src/StdMeshers/StdMeshers_Cartesian_3D.cxx

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   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
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  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 //  File   : StdMeshers_Cartesian_3D.cxx
  23 //  Module : SMESH
  24 //
  25 #include "StdMeshers_Cartesian_3D.hxx"
  26
  27 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  28 #include "SMESH_Block.hxx"
  29 #include "SMESH_Comment.hxx"
  30 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  31 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  32 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  33 #include "SMESH_subMeshEventListener.hxx"
  34 #include "StdMeshers_CartesianParameters3D.hxx"
  35
  36 #include "utilities.h"
  37 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  38
  39 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  40 #include <BRepBndLib.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_Copy.hxx>
  42 #include <BRepTools.hxx>
  43 #include <BRep_Tool.hxx>
  44 #include <Bnd_Box.hxx>
  45 #include <ElSLib.hxx>
  46 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
  47 #include <Geom2d_BezierCurve.hxx>
  48 #include <Geom2d_TrimmedCurve.hxx>
  49 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  50 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  51 #include <Geom_BezierCurve.hxx>
  52 #include <Geom_BezierSurface.hxx>
  53 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  54 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  55 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  56 #include <IntAna_IntLinTorus.hxx>
  57 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  58 #include <IntCurveSurface_TransitionOnCurve.hxx>
  59 #include <IntCurvesFace_Intersector.hxx>
  60 #include <Poly_Triangulation.hxx>
  61 #include <Precision.hxx>
  62 #include <TopExp.hxx>
  63 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  64 #include <TopLoc_Location.hxx>
  65 #include <TopTools_MapIteratorOfMapOfShape.hxx>
  66 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  67 #include <TopoDS.hxx>
  68 #include <TopoDS_Face.hxx>
  69 #include <TopoDS_TShape.hxx>
  70 #include <gp_Cone.hxx>
  71 #include <gp_Cylinder.hxx>
  72 #include <gp_Lin.hxx>
  73 #include <gp_Pln.hxx>
  74 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  75 #include <gp_Sphere.hxx>
  76 #include <gp_Torus.hxx>
  77
  78 //#undef WITH_TBB
  79 #ifdef WITH_TBB
  80 #include <tbb/parallel_for.h>
  81 //#include <tbb/enumerable_thread_specific.h>
  82 #endif
  83
  84 using namespace std;
  85
  86 //#define _MY_DEBUG_
  87
  88 //=============================================================================
  89 /*!
  90  * Constructor
  91  */
  92 //=============================================================================
  93
  94 StdMeshers_Cartesian_3D::StdMeshers_Cartesian_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  95   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  96 {
  97   _name = "Cartesian_3D";
  98   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  99   _compatibleHypothesis.push_back("CartesianParameters3D");
 100
 101   _onlyUnaryInput = false;          // to mesh all SOLIDs at once
 102   _requireDiscreteBoundary = false; // 2D mesh not needed
 103   _supportSubmeshes = false;        // do not use any existing mesh
 104 }
 105
 106 //=============================================================================
 107 /*!
 108  * Check presence of a hypothesis
 109  */
 110 //=============================================================================
 111
 112 bool StdMeshers_Cartesian_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&          aMesh,
 113                                                const TopoDS_Shape&  aShape,
 114                                                Hypothesis_Status&   aStatus)
 115 {
 116   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 117
 118   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 119   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 120   if ( h == hyps.end())
 121   {
 122     return false;
 123   }
 124
 125   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 126   {
 127     if (( _hyp = dynamic_cast<const StdMeshers_CartesianParameters3D*>( *h )))
 128     {
 129       aStatus = _hyp->IsDefined() ? HYP_OK : HYP_BAD_PARAMETER;
 130       break;
 131     }
 132   }
 133
 134   return aStatus == HYP_OK;
 135 }
 136
 137 namespace
 138 {
 139   //=============================================================================
 140   // Definitions of internal utils
 141   // --------------------------------------------------------------------------
 142   enum Transition {
 143     Trans_TANGENT = IntCurveSurface_Tangent,
 144     Trans_IN      = IntCurveSurface_In,
 145     Trans_OUT     = IntCurveSurface_Out,
 146     Trans_APEX
 147   };
 148   // --------------------------------------------------------------------------
 149   /*!
 150    * \brief Data of intersection between a GridLine and a TopoDS_Face
 151    */
 152   struct IntersectionPoint
 153   {
 154     double                       _paramOnLine;
 155     mutable Transition           _transition;
 156     mutable const SMDS_MeshNode* _node;
 157     mutable size_t               _indexOnLine;
 158
 159     IntersectionPoint(): _node(0) {}
 160     bool operator< ( const IntersectionPoint& o ) const { return _paramOnLine < o._paramOnLine; }
 161   };
 162   // --------------------------------------------------------------------------
 163   /*!
 164    * \brief A line of the grid and its intersections with 2D geometry
 165    */
 166   struct GridLine
 167   {
 168     gp_Lin _line;
 169     double _length; // line length
 170     multiset< IntersectionPoint > _intPoints;
 171
 172     void RemoveExcessIntPoints( const double tol );
 173     bool GetIsOutBefore( multiset< IntersectionPoint >::iterator ip, bool prevIsOut );
 174   };
 175   // --------------------------------------------------------------------------
 176   /*!
 177    * \brief Iterator on the parallel grid lines of one direction
 178    */
 179   struct LineIndexer
 180   {
 181     size_t _size  [3];
 182     size_t _curInd[3];
 183     size_t _iVar1, _iVar2, _iConst;
 184     string _name1, _name2, _nameConst;
 185     LineIndexer() {}
 186     LineIndexer( size_t sz1, size_t sz2, size_t sz3,
 187                  size_t iv1, size_t iv2, size_t iConst,
 188                  const string& nv1, const string& nv2, const string& nConst )
 189     {
 190       _size[0] = sz1; _size[1] = sz2; _size[2] = sz3;
 191       _curInd[0] = _curInd[1] = _curInd[2] = 0;
 192       _iVar1 = iv1; _iVar2 = iv2; _iConst = iConst;
 193       _name1 = nv1; _name2 = nv2; _nameConst = nConst;
 194     }
 195
 196     size_t I() const { return _curInd[0]; }
 197     size_t J() const { return _curInd[1]; }
 198     size_t K() const { return _curInd[2]; }
 199     void SetIJK( size_t i, size_t j, size_t k )
 200     {
 201       _curInd[0] = i; _curInd[1] = j; _curInd[2] = k;
 202     }
 203     void operator++()
 204     {
 205       if ( ++_curInd[_iVar1] == _size[_iVar1] )
 206         _curInd[_iVar1] = 0, ++_curInd[_iVar2];
 207     }
 208     bool More() const { return _curInd[_iVar2] < _size[_iVar2]; }
 209     size_t LineIndex   () const { return _curInd[_iVar1] + _curInd[_iVar2]* _size[_iVar1]; }
 210     size_t LineIndex10 () const { return (_curInd[_iVar1] + 1 ) + _curInd[_iVar2]* _size[_iVar1]; }
 211     size_t LineIndex01 () const { return _curInd[_iVar1] + (_curInd[_iVar2] + 1 )* _size[_iVar1]; }
 212     size_t LineIndex11 () const { return (_curInd[_iVar1] + 1 ) + (_curInd[_iVar2] + 1 )* _size[_iVar1]; }
 213     void SetIndexOnLine (size_t i)  { _curInd[ _iConst ] = i; }
 214     size_t NbLines() const { return _size[_iVar1] * _size[_iVar2]; }
 215   };
 216   // --------------------------------------------------------------------------
 217   /*!
 218    * \brief Container of GridLine's
 219    */
 220   struct Grid
 221   {
 222     vector< double >   _coords[3]; // coordinates of grid nodes
 223     vector< GridLine > _lines [3]; //  in 3 directions
 224     double             _tol, _minCellSize;
 225
 226     vector< const SMDS_MeshNode* > _nodes; // mesh nodes at grid nodes
 227     vector< bool >                 _isBndNode; // is mesh node at intersection with geometry
 228
 229     size_t CellIndex( size_t i, size_t j, size_t k ) const
 230     {
 231       return i + j*(_coords[0].size()-1) + k*(_coords[0].size()-1)*(_coords[1].size()-1);
 232     }
 233     size_t NodeIndex( size_t i, size_t j, size_t k ) const
 234     {
 235       return i + j*_coords[0].size() + k*_coords[0].size()*_coords[1].size();
 236     }
 237     size_t NodeIndexDX() const { return 1; }
 238     size_t NodeIndexDY() const { return _coords[0].size(); }
 239     size_t NodeIndexDZ() const { return _coords[0].size() * _coords[1].size(); }
 240
 241     LineIndexer GetLineIndexer(size_t iDir) const;
 242
 243     void SetCoordinates(const vector<double>& xCoords,
 244                         const vector<double>& yCoords,
 245                         const vector<double>& zCoords,
 246                         const TopoDS_Shape&   shape );
 247     void ComputeNodes(SMESH_MesherHelper& helper);
 248   };
 249   // --------------------------------------------------------------------------
 250   /*!
