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Update test for new version of PartitionAlgo.
[modules/smesh.git] / src / StdMeshers / StdMeshers_AutomaticLength.cxx
1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
2 //
3 //  Copyright (C) 2003  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. 
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 //
24 //  File   : StdMeshers_AutomaticLength.cxx
25 //  Author : Edward AGAPOV, OCC
26 //  Module : SMESH
27 //  $Header$
28
29 #include "StdMeshers_AutomaticLength.hxx"
30
31 #include "SMESH_Mesh.hxx"
32 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
33 #include "SMESH_Algo.hxx"
34 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
35
36 #include "utilities.h"
37
38 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
39 #include <TopExp.hxx>
40 #include <TopoDS.hxx>
41 #include <TopoDS_Edge.hxx>
42
43 using namespace std;
44
45 //=============================================================================
46 /*!
47  *  
48  */
49 //=============================================================================
50
51 StdMeshers_AutomaticLength::StdMeshers_AutomaticLength(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
52   :SMESH_Hypothesis(hypId, studyId, gen)
53 {
54   _name = "AutomaticLength";
55   _param_algo_dim = 1; // is used by SMESH_Regular_1D
56
57   _mesh = 0;
58   _fineness = 0;
59 }
60
61 //=============================================================================
62 /*!
63  *  
64  */
65 //=============================================================================
66
67 StdMeshers_AutomaticLength::~StdMeshers_AutomaticLength()
68 {
69 }
70
71 //================================================================================
72 /*!
73  * \brief Set Fineness
74  * \param theFineness - The Fineness value [0.0-1.0],
75  *                        0 - coarse mesh
76  *                        1 - fine mesh
77  * 
78  * Raise if theFineness is out of range
79  * The "Initial Number of Elements on the Shortest Edge" (S0)
80  * is divided by (0.5 + 4.5 x theFineness)
81  */
82 //================================================================================
83
84 const double theCoarseConst = 0.5;
85 const double theFineConst   = 4.5;
86
87 void StdMeshers_AutomaticLength::SetFineness(double theFineness)
88   throw(SALOME_Exception)
89 {
90   if ( theFineness < 0.0 || theFineness > 1.0 )
91     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("theFineness is out of range [0.0-1.0]"));
92
93   if ( _fineness != theFineness )
94   {
95     NotifySubMeshesHypothesisModification();
96     _fineness = theFineness;
97   }
98 }
99
100 //================================================================================
101 /*!
102  * \brief Return pointer to TopoDS_TShape
103   * \param theShape - The TopoDS_Shape
104   * \retval inline const TopoDS_TShape* - result
105  */
106 //================================================================================
107
108 inline const TopoDS_TShape* getTShape(const TopoDS_Shape& theShape)
109 {
110   return theShape.TShape().operator->();
111 }
112 //================================================================================
113 /*!
114  * \brief Compute segment length for all edges
115   * \param theMesh - The mesh
116   * \param theTShapeToLengthMap - The map of edge to segment length
117  */
118 //================================================================================
119
120 static void computeLengths( SMESHDS_Mesh*                       aMesh,
121                             map<const TopoDS_TShape*, double> & theTShapeToLengthMap)
122 {
123   theTShapeToLengthMap.clear();
124
125   TopoDS_Shape aMainShape = aMesh->ShapeToMesh();
126
127   // Find length of longest and shortest edge
128   double Lmin = DBL_MAX, Lmax = -DBL_MAX;
129   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
130   TopExp::MapShapes( aMainShape, TopAbs_EDGE, edgeMap);
131   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
132   {
133     TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge( edgeMap(i) );
134     //if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) continue;
135
136     Standard_Real L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
137     if ( L < DBL_MIN ) continue;
138
139     if ( L > Lmax ) Lmax = L;
140     if ( L < Lmin ) Lmin = L;
141
142     // remember i-th edge length
143     theTShapeToLengthMap.insert( make_pair( getTShape( edge ), L ));
144   }
145
146   // Compute S0
147
148   // image attached to PAL10237
149
150 //   NbSeg
151 //     ^
152 //     |
153 //   10|\
154 //     | \
155 //     |  \
156 //     |   \
157 //    5|    --------
158 //     |
159 //     +------------>
160 //     1    10       Lmax/Lmin
161
162   const int NbSegMin = 5, NbSegMax = 10; //  on axis NbSeg
163   const double Lrat1 = 1., Lrat2 = 10.;  //  on axis Lmax/Lmin
164
165   double Lratio = Lmax/Lmin;
166   double NbSeg = NbSegMin;
167   if ( Lratio < Lrat2 )
168     NbSeg += ( Lrat2 - Lratio ) / ( Lrat2 - Lrat1 )  * ( NbSegMax - NbSegMin );
169
170   double S0 = Lmin / (int) NbSeg;
171   MESSAGE( "S0 = " << S0 << ", Lmin = " << Lmin << ", Nbseg = " << (int) NbSeg);
172
173   // Compute segments length for all edges
174
175   // S = S0 * f(L/Lmin) where f(x) = 1 + (2/Pi * 7 * atan(x/5) )
176   // =>
177   // S = S0 * ( 1 + 14/PI * atan( L / ( 5 * Lmin )))
178
179   const double a14divPI = 14. / PI, a5xLmin = 5 * Lmin;
180   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length = theTShapeToLengthMap.begin();
181   for ( ; tshape_length != theTShapeToLengthMap.end(); ++tshape_length )
182   {
183     double & L = tshape_length->second;
184     L = S0 * ( 1. + a14divPI * atan( L / a5xLmin ));
185   }
186 }
187
188 //=============================================================================
189 /*!
