = n2.Node();
245         else
246           continue;
247       }
248       else {
249         if      ( p.SquareDistance( n1 ) < tol * tol )
250           n = n1.Node();
251         else if ( p.SquareDistance( n2 ) < tol * tol )
252           n = n2.Node();
253       }
254
255       intPoints.push_back( IntPoint() );
256       if ( n )
257         intPoints.back().myNode.Set( n );
258       else
259         intPoints.back().myNode.SetCoord( p.X(),p.Y(),p.Z() );
260     }
261
262     // set points order along an edge
263     if ( intPoints.size() - oldNbPnts == 2 &&
264          intersection.ParamOnConic( 1 ) > intersection.ParamOnConic( 2 ))
265     {
266       int i = intPoints.size() - 1;
267       std::swap( intPoints[ i ], intPoints[ i - 1 ]);
268     }
269
270     return intPoints.size() - oldNbPnts > 0;
271   }
272
273   //================================================================================
274   /*!
275    * \brief Return signed distance between a point and a plane
276    */
277   //================================================================================
278
279   double signedDist( const gp_Pnt& p, const gp_Ax1& planeNormal )
280   {
281     const gp_Pnt& O = planeNormal.Location();
282     gp_Vec Op( O, p );
283     return Op * planeNormal.Direction();
284   }
285
286   //================================================================================
287   /*!
288    * \brief Check if a point is outside a segment domain bound by two planes
289    */
290   //================================================================================
291
292   bool isOut( const gp_Pnt& p, const gp_Ax1* planeNormal, bool* isOutPtr, int nbPln = 2 )
293   {
294     isOutPtr[0] = isOutPtr[1] = false;
295
296     for ( int i = 0; i < nbPln; ++i )
297     {
298       isOutPtr[i] = ( signedDist( p, planeNormal[i] ) <= 0. );
299     }
300     return ( isOutPtr[0] && isOutPtr[1] );
301   }
302
303   //================================================================================
304   /*!
305    * \brief Check if a segment between two points is outside a segment domain bound by two planes
306    */
307   //================================================================================
308
309   bool isSegmentOut( bool* isOutPtr1, bool* isOutPtr2 )
310   {
311     return (( isOutPtr1[0] && isOutPtr2[0] ) ||
312             ( isOutPtr1[1] && isOutPtr2[1] ));
313   }
314
315   //================================================================================
316   /*!
317    * \brief cut off ip1 from edge (ip1 - ip2) by a plane
318    */
319   //================================================================================
320
321   void cutOff( IntPoint & ip1, const IntPoint & ip2, const gp_Ax1& planeNormal, double tol )
322   {
323     gp_Lin lin( ip1.myNode, ( ip2.myNode - ip1.myNode ));
324     gp_Pln pln( planeNormal.Location(), planeNormal.Direction() );
325
326     IntAna_IntConicQuad intersection( lin, pln, Precision::Angular/*Tolerance*/() );
327     if ( intersection.IsDone()      &&
328          !intersection.IsParallel()  &&
329          !intersection.IsInQuadric() &&
330          intersection.NbPoints() == 1 )
331     {
332       if ( intersection.Point( 1 ).SquareDistance( ip1.myNode ) > tol * tol )
333       {
334         static_cast< gp_XYZ& >( ip1.myNode ) = intersection.Point( 1 ).XYZ();
335         ip1.myNode._node = 0;
336         ip1.myEdgeIndex = -1;
337       }
338     }
339   }
340
341   //================================================================================
342   /*!
343    * \brief Assure that face normal is computed in faceNormals vector 
344    */
345   //================================================================================
346
347   const gp_XYZ& computeNormal( const SMDS_MeshElement* face,
348                                std::vector< gp_XYZ >&  faceNormals )
349   {
350     bool toCompute;
351     if ((int) faceNormals.size() <= face->GetID() )
352     {
353       toCompute = true;
354       faceNormals.resize( face->GetID() + 1 );
355     }
356     else
357     {
358       toCompute = faceNormals[ face->GetID() ].SquareModulus() == 0.;
359     }
360     if ( toCompute )
361       SMESH_MeshAlgos::FaceNormal( face, faceNormals[ face->GetID() ], /*normalized=*/false );
362
363     return faceNormals[ face->GetID() ];
364   }
365
366   typedef std::vector< SMDS_MeshGroup* > TGroupVec;
367
368   //================================================================================
369   /*!