 251    * \brief Intersector of TopoDS_Face with all GridLine's
 252    */
 253   struct FaceGridIntersector
 254   {
 255     TopoDS_Face _face;
 256     Grid*       _grid;
 257     Bnd_Box     _bndBox;
 258     IntCurvesFace_Intersector* _surfaceInt;
 259     vector< std::pair< GridLine*, IntersectionPoint > > _intersections;
 260
 261     FaceGridIntersector(): _grid(0), _surfaceInt(0) {}
 262     void Intersect();
 263     bool IsInGrid(const Bnd_Box& gridBox);
 264
 265     void StoreIntersections()
 266     {
 267       for ( size_t i = 0; i < _intersections.size(); ++i )
 268         _intersections[i].first->_intPoints.insert( _intersections[i].second );
 269     }
 270     const Bnd_Box& GetFaceBndBox()
 271     {
 272       GetCurveFaceIntersector();
 273       return _bndBox;
 274     }
 275     IntCurvesFace_Intersector* GetCurveFaceIntersector()
 276     {
 277       if ( !_surfaceInt )
 278       {
 279         _surfaceInt = new IntCurvesFace_Intersector( _face, Precision::PConfusion() );
 280         _bndBox     = _surfaceInt->Bounding();
 281         if ( _bndBox.IsVoid() )
 282           BRepBndLib::Add (_face, _bndBox);
 283       }
 284       return _surfaceInt;
 285     }
 286     bool IsThreadSafe() const;
 287   };
 288   // --------------------------------------------------------------------------
 289   /*!
 290    * \brief Intersector of a surface with a GridLine
 291    */
 292   struct FaceLineIntersector
 293   {
 294     double      _tol;
 295     double      _u, _v, _w; // params on the face and the line
 296     Transition  _transition; // transition of at intersection (see IntCurveSurface.cdl)
 297     Transition  _transIn, _transOut; // IN and OUT transitions depending of face orientation
 298
 299     gp_Pln      _plane;
 300     gp_Cylinder _cylinder;
 301     gp_Cone     _cone;
 302     gp_Sphere   _sphere;
 303     gp_Torus    _torus;
 304     IntCurvesFace_Intersector* _surfaceInt;
 305
 306     vector< IntersectionPoint > _intPoints;
 307
 308     void IntersectWithPlane   (const GridLine& gridLine);
 309     void IntersectWithCylinder(const GridLine& gridLine);
 310     void IntersectWithCone    (const GridLine& gridLine);
 311     void IntersectWithSphere  (const GridLine& gridLine);
 312     void IntersectWithTorus   (const GridLine& gridLine);
 313     void IntersectWithSurface (const GridLine& gridLine);
 314
 315     void addIntPoint(const bool toClassify=true);
 316     bool isParamOnLineOK( const double linLength )
 317     {
 318       return -_tol < _w && _w < linLength + _tol;
 319     }
 320     FaceLineIntersector():_surfaceInt(0) {}
 321     ~FaceLineIntersector() { if (_surfaceInt ) delete _surfaceInt; _surfaceInt = 0; }
 322   };
 323   // --------------------------------------------------------------------------
 324   /*!
 325    * \brief Class representing topology of the hexahedron and creating a mesh
 326    *        volume basing on analysis of hexahedron intersection with geometry
 327    */
 328   class Hexahedron
 329   {
 330     // --------------------------------------------------------------------------------
 331     struct _Face;
 332     struct _Link;
 333     // --------------------------------------------------------------------------------
 334     struct _Node //!< node either at a hexahedron corner or at GridLine intersection
 335     {
 336       const SMDS_MeshNode*     _node; // mesh node at hexahedron corner
 337       const IntersectionPoint* _intPoint;
 338
 339       _Node(const SMDS_MeshNode* n=0, const IntersectionPoint* ip=0):_node(n), _intPoint(ip) {}
 340       const SMDS_MeshNode* Node() const { return _intPoint ? _intPoint->_node : _node; }
 341       //bool IsCorner() const { return _node; }
 342     };
 343     // --------------------------------------------------------------------------------
 344     struct _Link // link connecting two _Node's
 345     {
 346       _Node* _nodes[2];
 347       vector< _Node>  _intNodes; // _Node's at GridLine intersections
 348       vector< _Link > _splits;
 349       vector< _Face*> _faces;
 350       const GridLine* _line;
 351       _Link(): _line(0) {}
 352     };
 353     // --------------------------------------------------------------------------------
 354     struct _OrientedLink
 355     {
 356       _Link* _link;
 357       bool   _reverse;
 358       _OrientedLink( _Link* link=0, bool reverse=false ): _link(link), _reverse(reverse) {}
 359       void Reverse() { _reverse = !_reverse; }
 360       int NbResultLinks() const { return _link->_splits.size(); }
 361       _OrientedLink ResultLink(int i) const
 362       {
 363         return _OrientedLink(&_link->_splits[_reverse ? NbResultLinks()-i-1 : i],_reverse);
 364       }
 365       _Node* FirstNode() const { return _link->_nodes[ _reverse ]; }
 366       _Node* LastNode() const { return _link->_nodes[ !_reverse ]; }
 367     };
 368     // --------------------------------------------------------------------------------
 369     struct _Face
 370     {
 371       vector< _OrientedLink > _links;
 372       vector< _Link >         _polyLinks; // links added to close a polygonal face
 373     };
 374     // --------------------------------------------------------------------------------
 375     struct _volumeDef // holder of nodes of a volume mesh element
 376     {
 377       vector< const SMDS_MeshNode* > _nodes;
 378       vector< int >                  _quantities;
 379       typedef boost::shared_ptr<_volumeDef> Ptr;
 380       void set( const vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes,
 381                 const vector< int > quant = vector< int >() )
 382       { _nodes = nodes; _quantities = quant; }
 383       // static Ptr New( const vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes,
 384       //                 const vector< int > quant = vector< int >() )
 385       // {
 386       //   _volumeDef* def = new _volumeDef;
 387       //   def->_nodes = nodes;
 388       //   def->_quantities = quant;
 389       //   return Ptr( def );
 390       // }
 391     };
 392
 393     // topology of a hexahedron
 394     int   _nodeShift[8];
 395     _Node _hexNodes[8];
 396     _Link _hexLinks[12];
 397     _Face _hexQuads[6];
 398
 399     // faces resulted from hexahedron intersection
 400     vector< _Face > _polygons;
 401
 402     // computed volume elements
 403     //vector< _volumeDef::Ptr > _volumeDefs;
 404     _volumeDef _volumeDefs;
 405
 406     Grid*       _grid;
 407     double      _sizeThreshold, _sideLength[3];
 408     int         _nbCornerNodes, _nbIntNodes, _nbBndNodes;
 409     int         _origNodeInd; // index of _hexNodes[0] node within the _grid
 410     size_t      _i,_j,_k;
 411
 412   public:
 413     Hexahedron(const double sizeThreshold, Grid* grid);
 414     int MakeElements(SMESH_MesherHelper& helper);
 415     void ComputeElements();
 416     void Init() { init( _i, _j, _k ); }
 417
 418   private:
 419     Hexahedron(const Hexahedron& other );
 420     void init( size_t i, size_t j, size_t k );
 421     void init( size_t i );
 422     int  addElements(SMESH_MesherHelper& helper);
 423     bool isInHole() const;
 424     bool checkPolyhedronSize() const;
 425     bool addHexa ();
 426     bool addTetra();
 427     bool addPenta();
 428     bool addPyra ();
 429   };
 430
 431 #ifdef WITH_TBB
 432   // --------------------------------------------------------------------------
 433   /*!
 434    * \brief Hexahedron computing volumes in one thread
 435    */
 436   struct ParallelHexahedron
 437   {
 438     vector< Hexahedron* >& _hexVec;
 439     vector<int>&           _index;
 440     ParallelHexahedron( vector< Hexahedron* >& hv, vector<int>& ind): _hexVec(hv), _index(ind) {}
 441     void operator() ( const tbb::blocked_range<size_t>& r ) const
 442     {
 443       for ( size_t i = r.begin(); i != r.end(); ++i )
 444         if ( Hexahedron* hex = _hexVec[ _index[i]] )
 445           hex->ComputeElements();
 446     }
 447   };
 448   // --------------------------------------------------------------------------
 449   /*!