190  *  
191  */
192 //=============================================================================
193
194 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh*   theMesh,
195                                              const TopoDS_Shape& anEdge)
196   throw(SALOME_Exception)
197 {
198   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
199
200   if ( anEdge.IsNull() || anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE )
201     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("Bad edge shape"));
202
203   if ( theMesh != _mesh )
204   {
205     SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
206     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength );
207     _mesh = theMesh;
208   }
209
210   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
211     _TShapeToLength.find( getTShape( anEdge ));
212
213   if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
214     return 1; // it is a dgenerated edge
215
216   return tshape_length->second / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
217 }
218
219 //=============================================================================
220 /*!
221  *  
222  */
223 //=============================================================================
224
225 ostream & StdMeshers_AutomaticLength::SaveTo(ostream & save)
226 {
227   save << _fineness;
228   return save;
229 }
230
231 //=============================================================================
232 /*!
233  *  
234  */
235 //=============================================================================
236
237 istream & StdMeshers_AutomaticLength::LoadFrom(istream & load)
238 {
239   if ( ! ( load >> _fineness ))
240     load.clear(ios::badbit | load.rdstate());
241   return load;
242 }
243
244 //=============================================================================
245 /*!
246  *  
247  */
248 //=============================================================================
249
250 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
251 {
252   return hyp.SaveTo( save );
253 }
254
255 //=============================================================================
256 /*!
257  *  
258  */
259 //=============================================================================
260
261 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
262 {
263   return hyp.LoadFrom( load );
264 }
265
266 //================================================================================
267 /*!
268  * \brief Initialize Fineness by the mesh built on the geometry
269  * \param theMesh - the built mesh
270  * \param theShape - the geometry of interest
271  * \retval bool - true if parameter values have been successfully defined
272  */
273 //================================================================================
274
275 bool StdMeshers_AutomaticLength::SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh*   theMesh,
276                                                      const TopoDS_Shape& theShape)
277 {
278   if ( !theMesh || theShape.IsNull() )
279     return false;
280
281   _fineness = 0;
282
283   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* >( theMesh )->GetMeshDS();
284
285   int nbEdges = 0;
286   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
287   TopExp::MapShapes( theShape, TopAbs_EDGE, edgeMap );
288   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
289   {
290     const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( edgeMap( i ));
291
292     // assure the base automatic length is stored in _TShapeToLength
293     if ( i == 1 ) 
294       GetLength( theMesh, edge );
295
296     // get current segment length
297     double L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
298     if ( L <= DBL_MIN )
299       continue;
300     SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = aMeshDS->MeshElements( edge );
301     if ( !eSubMesh )
302       return false;
303     int nbSeg = eSubMesh->NbElements();
304     if ( nbSeg < 1 )
305       continue;
306     double segLen = L / nbSeg;
307
308     // get segment length from _TShapeToLength
309     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
310       _TShapeToLength.find( getTShape( edge ));
311     if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
312       continue;
313     double autoLen = tshape_length->second;
314
315     // segLen = autoLen / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness) -->
316     _fineness += ( autoLen / segLen - theCoarseConst ) / theFineConst;
317
318     ++nbEdges;
319   }
320   if ( nbEdges )
321     _fineness /= nbEdges;
322
323   if (_fineness > 1.0)
324     _fineness = 1.0;
325   else if (_fineness < 0.0)
326     _fineness = 0.0;
327
328   return nbEdges;
329 }