370    * \brief Fill theFaceID2Groups map for a given face
371    *  \param [in] theFace - the face
372    *  \param [in] theGroupsToUpdate - list of groups to treat
373    *  \param [out] theFaceID2Groups - the map to fill in
374    *  \param [out] theWorkGroups - a working buffer of groups
375    */
376   //================================================================================
377
378   void findGroups( const SMDS_MeshElement *                theFace,
379                    TGroupVec &                             theGroupsToUpdate,
380                    NCollection_DataMap< int, TGroupVec > & theFaceID2Groups,
381                    TGroupVec &                             theWorkGroups )
382   {
383     theWorkGroups.clear();
384     for ( size_t i = 0; i < theGroupsToUpdate.size(); ++i )
385       if ( theGroupsToUpdate[i]->Contains( theFace ))
386         theWorkGroups.push_back( theGroupsToUpdate[i] );
387
388     if ( !theWorkGroups.empty() )
389       theFaceID2Groups.Bind( theFace->GetID(), theWorkGroups );
390   }
391
392   //================================================================================
393   /*!
394    * \brief Check distance between a point and an edge defined by a couple of nodes
395    */
396   //================================================================================
397
398   bool isOnEdge( const SMDS_MeshNode* n1,
399                  const SMDS_MeshNode* n2,
400                  const gp_Pnt&        p,
401                  const double         tol )
402   {
403     SMDS_LinearEdge edge( n1, n2 );
404     return ( SMESH_MeshAlgos::GetDistance( &edge, p ) < tol );
405   }
406
407   //================================================================================
408   /*!
409    * \return Index of intersection point detected on a triangle cut by planes
410    *  \param [in] i - index of a cut triangle side
411    *  \param [in] n1 - 1st point of a cut triangle side
412    *  \param [in] n2 - 2nd point of a cut triangle side
413    *  \param [in] face - a not cut triangle
414    *  \param [in] intPoint - the intersection point
415    *  \param [in] faceNodes - nodes of not cut triangle
416    *  \param [in] tol - tolerance
417    */
418   //================================================================================
419
420   int edgeIndex( const int                                  i,
421                  const SMESH_NodeXYZ&                       n1,
422                  const SMESH_NodeXYZ&                       n2,
423                  const SMDS_MeshElement*                    face,
424                  const IntPoint&                            intPoint,
425                  const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& faceNodes,
426                  const double                               tol )
427   {
428     if ( n1.Node() && n2.Node() )
429       return face->GetNodeIndex( n1.Node() );
430
431     // project intPoint to sides of face
432     for ( size_t i = 1; i < faceNodes.size(); ++i )
433       if ( isOnEdge( faceNodes[ i-1 ], faceNodes[ i ], intPoint.myNode, tol ))
434         return i - 1;
435
436     return -(i+1);
437   }
438
439   //================================================================================
440   /*!
441    * \brief Find a neighboring segment and its next node
442    *  \param [in] curSegment - a current segment
443    *  \param [in,out] curNode - a current node to update
444    *  \param [in] segmentsOfNode - map of segments of nodes
445    *  \return Segment* - the found segment
446    */
447   //================================================================================
448
449   Segment* nextSegment( const Segment*         curSegment,
450                         const SMDS_MeshNode* & curNode,
451                         const TSegmentsOfNode& segmentsOfNode )
452   {
453     Segment* neighborSeg = 0;
454     const NodeData& noData = segmentsOfNode( curNode );
455     for ( size_t iS = 0; iS < noData.mySegments.size()  && !neighborSeg; ++iS )
456       if ( noData.mySegments[ iS ] != curSegment )
457         neighborSeg = noData.mySegments[ iS ];
458
459     if ( neighborSeg )
460     {
461       int iN = ( neighborSeg->Node(0) == curNode );
462       curNode = neighborSeg->Node( iN );
463     }
464     return neighborSeg;
465   }
466
467   //================================================================================
468   /*!