 450    * \brief Structure intersecting certain nb of faces with GridLine's in one thread
 451    */
 452   struct ParallelIntersector
 453   {
 454     vector< FaceGridIntersector >& _faceVec;
 455     ParallelIntersector( vector< FaceGridIntersector >& faceVec): _faceVec(faceVec){}
 456     void operator() ( const tbb::blocked_range<size_t>& r ) const
 457     {
 458       for ( size_t i = r.begin(); i != r.end(); ++i )
 459         _faceVec[i].Intersect();
 460     }
 461   };
 462
 463 #endif
 464   //=============================================================================
 465   // Implementation of internal utils
 466   //=============================================================================
 467   /*
 468    * Remove coincident intersection points
 469    */
 470   void GridLine::RemoveExcessIntPoints( const double tol )
 471   {
 472     if ( _intPoints.size() < 2 ) return;
 473
 474     set< Transition > tranSet;
 475     multiset< IntersectionPoint >::iterator ip1, ip2 = _intPoints.begin();
 476     while ( ip2 != _intPoints.end() )
 477     {
 478       tranSet.clear();
 479       ip1 = ip2++;
 480       while ( ip2->_paramOnLine - ip1->_paramOnLine <= tol  && ip2 != _intPoints.end())
 481       {
 482         tranSet.insert( ip1->_transition );
 483         tranSet.insert( ip2->_transition );
 484         _intPoints.erase( ip1 );
 485         ip1 = ip2++;
 486       }
 487       if ( tranSet.size() > 1 ) // points with different transition coincide
 488       {
 489         bool isIN  = tranSet.count( Trans_IN );
 490         bool isOUT = tranSet.count( Trans_OUT );
 491         if ( isIN && isOUT )
 492           (*ip1)._transition = Trans_TANGENT;
 493         else
 494           (*ip1)._transition = isIN ? Trans_IN : Trans_OUT;
 495       }
 496     }
 497   }
 498   //================================================================================
 499   /*
 500    * Return "is OUT" state for nodes before the given intersection point
 501    */
 502   bool GridLine::GetIsOutBefore( multiset< IntersectionPoint >::iterator ip, bool prevIsOut )
 503   {
 504     if ( ip->_transition == Trans_IN )
 505       return true;
 506     if ( ip->_transition == Trans_OUT )
 507       return false;
 508     if ( ip->_transition == Trans_APEX )
 509     {
 510       // singularity point (apex of a cone)
 511       if ( _intPoints.size() == 1 || ip == _intPoints.begin() )
 512         return true;
 513       multiset< IntersectionPoint >::iterator ipBef = ip, ipAft = ++ip;
 514       if ( ipAft == _intPoints.end() )
 515         return false;
 516       --ipBef;
 517       if ( ipBef->_transition != ipAft->_transition )
 518         return ( ipBef->_transition == Trans_OUT );
 519       return ( ipBef->_transition != Trans_OUT );
 520     }
 521     return prevIsOut; // _transition == Trans_TANGENT
 522   }
 523   //================================================================================
 524   /*
 525    * Return an iterator on GridLine's in a given direction
 526    */
 527   LineIndexer Grid::GetLineIndexer(size_t iDir) const
 528   {
 529     const size_t indices[] = { 1,2,0, 0,2,1, 0,1,2 };
 530     const string s[] = { "X", "Y", "Z" };
 531     LineIndexer li( _coords[0].size(),  _coords[1].size(),    _coords[2].size(),
 532                     indices[iDir*3],    indices[iDir*3+1],    indices[iDir*3+2],
 533                     s[indices[iDir*3]], s[indices[iDir*3+1]], s[indices[iDir*3+2]]);
 534     return li;
 535   }
 536   //=============================================================================
 537   /*
 538    * Creates GridLine's of the grid
 539    */
 540   void Grid::SetCoordinates(const vector<double>& xCoords,
 541                             const vector<double>& yCoords,
 542                             const vector<double>& zCoords,
 543                             const TopoDS_Shape&   shape)
 544   {
 545     _coords[0] = xCoords;
 546     _coords[1] = yCoords;
 547     _coords[2] = zCoords;
 548
 549     // compute tolerance
 550     _minCellSize = Precision::Infinite();
 551     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 552     {
 553       for ( size_t i = 1; i < _coords[ iDir ].size(); ++i )
 554       {
 555         double cellLen = _coords[ iDir ][ i ] - _coords[ iDir ][ i-1 ];
 556         if ( cellLen < _minCellSize )
 557           _minCellSize = cellLen;
 558       }
 559     }
 560     if ( _minCellSize < Precision::Confusion() )
 561       throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 562                                 SMESH_Comment("Too small cell size: ") << _tol );
 563     _tol = _minCellSize / 1000.;
 564
 565     // attune grid extremities to shape bounding box computed by vertices
 566     Bnd_Box shapeBox;
 567     for ( TopExp_Explorer vExp( shape, TopAbs_VERTEX ); vExp.More(); vExp.Next() )
 568       shapeBox.Add( BRep_Tool::Pnt( TopoDS::Vertex( vExp.Current() )));
 569
 570     double sP[6]; // aXmin, aYmin, aZmin, aXmax, aYmax, aZmax
 571     shapeBox.Get(sP[0],sP[1],sP[2],sP[3],sP[4],sP[5]);
 572     double* cP[6] = { &_coords[0].front(), &_coords[1].front(), &_coords[2].front(),
 573                       &_coords[0].back(),  &_coords[1].back(),  &_coords[2].back() };
 574     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 575       if ( fabs( sP[i] - *cP[i] ) < _tol )
 576         *cP[i] = sP[i] + _tol/1000. * ( i < 3 ? +1 : -1 );
 577
 578     // create lines
 579     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 580     {
 581       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 582       _lines[iDir].resize( li.NbLines() );
 583       double len = _coords[ iDir ].back() - _coords[iDir].front();
 584       gp_Vec dir( iDir==0, iDir==1, iDir==2 );
 585       for ( ; li.More(); ++li )
 586       {
 587         GridLine& gl = _lines[iDir][ li.LineIndex() ];
 588         gl._line.SetLocation(gp_Pnt(_coords[0][li.I()], _coords[1][li.J()], _coords[2][li.K()]));
 589         gl._line.SetDirection( dir );
 590         gl._length = len;
 591       }
 592     }
 593   }
 594   //================================================================================
 595   /*
 596    * Creates all nodes
 597    */
 598   void Grid::ComputeNodes(SMESH_MesherHelper& helper)
 599   {
 600     // state of each node of the grid relative to the geomerty
 601     const size_t nbGridNodes = _coords[0].size() * _coords[1].size() * _coords[2].size();
 602     vector< bool > isNodeOut( nbGridNodes, false );
 603     _nodes.resize( nbGridNodes, 0 );
 604     _isBndNode.resize( nbGridNodes, false );
 605
 606     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 607     {
 608       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 609
 610       // find out a shift of node index while walking along a GridLine in this direction
 611       li.SetIndexOnLine( 0 );
 612       size_t nIndex0 = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() );
 613       li.SetIndexOnLine( 1 );
 614       const size_t nShift = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() ) - nIndex0;
 615
 616       const vector<double> & coords = _coords[ iDir ];
 617       for ( ; li.More(); ++li ) // loop on lines in iDir
 618       {
 619         li.SetIndexOnLine( 0 );
 620         nIndex0 = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() );
 621
 622         GridLine& line = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ];
 623         line.RemoveExcessIntPoints( _tol );
 624         multiset< IntersectionPoint >& intPnts = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ]._intPoints;
 625         multiset< IntersectionPoint >::iterator ip = intPnts.begin();
 626
 627         bool isOut = true;
 628         const double* nodeCoord = & coords[0], *coord0 = nodeCoord, *coordEnd = coord0 + coords.size();
 629         double nodeParam = 0;
 630         for ( ; ip != intPnts.end(); ++ip )
 631         {
 632           // set OUT state or just skip IN nodes before ip
 633           if ( nodeParam < ip->_paramOnLine - _tol )
 634           {
 635             isOut = line.GetIsOutBefore( ip, isOut );
 636
 637             while ( nodeParam < ip->_paramOnLine - _tol )
 638             {
 639               if ( isOut )
 640                 isNodeOut[ nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 ) ] = isOut;
 641               if ( ++nodeCoord <  coordEnd )
 642                 nodeParam = *nodeCoord - *coord0;
 643               else
 644                 break;
 645             }
 646             if ( nodeCoord == coordEnd ) break;
 647           }
 648           // create a mesh node on a GridLine at ip if it does not coincide with a grid node
 649           if ( nodeParam > ip->_paramOnLine + _tol )
 650           {
 651             li.SetIndexOnLine( 0 );
 652             double xyz[3] = { _coords[0][ li.I() ], _coords[1][ li.J() ], _coords[2][ li.K() ]};
 653             xyz[ li._iConst ] += ip->_paramOnLine;
 654             ip->_node = helper.AddNode( xyz[0], xyz[1], xyz[2] );
 655             ip->_indexOnLine = nodeCoord-coord0-1;
 656           }
 657           // create a mesh node at ip concident with a grid node
 658           else
 659           {
 660             int nodeIndex = nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 );
 661             if ( ! _nodes[ nodeIndex ] )
 662             {
 663               li.SetIndexOnLine( nodeCoord-coord0 );
 664               double xyz[3] = { _coords[0][ li.I() ], _coords[1][ li.J() ], _coords[2][ li.K() ]};
 665               _nodes[ nodeIndex ] = helper.AddNode( xyz[0], xyz[1], xyz[2] );
 666               _isBndNode[ nodeIndex ] = true;
 667             }