469    * \brief Tries to find a segment to which a given point is too close
470    *  \param [in] p - the point
471    *  \param [in] minDist - minimal allowed distance from segment
472    *  \param [in] curSegment - start segment
473    *  \param [in] curNode - start node
474    *  \param [in] segmentsOfNode - map of segments of nodes
475    *  \return bool - true if a too close segment found
476    */
477   //================================================================================
478
479   const Segment* findTooCloseSegment( const IntPoint&        p,
480                                       const double           minDist,
481                                       const double           tol,
482                                       const Segment*         curSegment,
483                                       const SMDS_MeshNode*   curNode,
484                                       const TSegmentsOfNode& segmentsOfNode )
485   {
486     double prevDist = Precision::Infinite();
487     while ( curSegment )
488     {
489       double dist = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( curSegment->myEdge, p.myNode );
490       if ( dist < minDist )
491       {
492         // check if dist is less than distance of curSegment to its cuts
493         // double minCutDist = prevDist;
494         // bool     coincide = false;
495         // for ( size_t iC = 0; iC < curSegment->myCuts.size(); ++iC )
496         // {
497         //   if (( coincide = ( curSegment->myCuts[iC].SquareDistance( p.myNode ) < tol * tol )))
498         //     break;
499         //   for ( size_t iP = 0; iP < 2; ++iP )
500         //   {
501         //     double cutDist = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( curSegment->myEdge,
502         //                                                    curSegment->myCuts[iC][iP].myNode );
503         //     minCutDist = std::min( minCutDist, cutDist );
504         //   }
505         // }
506         // if ( !coincide && minCutDist > dist )
507         return curSegment;
508       }
509       if ( dist > prevDist )
510         break;
511       prevDist   = dist;
512       curSegment = nextSegment( curSegment, curNode, segmentsOfNode );
513     }
514     return 0;
515   }
516 }
517
518 //================================================================================
519 /*!
520  * \brief Create a slot of given width around given 1D elements lying on a triangle mesh.
521  * The slot is constructed by cutting faces by cylindrical surfaces made around each segment.
522  * \return Edges located at the slot boundary
523  */
524 //================================================================================
525
526 std::vector< SMESH_MeshAlgos::Edge >
527 SMESH_MeshAlgos::MakeSlot( SMDS_ElemIteratorPtr             theSegmentIt,
528                            double                           theWidth,
529                            SMDS_Mesh*                       theMesh,
530                            std::vector< SMDS_MeshGroup* > & theGroupsToUpdate)
531 {
532   std::vector< Edge > bndEdges;
533
534   if ( !theSegmentIt || !theSegmentIt->more() || !theMesh || theWidth == 0.)
535     return bndEdges;
536
537   // ----------------------------------------------------------------------------------
538   // put the input segments to a data map in order to be able finding neighboring ones
539   // ----------------------------------------------------------------------------------
540
541   TSegmentsOfNode segmentsOfNode;
542   ObjectPool< Segment > segmentPool;
543
544   while( theSegmentIt->more() )
545   {
546     const SMDS_MeshElement* edge = theSegmentIt->next();
547     if ( edge->GetType() != SMDSAbs_Edge )
548       throw SALOME_Exception( "A segment is not a mesh edge");
549
550     Segment* segment = segmentPool.getNew();
551     segment->myEdge = edge;
552
553     for ( SMDS_NodeIteratorPtr nIt = edge->nodeIterator(); nIt->more(); )
554     {
555       const SMDS_MeshNode* n = nIt->next();
556       NodeData* noData = segmentsOfNode.ChangeSeek( n );
557       if ( !noData )
558         noData = segmentsOfNode.Bound( n, NodeData() );
559       noData->AddSegment( segment, n );
560     }
561   }
562
563   // ---------------------------------
564   // Cut the mesh around the segments
565   // ---------------------------------
566
567   const double tol = Precision::Confusion();
568   std::vector< gp_XYZ > faceNormals;
569   SMESH_MeshAlgos::Intersector meshIntersector( theMesh, tol, faceNormals );
570   std::unique_ptr< SMESH_ElementSearcher> faceSearcher;
571
572   std::vector< NLink > startEdges;
573   std::vector< const SMDS_MeshNode* > faceNodes(4), edgeNodes(2);
574   std::vector<const SMDS_MeshElement *> faces(2);
575   NCollection_Map<const SMDS_MeshElement*, SMESH_Hasher > checkedFaces;
576   std::vector< IntPoint > intPoints, p(2);
577   std::vector< SMESH_NodeXYZ > facePoints(4);
578   std::vector< Intersector::TFace > cutFacePoints;
579
580   NCollection_DataMap< int, TGroupVec > faceID2Groups;
581   TGroupVec groupVec;
582
583   std::vector< gp_Ax1 > planeNormalVec(2);
584   gp_Ax1 * planeNormal = & planeNormalVec[0];
585   
586   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
587   {
588     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
589
590     gp_Lin      segLine( segment->Ax1() );
591     gp_Ax3      cylAxis( segLine.Location(), segLine.Direction() );
592     gp_Cylinder segCylinder( cylAxis, 0.5 * theWidth );
593     double      radius2( segCylinder.Radius() * segCylinder.Radius() );
594
595     // get normals of planes separating domains of neighboring segments
596     for ( int i = 0; i < 2; ++i ) // loop on 2 segment ends
597     {
598       const SMDS_MeshNode* n = segment->Node( i );
599       planeNormal[i] = segmentsOfNode( n ).Plane( segment );
600     }
601
602     // we explore faces around a segment starting from face edges;
603     // initialize a list of starting edges
604     startEdges.clear();
605     {
606       // get a face to start searching intersected faces from
607       const SMDS_MeshNode*      n0 = segment->Node( 0 );
608       SMDS_ElemIteratorPtr     fIt = n0->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Face );
609       const SMDS_MeshElement* face = ( fIt->more() ) ? fIt->next() : 0;
610       if ( !theMesh->Contains( face ))
611       {
612         if ( !faceSearcher )
613           faceSearcher.reset( SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher( *theMesh ));
614         face = faceSearcher->FindClosestTo( SMESH_NodeXYZ( n0 ), SMDSAbs_Face );
615       }
616       // collect face edges
617       int nbNodes = face->NbCornerNodes();
618       faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
619       faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
620       faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
621       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
622         startEdges.push_back( NLink( faceNodes[i], faceNodes[i+1] ));
623     }
624
625     // intersect faces located around a segment
626     checkedFaces.Clear();
627     while ( !startEdges.empty() )
628     {
629       edgeNodes[0] = startEdges[0].first;
630       edgeNodes[1] = startEdges[0].second;
631
632       theMesh->GetElementsByNodes( edgeNodes, faces, SMDSAbs_Face );
633       for ( size_t iF = 0; iF < faces.size(); ++iF ) // loop on faces sharing a start edge
634       {
635         const SMDS_MeshElement* face = faces[iF];
636         if ( !checkedFaces.Add( face ))
637           continue;
638
639         int nbNodes = face->NbCornerNodes();
640         if ( nbNodes != 3 )
641           throw SALOME_Exception( "MakeSlot() accepts triangles only" );
642         faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
643         faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
644         faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
645         facePoints.assign( faceNodes.begin(), faceNodes.end() );
646
647         // check if cylinder axis || face
648         const gp_XYZ& faceNorm = computeNormal( face, faceNormals );
649         bool isCylinderOnFace  = ( Abs( faceNorm * cylAxis.Direction().XYZ() ) < tol );
650
651         if ( !isCylinderOnFace )
652         {