 668             //ip->_node = _nodes[ nodeIndex ];
 669             ip->_indexOnLine = nodeCoord-coord0;
 670             if ( ++nodeCoord < coordEnd )
 671               nodeParam = *nodeCoord - *coord0;
 672           }
 673         }
 674         // set OUT state to nodes after the last ip
 675         for ( ; nodeCoord < coordEnd; ++nodeCoord )
 676           isNodeOut[ nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 ) ] = true;
 677       }
 678     }
 679
 680     // Create mesh nodes at !OUT nodes of the grid
 681
 682     for ( size_t z = 0; z < _coords[2].size(); ++z )
 683       for ( size_t y = 0; y < _coords[1].size(); ++y )
 684         for ( size_t x = 0; x < _coords[0].size(); ++x )
 685         {
 686           size_t nodeIndex = NodeIndex( x, y, z );
 687           if ( !isNodeOut[ nodeIndex ] && !_nodes[ nodeIndex] )
 688             _nodes[ nodeIndex ] = helper.AddNode( _coords[0][x], _coords[1][y], _coords[2][z] );
 689         }
 690
 691 #ifdef _MY_DEBUG_
 692     // check validity of transitions
 693     const char* trName[] = { "TANGENT", "IN", "OUT", "APEX" };
 694     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 695     {
 696       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 697       for ( ; li.More(); ++li )
 698       {
 699         multiset< IntersectionPoint >& intPnts = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ]._intPoints;
 700         if ( intPnts.empty() ) continue;
 701         if ( intPnts.size() == 1 )
 702         {
 703           if ( intPnts.begin()->_transition != Trans_TANGENT &&
 704                intPnts.begin()->_transition != Trans_APEX )
 705           throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 706                                     SMESH_Comment("Wrong SOLE transition of GridLine (")
 707                                     << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 708                                     << ") along " << li._nameConst
 709                                     << ": " << trName[ intPnts.begin()->_transition] );
 710         }
 711         else
 712         {
 713           if ( intPnts.begin()->_transition == Trans_OUT )
 714             throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 715                                       SMESH_Comment("Wrong START transition of GridLine (")
 716                                       << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 717                                       << ") along " << li._nameConst
 718                                       << ": " << trName[ intPnts.begin()->_transition ]);
 719           if ( intPnts.rbegin()->_transition == Trans_IN )
 720             throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 721                                       SMESH_Comment("Wrong END transition of GridLine (")
 722                                       << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 723                                       << ") along " << li._nameConst
 724                                     << ": " << trName[ intPnts.rbegin()->_transition ]);
 725         }
 726       }
 727     }
 728 #endif
 729   }
 730
 731   //=============================================================================
 732   /*
 733    * Checks if the face is encosed by the grid
 734    */
 735   bool FaceGridIntersector::IsInGrid(const Bnd_Box& gridBox)
 736   {
 737     double x0,y0,z0, x1,y1,z1;
 738     const Bnd_Box& faceBox = GetFaceBndBox();
 739     faceBox.Get(x0,y0,z0, x1,y1,z1);
 740
 741     if ( !gridBox.IsOut( gp_Pnt( x0,y0,z0 )) &&
 742          !gridBox.IsOut( gp_Pnt( x1,y1,z1 )))
 743       return true;
 744
 745     double X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1;
 746     gridBox.Get(X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1);
 747     double faceP[6] = { x0,y0,z0, x1,y1,z1 };
 748     double gridP[6] = { X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1 };
 749     gp_Dir axes[3]  = { gp::DX(), gp::DY(), gp::DZ() };
 750     for ( int iDir = 0; iDir < 6; ++iDir )
 751     {
 752       if ( iDir < 3  && gridP[ iDir ] <= faceP[ iDir ] ) continue;
 753       if ( iDir >= 3 && gridP[ iDir ] >= faceP[ iDir ] ) continue;
 754
 755       // check if the face intersects a side of a gridBox
 756
 757       gp_Pnt p = iDir < 3 ? gp_Pnt( X0,Y0,Z0 ) : gp_Pnt( X1,Y1,Z1 );
 758       gp_Ax1 norm( p, axes[ iDir % 3 ] );
 759       if ( iDir < 3 ) norm.Reverse();
 760
 761       gp_XYZ O = norm.Location().XYZ(), N = norm.Direction().XYZ();
 762
 763       TopLoc_Location loc = _face.Location();
 764       Handle(Poly_Triangulation) aPoly = BRep_Tool::Triangulation(_face,loc);
 765       if ( !aPoly.IsNull() )
 766       {
 767         if ( !loc.IsIdentity() )
 768         {
 769           norm.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 770           O = norm.Location().XYZ(), N = norm.Direction().XYZ();
 771         }
 772         const double deflection = aPoly->Deflection();
 773
 774         const TColgp_Array1OfPnt& nodes = aPoly->Nodes();
 775         for ( int i = nodes.Lower(); i <= nodes.Upper(); ++i )
 776           if (( nodes( i ).XYZ() - O ) * N > _grid->_tol + deflection )
 777             return false;
 778       }
 779       else
 780       {
 781         BRepAdaptor_Surface surf( _face );
 782         double u0, u1, v0, v1, du, dv, u, v;
 783         BRepTools::UVBounds( _face, u0, u1, v0, v1);
 784         if ( surf.GetType() == GeomAbs_Plane ) {
 785           du = u1 - u0, dv = v1 - v0;
 786         }
 787         else {
 788           du = surf.UResolution( _grid->_minCellSize / 10. );
 789           dv = surf.VResolution( _grid->_minCellSize / 10. );
 790         }
 791         for ( u = u0, v = v0; u <= u1 && v <= v1; u += du, v += dv )
 792         {
 793           gp_Pnt p = surf.Value( u, v );
 794           if (( p.XYZ() - O ) * N > _grid->_tol )
 795           {
 796             TopAbs_State state = GetCurveFaceIntersector()->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( u, v ));
 797             if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 798               return false;
 799           }
 800         }
 801       }
 802     }
 803     return true;
 804   }
 805   //=============================================================================
 806   /*
 807    * Intersects TopoDS_Face with all GridLine's
 808    */
 809   void FaceGridIntersector::Intersect()
 810   {
 811     FaceLineIntersector intersector;
 812     intersector._surfaceInt = GetCurveFaceIntersector();
 813     intersector._tol        = _grid->_tol;
 814     intersector._transOut   = _face.Orientation() == TopAbs_REVERSED ? Trans_IN : Trans_OUT;
 815     intersector._transIn    = _face.Orientation() == TopAbs_REVERSED ? Trans_OUT : Trans_IN;
 816
 817     typedef void (FaceLineIntersector::* PIntFun )(const GridLine& gridLine);
 818     PIntFun interFunction;
 819
 820     BRepAdaptor_Surface surf( _face );
 821     switch ( surf.GetType() ) {
 822     case GeomAbs_Plane:
 823       intersector._plane = surf.Plane();
 824       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithPlane;
 825       break;
 826     case GeomAbs_Cylinder:
 827       intersector._cylinder = surf.Cylinder();
 828       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithCylinder;
 829       break;
 830     case GeomAbs_Cone:
 831       intersector._cone = surf.Cone();
 832       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithCone;
 833       break;
 834     case GeomAbs_Sphere:
 835       intersector._sphere = surf.Sphere();
 836       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithSphere;
 837       break;
 838     case GeomAbs_Torus:
 839       intersector._torus = surf.Torus();
 840       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithTorus;
 841       break;
 842     default:
 843       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithSurface;
 844     }
 845
 846     _intersections.clear();
 847     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 848     {
 849       if ( surf.GetType() == GeomAbs_Plane )
 850       {
 851         // check if all lines in this direction are parallel to a plane
 852         if ( intersector._plane.Axis().IsNormal( _grid->_lines[iDir][0]._line.Position(),
 853                                                  Precision::Angular()))
 854           continue;
 855         // find out a transition, that is the same for all lines of a direction
 856         gp_Dir plnNorm = intersector._plane.Axis().Direction();
 857         gp_Dir lineDir = _grid->_lines[iDir][0]._line.Direction();
 858         intersector._transition =
 859           ( plnNorm * lineDir < 0 ) ? intersector._transIn : intersector._transOut;
 860       }
 861       if ( surf.GetType() == GeomAbs_Cylinder )
 862       {
 863         // check if all lines in this direction are parallel to a cylinder
 864         if ( intersector._cylinder.Axis().IsParallel( _grid->_lines[iDir][0]._line.Position(),
 865                                                       Precision::Angular()))
 866           continue;
 867       }
 868
 869       // intersect the grid lines with the face
 870       for ( size_t iL = 0; iL < _grid->_lines[iDir].size(); ++iL )
 871       {
 872         GridLine& gridLine = _grid->_lines[iDir][iL];
 873         if ( _bndBox.IsOut( gridLine._line )) continue;
 874
 875         intersector._intPoints.clear();
 876         (intersector.*interFunction)( gridLine );
 877         for ( size_t i = 0; i < intersector._intPoints.size(); ++i )
 878           _intersections.push_back( make_pair( &gridLine, intersector._intPoints[i] ));
 879       }
 880     }
 881   }