653           if ( Intersector::CutByPlanes( face, planeNormalVec, tol, cutFacePoints ))
654             continue; // whole face cut off
655           facePoints.swap( cutFacePoints[0] );
656           facePoints.push_back( facePoints[0] );
657         }
658
659         // find intersection points on face edges
660         intPoints.clear();
661         int nbPoints = facePoints.size()-1;
662         int nbFarPoints = 0;
663         for ( int i = 0; i < nbPoints; ++i )
664         {
665           const SMESH_NodeXYZ& n1 = facePoints[i];
666           const SMESH_NodeXYZ& n2 = facePoints[i+1];
667
668           size_t iP = intPoints.size();
669           intersectEdge( segCylinder, n1, n2, tol, intPoints );
670
671           // save edge index
672           if ( isCylinderOnFace )
673             for ( ; iP < intPoints.size(); ++iP )
674               intPoints[ iP ].myEdgeIndex = i;
675           else
676             for ( ; iP < intPoints.size(); ++iP )
677               intPoints[ iP ].myEdgeIndex = edgeIndex( i, n1, n2, face,
678                                                        intPoints[ iP ], faceNodes, tol );
679
680           nbFarPoints += ( segLine.SquareDistance( n1 ) > radius2 );
681         }
682
683         // feed startEdges
684         if ( nbFarPoints < nbPoints || !intPoints.empty() )
685           for ( size_t i = 1; i < faceNodes.size(); ++i )
686           {
687             const SMESH_NodeXYZ& n1 = faceNodes[i];
688             const SMESH_NodeXYZ& n2 = faceNodes[i-1];
689             isOut( n1, planeNormal, p[0].myIsOutPln );
690             isOut( n2, planeNormal, p[1].myIsOutPln );
691             if ( !isSegmentOut( p[0].myIsOutPln, p[1].myIsOutPln ))
692             {
693               startEdges.push_back( NLink( n1.Node(), n2.Node() ));
694             }
695           }
696
697         if ( intPoints.size() < 2 )
698           continue;
699
700         // classify intPoints by planes
701         for ( size_t i = 0; i < intPoints.size(); ++i )
702           isOut( intPoints[i].myNode, planeNormal, intPoints[i].myIsOutPln );
703
704         // cut the face
705
706         if ( intPoints.size() > 2 )
707           intPoints.push_back( intPoints[0] );
708
709         for ( size_t iE = 1; iE < intPoints.size(); ++iE ) // 2 <= intPoints.size() <= 5
710         {
711           if (( intPoints[iE].myIsOutPln[0] && intPoints[iE].myIsOutPln[1]   ) ||
712               ( isSegmentOut( intPoints[iE].myIsOutPln, intPoints[iE-1].myIsOutPln )))
713             continue; // intPoint is out of domain
714
715           // check if a cutting edge connecting two intPoints is on cylinder surface
716           if ( intPoints[iE].myEdgeIndex == intPoints[iE-1].myEdgeIndex )
717             continue; // on same edge
718           if ( intPoints[iE].myNode.Node() &&
719                intPoints[iE].myNode == intPoints[iE-1].myNode ) // coincide
720             continue;
721
722           gp_XYZ edegDir = intPoints[iE].myNode - intPoints[iE-1].myNode;
723
724           bool toCut; // = edegDir.SquareModulus() > tol * tol;
725           if ( intPoints.size() == 2 )
726             toCut = true;
727           else if ( isCylinderOnFace )
728             toCut = cylAxis.Direction().IsParallel( edegDir, tol );
729           else
730           {
731             SMESH_NodeXYZ nBetween;
732             int eInd = intPoints[iE-1].myEdgeIndex;
733             if ( eInd < 0 )
734               nBetween = facePoints[( 1 - (eInd-1)) % nbPoints ];
735             else
736               nBetween = faceNodes[( 1 + eInd ) % nbNodes ];
737             toCut = ( segLine.SquareDistance( nBetween ) > radius2 );
738           }
739           if ( !toCut )
740             continue;
741
742           // limit the edge by planes
743           if ( intPoints[iE].myIsOutPln[0] ||
744                intPoints[iE].myIsOutPln[1] )
745             cutOff( intPoints[iE], intPoints[iE-1],
746                     planeNormal[ intPoints[iE].myIsOutPln[1] ], tol );
747
748           if ( intPoints[iE-1].myIsOutPln[0] ||
749                intPoints[iE-1].myIsOutPln[1] )
750             cutOff( intPoints[iE-1], intPoints[iE],
751                     planeNormal[ intPoints[iE-1].myIsOutPln[1] ], tol );
752
753           gp_XYZ edegDirNew = intPoints[iE].myNode - intPoints[iE-1].myNode;
754           if ( edegDir * edegDirNew < 0 ||
755                edegDir.SquareModulus() < tol * tol )
756             continue; // fully cut off
757
758           segment->AddCutEdge( intPoints[iE], intPoints[iE-1], face );
759
760         }
761       }  // loop on faces sharing an edge
762
763       startEdges[0] = startEdges.back();
764       startEdges.pop_back();
765
766     } // loop on startEdges
767   } // loop on all input segments
768
769
770   // ----------------------------------------------------------
771   // If a plane fully cuts off edges of one side of a segment,
772   // it also may cut edges of adjacent segments
773   // ----------------------------------------------------------
774
775   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
776   {
777     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
778     if ( segment->NbFreeEnds( tol ) >= 4 )
779       continue;
780
781     for ( int iE = 0; iE < 2; ++iE ) // loop on 2 segment ends
782     {
783       const SMDS_MeshNode* n1 = segment->Node( iE );
784       const SMDS_MeshNode* n2 = segment->Node( 1 - iE );
785       planeNormal[0] = segmentsOfNode( n1 ).Plane( segment );
786
787       bool isNeighborCut;
788       Segment* neighborSeg = segment;
789       do // check segments connected to the segment via n2
790       {
791         neighborSeg = nextSegment( neighborSeg, n2, segmentsOfNode );
792         if ( !neighborSeg )
793           break;
794
795         isNeighborCut = false;
796         for ( size_t iC = 0; iC < neighborSeg->myCuts.size(); ++iC ) // check cut edges
797         {
798           IntPoint* intPnt = &( neighborSeg->myCuts[iC].myIntPnt1 );
799           isOut( intPnt[0].myNode, planeNormal, intPnt[0].myIsOutPln, 1 );
800           isOut( intPnt[1].myNode, planeNormal, intPnt[1].myIsOutPln, 1 );
801           const Segment * closeSeg[2] = { 0, 0 };
802           if ( intPnt[0].myIsOutPln[0] )
803             closeSeg[0] = findTooCloseSegment( intPnt[0], 0.5 * theWidth - tol, tol,
804                                                segment, n1, segmentsOfNode );
805           if ( intPnt[1].myIsOutPln[0] )
806             closeSeg[1] = findTooCloseSegment( intPnt[1], 0.5 * theWidth - tol, tol,
807                                                segment, n1, segmentsOfNode );
808           int nbCut = bool( closeSeg[0] ) + bool( closeSeg[1] );
809           if ( nbCut == 0 )
810             continue;
811           isNeighborCut = true;
812           if ( nbCut == 2 ) // remove a cut
813           {
814             if ( iC < neighborSeg->myCuts.size() - 1 )
815               neighborSeg->myCuts[iC] = neighborSeg->myCuts.back();
816             neighborSeg->myCuts.pop_back();
817           }
818           else // shorten cuts of 1) neighborSeg and 2) closeSeg
819           {
820             // 1)
821             int iP = bool( closeSeg[1] );
822             gp_Lin      segLine( closeSeg[iP]->Ax1() );
823             gp_Ax3      cylAxis( segLine.Location(), segLine.Direction() );
824             gp_Cylinder cyl( cylAxis, 0.5 * theWidth );
825             intPoints.clear();
826             if ( intersectEdge( cyl, intPnt[iP].myNode, intPnt[1-iP].myNode, tol, intPoints ) &&
827                  intPoints[0].SquareDistance( intPnt[iP] ) > tol * tol )
828               intPnt[iP].myNode = intPoints[0].myNode;
829
830             // 2)
831             double minCutDist = theWidth;
832             gp_XYZ projection, closestProj;
833             int    iCut;
834             for ( size_t iC = 0; iC < closeSeg[iP]->myCuts.size(); ++iC )
835             {
836               double cutDist = closeSeg[iP]->myCuts[iC].SquareDistance( intPnt[iP].myNode,
837                                                                         projection );
838               if ( cutDist < minCutDist )
839               {
840                 closestProj = projection;