 882   //================================================================================
 883   /*
 884    * Store an intersection if it is In or ON the face
 885    */
 886   void FaceLineIntersector::addIntPoint(const bool toClassify)
 887   {
 888     TopAbs_State state = toClassify ? _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v )) : TopAbs_IN;
 889     if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 890     {
 891       IntersectionPoint p;
 892       p._paramOnLine = _w;
 893       p._transition  = _transition;
 894       _intPoints.push_back( p );
 895     }
 896   }
 897   //================================================================================
 898   /*
 899    * Intersect a line with a plane
 900    */
 901   void FaceLineIntersector::IntersectWithPlane   (const GridLine& gridLine)
 902   {
 903     IntAna_IntConicQuad linPlane( gridLine._line, _plane, Precision::Angular());
 904     _w = linPlane.ParamOnConic(1);
 905     if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 906     {
 907       ElSLib::Parameters(_plane, linPlane.Point(1) ,_u,_v);
 908       addIntPoint();
 909     }
 910   }
 911   //================================================================================
 912   /*
 913    * Intersect a line with a cylinder
 914    */
 915   void FaceLineIntersector::IntersectWithCylinder(const GridLine& gridLine)
 916   {
 917     IntAna_IntConicQuad linCylinder( gridLine._line,_cylinder);
 918     if ( linCylinder.IsDone() && linCylinder.NbPoints() > 0 )
 919     {
 920       _w = linCylinder.ParamOnConic(1);
 921       if ( linCylinder.NbPoints() == 1 )
 922         _transition = Trans_TANGENT;
 923       else
 924         _transition = _w < linCylinder.ParamOnConic(2) ? _transIn : _transOut;
 925       if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 926       {
 927         ElSLib::Parameters(_cylinder, linCylinder.Point(1) ,_u,_v);
 928         addIntPoint();
 929       }
 930       if ( linCylinder.NbPoints() > 1 )
 931       {
 932         _w = linCylinder.ParamOnConic(2);
 933         if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 934         {
 935           ElSLib::Parameters(_cylinder, linCylinder.Point(2) ,_u,_v);
 936           _transition = ( _transition == Trans_OUT ) ? Trans_IN : Trans_OUT;
 937           addIntPoint();
 938         }
 939       }
 940     }
 941   }
 942   //================================================================================
 943   /*
 944    * Intersect a line with a cone
 945    */
 946   void FaceLineIntersector::IntersectWithCone (const GridLine& gridLine)
 947   {
 948     IntAna_IntConicQuad linCone(gridLine._line,_cone);
 949     if ( !linCone.IsDone() ) return;
 950     gp_Pnt P;
 951     gp_Vec du, dv, norm;
 952     for ( int i = 1; i <= linCone.NbPoints(); ++i )
 953     {
 954       _w = linCone.ParamOnConic( i );
 955       if ( !isParamOnLineOK( gridLine._length )) continue;
 956       ElSLib::Parameters(_cone, linCone.Point(i) ,_u,_v);
 957       TopAbs_State state = _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v ));
 958       if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 959       {
 960         ElSLib::D1( _u, _v, _cone, P, du, dv );
 961         norm = du ^ dv;
 962         double normSize2 = norm.SquareMagnitude();
 963         if ( normSize2 > Precision::Angular() * Precision::Angular() )
 964         {
 965           double cos = norm.XYZ() * gridLine._line.Direction().XYZ();
 966           cos /= sqrt( normSize2 );
 967           if ( cos < -Precision::Angular() )
 968             _transition = _transIn;
 969           else if ( cos > Precision::Angular() )
 970             _transition = _transOut;
 971           else
 972             _transition = Trans_TANGENT;
 973         }
 974         else
 975         {
 976           _transition = Trans_APEX;
 977         }
 978         addIntPoint( /*toClassify=*/false);
 979       }
 980     }
 981   }
 982   //================================================================================
 983   /*
 984    * Intersect a line with a sphere
 985    */
 986   void FaceLineIntersector::IntersectWithSphere  (const GridLine& gridLine)
 987   {
 988     IntAna_IntConicQuad linSphere(gridLine._line,_sphere);
 989     if ( linSphere.IsDone() && linSphere.NbPoints() > 0 )
 990     {
 991       _w = linSphere.ParamOnConic(1);
 992       if ( linSphere.NbPoints() == 1 )
 993         _transition = Trans_TANGENT;
 994       else
 995         _transition = _w < linSphere.ParamOnConic(2) ? _transIn : _transOut;
 996       if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 997       {
 998         ElSLib::Parameters(_sphere, linSphere.Point(1) ,_u,_v);
 999         addIntPoint();
1000       }
1001       if ( linSphere.NbPoints() > 1 )
1002       {
1003         _w = linSphere.ParamOnConic(2);
1004         if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
1005         {
1006           ElSLib::Parameters(_sphere, linSphere.Point(2) ,_u,_v);
1007           _transition = ( _transition == Trans_OUT ) ? Trans_IN : Trans_OUT;
1008           addIntPoint();
1009         }
1010       }
1011     }
1012   }
1013   //================================================================================
1014   /*
1015    * Intersect a line with a torus
1016    */
1017   void FaceLineIntersector::IntersectWithTorus   (const GridLine& gridLine)
1018   {
1019     IntAna_IntLinTorus linTorus(gridLine._line,_torus);
1020     if ( !linTorus.IsDone()) return;
1021     gp_Pnt P;
1022     gp_Vec du, dv, norm;
1023     for ( int i = 1; i <= linTorus.NbPoints(); ++i )
1024     {
1025       _w = linTorus.ParamOnLine( i );
1026       if ( !isParamOnLineOK( gridLine._length )) continue;
1027       linTorus.ParamOnTorus( i, _u,_v );
1028       TopAbs_State state = _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v ));
1029       if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
1030       {
1031         ElSLib::D1( _u, _v, _torus, P, du, dv );
1032         norm = du ^ dv;
1033         double normSize = norm.Magnitude();
1034         double cos = norm.XYZ() * gridLine._line.Direction().XYZ();
1035         cos /= normSize;
1036         if ( cos < -Precision::Angular() )
1037           _transition = _transIn;
1038         else if ( cos > Precision::Angular() )
1039           _transition = _transOut;
1040         else
1041           _transition = Trans_TANGENT;
1042         addIntPoint( /*toClassify=*/false);
1043       }
1044     }
1045   }
1046   //================================================================================
1047   /*
1048    * Intersect a line with a non-analytical surface
1049    */
1050   void FaceLineIntersector::IntersectWithSurface (const GridLine& gridLine)
1051   {
1052     _surfaceInt->Perform( gridLine._line, 0.0, gridLine._length );
1053     if ( !_surfaceInt->IsDone() ) return;
1054     for ( int i = 1; i <= _surfaceInt->NbPnt(); ++i )
1055     {
1056       _transition = Transition( _surfaceInt->Transition( i ) );
1057       _w = _surfaceInt->WParameter( i );
1058       addIntPoint(/*toClassify=*/false);
1059     }
1060   }
1061   //================================================================================
1062   /*
1063    * check if its face can be safely intersected in a thread
1064    */
1065   bool FaceGridIntersector::IsThreadSafe() const
1066   {
1067     // check surface
1068     TopLoc_Location loc;
1069     Handle(Geom_Surface) surf = BRep_Tool::Surface( _face, loc );
1070     Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface) ts =
1071       Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast( surf );
1072     while( !ts.IsNull() ) {
1073       surf = ts->BasisSurface();
1074       ts = Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast(surf);
1075     }
1076     if ( surf->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BSplineSurface )) ||
1077          surf->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BezierSurface )))
1078       return false;
1079
1080     double f, l;
1081     TopExp_Explorer exp( _face, TopAbs_EDGE );
1082     for ( ; exp.More(); exp.Next() )
1083     {
1084       const TopoDS_Edge& e = TopoDS::Edge( exp.Current() );
1085       // check 3d curve
1086       {
1087         Handle(Geom_Curve) c = BRep_Tool::Curve( e, loc, f, l);
1088         if ( !c.IsNull() )
1089         {
1090           Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c);
1091           while( !tc.IsNull() ) {
1092             c = tc->BasisCurve();
1093             tc = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c);
1094           }
1095           if ( c->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BSplineCurve )) ||
1096                c->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BezierCurve )))
1097             return false;
1098         }
1099       }
1100       // check 2d curve
1101       {
1102         Handle(Geom2d_Curve) c2 = BRep_Tool::CurveOnSurface( e, surf, loc, f, l);
1103         if ( !c2.IsNull() )
1104         {
1105           Handle(Geom2d_TrimmedCurve) tc = Handle(Geom2d_TrimmedCurve)::DownCast(c2);
1106           while( !tc.IsNull() ) {
1107             c2 = tc->BasisCurve();
1108             tc = Handle(Geom2d_TrimmedCurve)::DownCast(c2);
1109           }
1110           if ( c2->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom2d_BSplineCurve )) ||
1111                c2->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom2d_BezierCurve )))
1112             return false;
1113         }
1114       }
1115     }
1116     return true;
1117   }
1118   //================================================================================
1119   /*!