841                 minCutDist  = cutDist;
842                 iCut        = iC;
843               }
844               if ( minCutDist < tol * tol )
845                 break;
846             }
847             double d1 = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( neighborSeg->myEdge,
848                                                       closeSeg[iP]->myCuts[iCut][0].myNode );
849             double d2 = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( neighborSeg->myEdge,
850                                                       closeSeg[iP]->myCuts[iCut][1].myNode );
851             int iP2 = ( d2 < d1 );
852             IntPoint& ip = const_cast< IntPoint& >( closeSeg[iP]->myCuts[iCut][iP2] );
853             ip = intPnt[iP];
854           }
855           // update myFreeEnds
856           neighborSeg->myFreeEnds.clear();
857           neighborSeg->NbFreeEnds( tol );
858         }
859       }
860       while ( isNeighborCut );
861     }
862   }
863
864   // -----------------------
865   // Cut faces by cut edges
866   // -----------------------
867
868   for ( TSegmentIterator segIt( segmentPool ); segIt.more(); ) // loop on all segments
869   {
870     Segment* segment = const_cast< Segment* >( segIt.next() );
871     for ( size_t iC = 0; iC < segment->myCuts.size(); ++iC )
872     {
873       Cut & cut = segment->myCuts[ iC ];
874       computeNormal( cut.myFace, faceNormals );
875       meshIntersector.Cut( cut.myFace,
876                            cut.myIntPnt1.myNode, cut.myIntPnt1.myEdgeIndex,
877                            cut.myIntPnt2.myNode, cut.myIntPnt2.myEdgeIndex );
878
879       Edge e = { cut.myIntPnt1.myNode.Node(), cut.myIntPnt2.myNode.Node(), 0 };
880       bndEdges.push_back( e );
881
882       findGroups( cut.myFace, theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
883     }
884   }
885
886   // -----------------------------------------
887   // Make cut at the end of group of segments
888   // -----------------------------------------
889
890   std::vector<const SMDS_MeshElement*> polySegments;
891
892   for ( TSegmentsOfNode::Iterator nSegsIt( segmentsOfNode ); nSegsIt.More(); nSegsIt.Next() )
893   {
894     const NodeData& noData = nSegsIt.Value();
895     if ( noData.mySegments.size() != 1 )
896       continue;
897
898     const Segment* segment = noData.mySegments[0];
899
900     // find two IntPoint's of cut edges to make a cut between
901     if ( segment->myFreeEnds.size() != 4 )
902       throw SALOME_Exception( "MakeSlot(): too short end edge?" );
903     std::multimap< double, const IntPoint* > dist2IntPntMap;
904     for ( size_t iE = 0; iE < segment->myFreeEnds.size(); ++iE )
905     {
906       const SMESH_NodeXYZ& n = segment->myFreeEnds[ iE ]->myNode;
907       double d = Abs( signedDist( n, noData.myPlane ));
908       dist2IntPntMap.insert( std::make_pair( d, segment->myFreeEnds[ iE ]));
909     }
910     std::multimap< double, const IntPoint* >::iterator d2ip = dist2IntPntMap.begin();
911     SMESH_MeshAlgos::PolySegment linkNodes;
912     linkNodes.myXYZ[0] = d2ip->second->myNode;
913     linkNodes.myXYZ[1] = (++d2ip)->second->myNode;
914     linkNodes.myVector = noData.myPlane.Direction() ^ (linkNodes.myXYZ[0] - linkNodes.myXYZ[1]);
915     linkNodes.myNode1[ 0 ] = linkNodes.myNode2[ 0 ] = 0;
916     linkNodes.myNode1[ 1 ] = linkNodes.myNode2[ 1 ] = 0;
917
918     // create segments connecting linkNodes
919     std::vector<const SMDS_MeshElement*> newSegments;
920     std::vector<const SMDS_MeshNode*>    newNodes;
921     SMESH_MeshAlgos::TListOfPolySegments polySegs(1, linkNodes);
922     SMESH_MeshAlgos::MakePolyLine( theMesh, polySegs, newSegments, newNodes,
923                                    /*group=*/0, faceSearcher.get() );
924     // cut faces by newSegments
925     intPoints.resize(2);
926     for ( size_t i = 0; i < newSegments.size(); ++i )
927     {
928       intPoints[0].myNode = edgeNodes[0] = newSegments[i]->GetNode(0);
929       intPoints[1].myNode = edgeNodes[1] = newSegments[i]->GetNode(1);
930
931       // find an underlying face
932       gp_XYZ                middle = 0.5 * ( intPoints[0].myNode + intPoints[1].myNode );