1120    * \brief Creates topology of the hexahedron
1121    */
1122   Hexahedron::Hexahedron(const double sizeThreshold, Grid* grid)
1123     : _grid( grid ), _sizeThreshold( sizeThreshold ), _nbIntNodes(0)
1124   {
1125     _polygons.reserve(100); // to avoid reallocation;
1126
1127     //set nodes shift within grid->_nodes from the node 000
1128     size_t dx = _grid->NodeIndexDX();
1129     size_t dy = _grid->NodeIndexDY();
1130     size_t dz = _grid->NodeIndexDZ();
1131     size_t i000 = 0;
1132     size_t i100 = i000 + dx;
1133     size_t i010 = i000 + dy;
1134     size_t i110 = i010 + dx;
1135     size_t i001 = i000 + dz;
1136     size_t i101 = i100 + dz;
1137     size_t i011 = i010 + dz;
1138     size_t i111 = i110 + dz;
1139     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V000 )] = i000;
1140     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V100 )] = i100;
1141     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V010 )] = i010;
1142     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V110 )] = i110;
1143     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V001 )] = i001;
1144     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V101 )] = i101;
1145     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V011 )] = i011;
1146     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V111 )] = i111;
1147
1148     vector< int > idVec;
1149     // set nodes to links
1150     for ( int linkID = SMESH_Block::ID_Ex00; linkID <= SMESH_Block::ID_E11z; ++linkID )
1151     {
1152       SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( linkID, idVec );
1153       _Link& link = _hexLinks[ SMESH_Block::ShapeIndex( linkID )];
1154       link._nodes[0] = &_hexNodes[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[0] )];
1155       link._nodes[1] = &_hexNodes[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[1] )];
1156       link._intNodes.reserve( 10 ); // to avoid reallocation
1157       link._splits.reserve( 10 );
1158     }
1159
1160     // set links to faces
1161     int interlace[4] = { 0, 3, 1, 2 }; // to walk by links around a face: { u0, 1v, u1, 0v }
1162     for ( int faceID = SMESH_Block::ID_Fxy0; faceID <= SMESH_Block::ID_F1yz; ++faceID )
1163     {
1164       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( faceID, idVec );
1165       _Face& quad = _hexQuads[ SMESH_Block::ShapeIndex( faceID )];
1166       bool revFace = ( faceID == SMESH_Block::ID_Fxy0 ||
1167                        faceID == SMESH_Block::ID_Fx1z ||
1168                        faceID == SMESH_Block::ID_F0yz );
1169       quad._links.resize(4);
1170       vector<_OrientedLink>::iterator         frwLinkIt = quad._links.begin();
1171       vector<_OrientedLink>::reverse_iterator revLinkIt = quad._links.rbegin();
1172       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1173       {
1174         bool revLink = revFace;
1175         if ( i > 1 ) // reverse links u1 and v0
1176           revLink = !revLink;
1177         _OrientedLink& link = revFace ? *revLinkIt++ : *frwLinkIt++;
1178         link = _OrientedLink( & _hexLinks[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[interlace[i]] )],
1179                               revLink );
1180       }
1181     }
1182   }
1183   //================================================================================
1184   /*!
1185    * \brief Copy constructor
1186    */
1187   Hexahedron::Hexahedron( const Hexahedron& other )
1188     :_grid( other._grid ), _sizeThreshold( other._sizeThreshold ), _nbIntNodes(0)
1189   {
1190     _polygons.reserve(100); // to avoid reallocation;
1191
1192     for ( int i = 0; i < 8; ++i )
1193       _nodeShift[i] = other._nodeShift[i];
1194
1195     for ( int i = 0; i < 12; ++i )
1196     {
1197       const _Link& srcLink = other._hexLinks[ i ];
1198       _Link&       tgtLink = this->_hexLinks[ i ];
1199       tgtLink._nodes[0] = _hexNodes + ( srcLink._nodes[0] - other._hexNodes );
1200       tgtLink._nodes[1] = _hexNodes + ( srcLink._nodes[1] - other._hexNodes );
1201       tgtLink._intNodes.reserve( 10 ); // to avoid reallocation
1202       tgtLink._splits.reserve( 10 );
1203     }
1204
1205     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
1206     {
1207       const _Face& srcQuad = other._hexQuads[ i ];
1208       _Face&       tgtQuad = this->_hexQuads[ i ];
1209       tgtQuad._links.resize(4);
1210       for ( int j = 0; j < 4; ++j )
1211       {
1212         const _OrientedLink& srcLink = srcQuad._links[ j ];
1213         _OrientedLink&       tgtLink = tgtQuad._links[ j ];
1214         tgtLink._reverse = srcLink._reverse;
1215         tgtLink._link    = _hexLinks + ( srcLink._link - other._hexLinks );
1216       }
1217     }
1218   }
1219
1220   //================================================================================
1221   /*!
1222    * \brief Initializes its data by given grid cell
1223    */
1224   void Hexahedron::init( size_t i, size_t j, size_t k )
1225   {
1226     // set nodes of grid to nodes of the hexahedron and
1227     // count nodes at hexahedron corners located IN and ON geometry
1228     _nbCornerNodes = _nbBndNodes = 0;
1229     _origNodeInd   = _grid->NodeIndex( i,j,k );
1230     for ( int iN = 0; iN < 8; ++iN )
1231     {
1232       _hexNodes[iN]._node = _grid->_nodes[ _origNodeInd + _nodeShift[iN] ];
1233       _nbCornerNodes += bool( _hexNodes[iN]._node );
1234       _nbBndNodes    += _grid->_isBndNode[ _origNodeInd + _nodeShift[iN] ];
1235     }
1236
1237     _sideLength[0] = _grid->_coords[0][i+1] - _grid->_coords[0][i];
1238     _sideLength[1] = _grid->_coords[1][j+1] - _grid->_coords[1][j];
1239     _sideLength[2] = _grid->_coords[2][k+1] - _grid->_coords[2][k];
1240
1241     if ( _nbCornerNodes < 8 && _nbIntNodes + _nbCornerNodes > 3)
1242     {
1243       _Link split;
1244       // create sub-links (_splits) by splitting links with _intNodes
1245       for ( int iLink = 0; iLink < 12; ++iLink )
1246       {
1247         _Link& link = _hexLinks[ iLink ];
1248         link._splits.clear();
1249         split._nodes[ 0 ] = link._nodes[0];
1250         for ( size_t i = 0; i < link._intNodes.size(); ++ i )
1251         {
1252           if ( split._nodes[ 0 ]->Node() )
1253           {
1254             split._nodes[ 1 ] = &link._intNodes[i];
1255             link._splits.push_back( split );
1256           }
1257           split._nodes[ 0 ] = &link._intNodes[i];
1258         }
1259         if ( link._nodes[ 1 ]->Node() && split._nodes[ 0 ]->Node() )
1260         {
1261           split._nodes[ 1 ] = link._nodes[1];
1262           link._splits.push_back( split );
1263         }
1264       }
1265     }
1266   }
1267   //================================================================================
1268   /*!
1269    * \brief Initializes its data by given grid cell (countered from zero)
1270    */
1271   void Hexahedron::init( size_t iCell )
1272   {
1273     size_t iNbCell = _grid->_coords[0].size() - 1;
1274     size_t jNbCell = _grid->_coords[1].size() - 1;
1275     _i = iCell % iNbCell;
1276     _j = ( iCell % ( iNbCell * jNbCell )) / iNbCell;
1277     _k = iCell / iNbCell / jNbCell;
1278     init( _i, _j, _k );
1279   }
1280
1281   //================================================================================
1282   /*!
1283    * \brief Compute mesh volumes resulted from intersection of the Hexahedron
1284    */
1285   void Hexahedron::ComputeElements()
1286   {
1287     Init();
1288
1289     if ( _nbCornerNodes + _nbIntNodes < 4 )
1290       return;
1291
1292     if ( _nbBndNodes == _nbCornerNodes && isInHole() )
1293       return;
1294
1295     _polygons.clear();
1296
1297     vector<const SMDS_MeshNode* > polyhedraNodes;
1298     vector<int>                   quantities;
1299
1300     // create polygons from quadrangles and get their nodes
1301
1302     vector<_Node*> nodes;
1303     nodes.reserve( _nbCornerNodes + _nbIntNodes );
1304
1305     _Link polyLink;
1306     polyLink._faces.reserve( 1 );
1307
1308     for ( int iF = 0; iF < 6; ++iF ) // loop on 6 sides of a hexahedron
1309     {
1310       const _Face& quad = _hexQuads[ iF ] ;
1311
1312       _polygons.resize( _polygons.size() + 1 );
1313       _Face& polygon = _polygons.back();
1314       polygon._links.clear();
1315       polygon._polyLinks.clear(); polygon._polyLinks.reserve( 10 );
1316
1317       // add splits of a link to a polygon and collect info on nodes
1318       //int nbIn = 0, nbOut = 0, nbCorners = 0;
1319       nodes.clear();
1320       for ( int iE = 0; iE < 4; ++iE ) // loop on 4 sides of a quadrangle
1321       {
1322         int nbSpits = quad._links[ iE ].NbResultLinks();
1323         for ( int iS = 0; iS < nbSpits; ++iS )
1324         {
1325           _OrientedLink split = quad._links[ iE ].ResultLink( iS );
1326           _Node* n = split.FirstNode();
1327           if ( !polygon._links.empty() )
1328           {
1329             _Node* nPrev = polygon._links.back().LastNode();
1330             if ( nPrev != n )
1331             {
1332               polyLink._nodes[0] = nPrev;
1333               polyLink._nodes[1] = n;
1334               polygon._polyLinks.push_back( polyLink );
1335               polygon._links.push_back( _OrientedLink( &polygon._polyLinks.back() ));
1336               nodes.push_back( nPrev );
1337             }
1338           }
1339           polygon._links.push_back( split );
1340           nodes.push_back( n );
1341         }
1342       }
1343       if ( polygon._links.size() > 1 )
1344       {
1345         _Node* n1 = polygon._links.back().LastNode();
1346         _Node* n2 = polygon._links.front().FirstNode();
1347         if ( n1 != n2 )
1348         {
1349           polyLink._nodes[0] = n1;
1350           polyLink._nodes[1] = n2;
1351           polygon._polyLinks.push_back( polyLink );
1352           polygon._links.push_back( _OrientedLink( &polygon._polyLinks.back() ));
1353           nodes.push_back( n1 );
1354         }
1355         // add polygon to its links
1356         for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1357           polygon._links[ iL ]._link->_faces.push_back( &polygon );
1358         // store polygon nodes
1359         quantities.push_back( nodes.size() );
1360         for ( size_t i = 0; i < nodes.size(); ++i )
1361           polyhedraNodes.push_back( nodes[i]->Node() );
1362       }
1363       else
1364       {
1365         _polygons.resize( _polygons.size() - 1 );
1366       }
1367     }
1368
1369     // create polygons closing holes in a polyhedron
1370
1371     // find free links
1372     vector< _OrientedLink* > freeLinks;
1373     for ( size_t iP = 0; iP < _polygons.size(); ++iP )
1374     {
1375       _Face& polygon = _polygons[ iP ];
1376       for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1377         if ( polygon._links[ iL ]._link->_faces.size() < 2 )
1378           freeLinks.push_back( & polygon._links[ iL ]);
1379     }
1380     // make closed chains of free links
1381     int nbFreeLinks = freeLinks.size();
1382     if ( 0 < nbFreeLinks && nbFreeLinks < 3 ) return;
1383     while ( nbFreeLinks > 0 )
1384     {
1385       nodes.clear();
1386       _polygons.resize( _polygons.size() + 1 );
1387       _Face& polygon = _polygons.back();
1388       polygon._links.clear();
1389
1390       // get a remaining link to start from
1391       _OrientedLink* curLink = 0;
1392       for ( size_t iL = 0; iL < freeLinks.size() && !curLink; ++iL )
1393         if (( curLink = freeLinks[ iL ] ))
1394           freeLinks[ iL ] = 0;
1395       nodes.push_back( curLink->LastNode() );
1396       polygon._links.push_back( *curLink );
1397
1398       // find all links connected to curLink
1399       _Node* curNode = 0;
1400       do
1401       {
1402         curNode = curLink->FirstNode();
1403         curLink = 0;
1404         for ( size_t iL = 0; iL < freeLinks.size() && !curLink; ++iL )
1405           if ( freeLinks[ iL ] && freeLinks[ iL ]->LastNode() == curNode )
1406           {
1407             curLink = freeLinks[ iL ];
1408             freeLinks[ iL ] = 0;
1409             nodes.push_back( curNode );
1410             polygon._links.push_back( *curLink );
1411           }
1412       } while ( curLink );
1413
1414       nbFreeLinks -= polygon._links.size();
1415
1416       if ( curNode != nodes.front() || polygon._links.size() < 3 )
1417         return; // closed polygon not found -> invalid polyhedron
1418
1419       quantities.push_back( nodes.size() );
1420       for ( size_t i = 0; i < nodes.size(); ++i )
1421         polyhedraNodes.push_back( nodes[i]->Node() );
1422
1423       // add polygon to its links and reverse links
1424       for ( size_t i = 0; i < polygon._links.size(); ++i )
1425       {
1426         polygon._links[i].Reverse();
1427         polygon._links[i]._link->_faces.push_back( &polygon );
1428       }
1429
1430       //const size_t firstPoly = _polygons.size();
1431     }
1432
1433     if ( ! checkPolyhedronSize() )
1434     {
1435       return;
1436     }
1437
1438     // create a classic cell if possible
1439     const int nbNodes = _nbCornerNodes + _nbIntNodes;
1440     bool isClassicElem = false;
1441     if (      nbNodes == 8 && _polygons.size() == 6 ) isClassicElem = addHexa();
1442     else if ( nbNodes == 4 && _polygons.size() == 4 ) isClassicElem = addTetra();
1443     else if ( nbNodes == 6 && _polygons.size() == 5 ) isClassicElem = addPenta();
1444     else if ( nbNodes == 5 && _polygons.size() == 5 ) isClassicElem = addPyra ();
1445     if ( !isClassicElem )
1446       _volumeDefs.set( polyhedraNodes, quantities );
1447   }
1448   //================================================================================
1449   /*!