933       const SMDS_MeshElement* face = faceSearcher->FindClosestTo( middle, SMDSAbs_Face );
934
935       // find intersected edges of the face
936       int nbNodes = face->NbCornerNodes();
937       faceNodes.assign( face->begin_nodes(), face->end_nodes() );
938       faceNodes.resize( nbNodes + 1 );
939       faceNodes[ nbNodes ] = faceNodes[ 0 ];
940       for ( int iP = 0; iP < 2; ++iP )
941       {
942         intPoints[iP].myEdgeIndex = -1;
943         for ( int iN = 0; iN < nbNodes &&  intPoints[iP].myEdgeIndex < 0; ++iN )
944         {
945           if ( isOnEdge( faceNodes[iN], faceNodes[iN+1], intPoints[iP].myNode, tol ))
946             intPoints[iP].myEdgeIndex = iN;
947         }
948       }
949
950
951       // face cut
952       computeNormal( face, faceNormals );
953       meshIntersector.Cut( face,
954                            intPoints[0].myNode, intPoints[0].myEdgeIndex,
955                            intPoints[1].myNode, intPoints[1].myEdgeIndex );
956
957       Edge e = { intPoints[0].myNode.Node(), intPoints[1].myNode.Node(), 0 };
958       bndEdges.push_back( e );
959
960       findGroups( face, theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
961
962       // add cut points to an adjacent face at ends of poly-line
963       // if they fall onto face edges
964       if (( i == 0                       && intPoints[0].myEdgeIndex >= 0 ) ||
965           ( i == newSegments.size() - 1  && intPoints[1].myEdgeIndex >= 0 ))
966       {
967         for ( int iE = 0; iE < 2; ++iE ) // loop on ends of a new segment
968         {
969           if ( iE ? ( i != newSegments.size() - 1 ) : ( i != 0 ))
970             continue;
971           int iEdge = intPoints[ iE ].myEdgeIndex;
972           edgeNodes[0] = faceNodes[ iEdge ];
973           edgeNodes[1] = faceNodes[ iEdge+1 ];
974           theMesh->GetElementsByNodes( edgeNodes, faces, SMDSAbs_Face );
975           for ( size_t iF = 0; iF < faces.size(); ++iF )
976             if ( faces[iF] != face )
977             {
978               int iN1 = faces[iF]->GetNodeIndex( edgeNodes[0] );
979               int iN2 = faces[iF]->GetNodeIndex( edgeNodes[1] );
980               intPoints[ iE ].myEdgeIndex = Abs( iN1 - iN2 ) == 1 ? Min( iN1, iN2 ) : 2;
981               computeNormal( faces[iF], faceNormals );
982               meshIntersector.Cut( faces[iF],
983                                    intPoints[iE].myNode, intPoints[iE].myEdgeIndex,
984                                    intPoints[iE].myNode, intPoints[iE].myEdgeIndex );
985
986               findGroups( faces[iF], theGroupsToUpdate, faceID2Groups, groupVec );
987             }
988         }
989       }
990
991     } // loop on newSegments
992
993     polySegments.insert( polySegments.end(), newSegments.begin(), newSegments.end() );
994
995   } // loop on map of input segments
996
997   // actual mesh splitting
998   TElemIntPairVec new2OldFaces;
999   TNodeIntPairVec new2OldNodes;
1000   meshIntersector.MakeNewFaces( new2OldFaces, new2OldNodes, /*sign=*/1, /*optimize=*/true );
1001
1002   // add new faces to theGroupsToUpdate
1003   for ( size_t i = 0; i < new2OldFaces.size(); ++i )
1004   {
1005     const SMDS_MeshElement* newFace = new2OldFaces[i].first;
1006     const int             oldFaceID = new2OldFaces[i].second;
1007     if ( !newFace ) continue;
1008
1009     if ( TGroupVec* groups = const_cast< TGroupVec* >( faceID2Groups.Seek( oldFaceID )))
1010       for ( size_t iG = 0; iG < groups->size(); ++iG )
1011         (*groups)[ iG ]->Add( newFace );
1012   }
1013
1014   // remove poly-line edges
1015   for ( size_t i = 0; i < polySegments.size(); ++i )
1016   {
1017     edgeNodes[0] = polySegments[i]->GetNode(0);
1018     edgeNodes[1] = polySegments[i]->GetNode(1);
1019
1020     theMesh->RemoveFreeElement( polySegments[i] );
1021
1022     if ( edgeNodes[0]->NbInverseElements() == 0 )
1023       theMesh->RemoveNode( edgeNodes[0] );
1024     if ( edgeNodes[1]->NbInverseElements() == 0 )
1025       theMesh->RemoveNode( edgeNodes[1] );
1026   }
1027
1028   return bndEdges;
1029 }