1450    * \brief Create elements in the mesh
1451    */
1452   int Hexahedron::MakeElements(SMESH_MesherHelper& helper)
1453   {
1454     SMESHDS_Mesh* mesh = helper.GetMeshDS();
1455
1456     size_t nbCells[3] = { _grid->_coords[0].size() - 1,
1457                           _grid->_coords[1].size() - 1,
1458                           _grid->_coords[2].size() - 1 };
1459     const size_t nbGridCells = nbCells[0] *nbCells [1] * nbCells[2];
1460     vector< Hexahedron* > intersectedHex( nbGridCells, 0 );
1461     int nbIntHex = 0;
1462
1463     // set intersection nodes from GridLine's to links of intersectedHex
1464     int i,j,k, iDirOther[3][2] = {{ 1,2 },{ 0,2 },{ 0,1 }};
1465     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1466     {
1467       int dInd[4][3] = { {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0} };
1468       dInd[1][ iDirOther[iDir][0] ] = -1;
1469       dInd[2][ iDirOther[iDir][1] ] = -1;
1470       dInd[3][ iDirOther[iDir][0] ] = -1; dInd[3][ iDirOther[iDir][1] ] = -1;
1471       // loop on GridLine's parallel to iDir
1472       LineIndexer lineInd = _grid->GetLineIndexer( iDir );
1473       for ( ; lineInd.More(); ++lineInd )
1474       {
1475         GridLine& line = _grid->_lines[ iDir ][ lineInd.LineIndex() ];
1476         multiset< IntersectionPoint >::const_iterator ip = line._intPoints.begin();
1477         for ( ; ip != line._intPoints.end(); ++ip )
1478         {
1479           lineInd.SetIndexOnLine( ip->_indexOnLine );
1480           for ( int iL = 0; iL < 4; ++iL ) // loop on 4 cells sharing a link
1481           {
1482             i = int(lineInd.I()) + dInd[iL][0];
1483             j = int(lineInd.J()) + dInd[iL][1];
1484             k = int(lineInd.K()) + dInd[iL][2];
1485             if ( i < 0 || i >= nbCells[0] ||
1486                  j < 0 || j >= nbCells[1] ||
1487                  k < 0 || k >= nbCells[2] ) continue;
1488
1489             const size_t hexIndex = _grid->CellIndex( i,j,k );
1490             Hexahedron *& hex = intersectedHex[ hexIndex ];
1491             if ( !hex)
1492             {
1493               hex = new Hexahedron( *this );
1494               hex->_i = i;
1495               hex->_j = j;
1496               hex->_k = k;
1497               ++nbIntHex;
1498             }
1499             const int iLink = iL + iDir * 4;
1500             hex->_hexLinks[iLink]._line = &line;
1501             if ( ip->_node )
1502             {
1503               hex->_hexLinks[iLink]._intNodes.push_back( _Node( 0, &(*ip) ));
1504               hex->_nbIntNodes++;
1505             }
1506           }
1507         }
1508       }
1509     }
1510
1511     // add not split hexadrons to the mesh
1512     int nbAdded = 0;
1513     vector<int> intHexInd( nbIntHex );
1514     nbIntHex = 0;
1515     for ( size_t i = 0; i < intersectedHex.size(); ++i )
1516     {
1517       Hexahedron * hex = intersectedHex[ i ];
1518       if ( hex )
1519       {
1520         intHexInd[ nbIntHex++ ] = i;
1521         if ( hex->_nbIntNodes > 0 ) continue;
1522         init( hex->_i, hex->_j, hex->_k );
1523       }
1524       else
1525       {
1526         init( i );
1527       }
1528       if ( _nbCornerNodes == 8 && ( _nbBndNodes < _nbCornerNodes || !isInHole() ))
1529       {
1530         // order of _hexNodes is defined by enum SMESH_Block::TShapeID
1531         SMDS_MeshElement* el =
1532           mesh->AddVolume( _hexNodes[0].Node(), _hexNodes[2].Node(),
1533                            _hexNodes[3].Node(), _hexNodes[1].Node(),
1534                            _hexNodes[4].Node(), _hexNodes[6].Node(),
1535                            _hexNodes[7].Node(), _hexNodes[5].Node() );
1536         mesh->SetMeshElementOnShape( el, helper.GetSubShapeID() );
1537         ++nbAdded;
1538         if ( hex )
1539         {
1540           delete hex;
1541           intersectedHex[ i ] = 0;
1542           --nbIntHex;
1543         }
1544       }
1545     }
1546
1547     // add elements resulted from hexadron intersection
1548 #ifdef WITH_TBB
1549     intHexInd.resize( nbIntHex );
1550     tbb::parallel_for ( tbb::blocked_range<size_t>( 0, nbIntHex ),
1551                         ParallelHexahedron( intersectedHex, intHexInd ),
1552                         tbb::simple_partitioner());
1553     for ( size_t i = 0; i < intHexInd.size(); ++i )
1554       if ( Hexahedron * hex = intersectedHex[ intHexInd[ i ]] )
1555         nbAdded += hex->addElements( helper );
1556 #else
1557     for ( size_t i = 0; i < intHexInd.size(); ++i )
1558       if ( Hexahedron * hex = intersectedHex[ intHexInd[ i ]] )
1559       {
1560         hex->ComputeElements();
1561         nbAdded += hex->addElements( helper );
1562       }
1563 #endif
1564
1565     for ( size_t i = 0; i < intersectedHex.size(); ++i )
1566       if ( intersectedHex[ i ] )
1567         delete intersectedHex[ i ];
1568
1569     return nbAdded;
1570   }
1571
1572   //================================================================================
1573   /*!
1574    * \brief Adds computed elements to the mesh
1575    */
1576   int Hexahedron::addElements(SMESH_MesherHelper& helper)
1577   {
1578     // add elements resulted from hexahedron intersection
1579     //for ( size_t i = 0; i < _volumeDefs.size(); ++i )
1580     {
1581       vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes = _volumeDefs._nodes;
1582
1583       if ( !_volumeDefs._quantities.empty() )
1584       {
1585         helper.AddPolyhedralVolume( nodes, _volumeDefs._quantities );
1586       }
1587       else
1588       {
1589         switch ( nodes.size() )
1590         {
1591         case 8: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3],
1592                                   nodes[4],nodes[5],nodes[6],nodes[7] );
1593           break;
1594         case 4: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3] );
1595           break;
1596         case 6: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3], nodes[4],nodes[5] );
1597           break;
1598         case 5:
1599           helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3],nodes[4] );
1600           break;
1601         }
1602       }
1603     }
1604
1605     return 1;//(int) _volumeDefs.size();
1606   }
1607   //================================================================================
1608   /*!
1609    * \brief Return true if the element is in a hole
1610    */
1611   bool Hexahedron::isInHole() const
1612   {
1613     const int ijk[3] = { _i, _j, _k };
1614     IntersectionPoint curIntPnt;
1615
1616     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1617     {
1618       const vector<double>& coords = _grid->_coords[ iDir ];
1619       bool allLinksOut = true;
1620       int linkID = iDir * 4;
1621       for ( int i = 0; i < 4 && allLinksOut; ++i )
1622       {
1623         const _Link& link = _hexLinks[ linkID++ ];
1624         if ( !link._line ) return false;
1625         if ( link._splits.empty() ) continue;
1626         // check transition of the first node of a link
1627         const IntersectionPoint* firstIntPnt = 0;
1628         if ( link._nodes[0]->Node() ) // 1st node is a hexa corner
1629         {
1630           curIntPnt._paramOnLine = coords[ ijk[ iDir ]] - coords[0];
1631           multiset< IntersectionPoint >::const_iterator ip =
1632             link._line->_intPoints.upper_bound( curIntPnt );
1633           --ip;
1634           firstIntPnt = &(*ip);
1635         }
1636         else if ( !link._intNodes.empty() )
1637         {
1638           firstIntPnt = link._intNodes[0]._intPoint;
1639         }
1640
1641         if ( firstIntPnt && firstIntPnt->_transition == Trans_IN )
1642           allLinksOut = false;
1643       }
1644       if ( allLinksOut )
1645         return true;
1646     }
1647     return false;
1648   }
1649
1650   //================================================================================
1651   /*!
1652    * \brief Return true if a polyhedron passes _sizeThreshold criterion
1653    */
1654   bool Hexahedron::checkPolyhedronSize() const
1655   {
1656     double volume = 0;
1657     for ( size_t iP = 0; iP < _polygons.size(); ++iP )
1658     {
1659       const _Face& polygon = _polygons[iP];
1660       gp_XYZ area (0,0,0);
1661       SMESH_TNodeXYZ p1 ( polygon._links[ 0 ].FirstNode()->Node() );
1662       for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1663       {
1664         SMESH_TNodeXYZ p2 ( polygon._links[ iL ].LastNode()->Node() );
1665         area += p1 ^ p2;
1666         p1 = p2;
1667       }
1668       volume += p1 * area;
1669     }
1670     volume /= 6;
1671
1672     double initVolume = _sideLength[0] * _sideLength[1] * _sideLength[2];
1673
1674     return volume > initVolume / _sizeThreshold;
1675   }
1676   //================================================================================
1677   /*!
1678    * \brief Tries to create a hexahedron
1679    */
1680   bool Hexahedron::addHexa()
1681   {
1682     if ( _polygons[0]._links.size() != 4 ||
1683          _polygons[1]._links.size() != 4 ||
1684          _polygons[2]._links.size() != 4 ||
1685          _polygons[3]._links.size() != 4 ||
1686          _polygons[4]._links.size() != 4 ||
1687          _polygons[5]._links.size() != 4   )
1688       return false;
1689     const SMDS_MeshNode* nodes[8];
1690     int nbN = 0;
1691     for ( int iL = 0; iL < 4; ++iL )
1692     {
1693       // a base node
1694       nodes[iL] = _polygons[0]._links[iL].FirstNode()->Node();
1695       ++nbN;
1696
1697       // find a top node above the base node
1698       _Link* link = _polygons[0]._links[iL]._link;
1699       ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1700       // a quadrangle sharing <link> with _polygons[0]
1701       _Face* quad = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[0] )];
1702       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1703         if ( quad->_links[i]._link == link )
1704         {
1705           // 1st node of a link opposite to <link> in <quad>
1706           nodes[iL+4] = quad->_links[(i+2)%4].FirstNode()->Node();
1707           ++nbN;
1708           break;
1709         }
1710     }
1711     if ( nbN == 8 )
1712       _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+8 ));
1713
1714     return nbN == 8;
1715   }
1716   //================================================================================
1717   /*!
1718    * \brief Tries to create a tetrahedron
1719    */
1720   bool Hexahedron::addTetra()
1721   {
1722     const SMDS_MeshNode* nodes[4];
1723     nodes[0] = _polygons[0]._links[0].FirstNode()->Node();
1724     nodes[1] = _polygons[0]._links[1].FirstNode()->Node();
1725     nodes[2] = _polygons[0]._links[2].FirstNode()->Node();
1726
1727     _Link* link = _polygons[0]._links[0]._link;
1728     ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1729
1730     // a triangle sharing <link> with _polygons[0]
1731     _Face* tria = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[0] )];
1732     for ( int i = 0; i < 3; ++i )
1733       if ( tria->_links[i]._link == link )
1734       {
1735         nodes[3] = tria->_links[(i+1)%3].LastNode()->Node();
1736         _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+4 ));
1737         return true;
1738       }
1739
1740     return false;
1741   }
1742   //================================================================================
1743   /*!
1744    * \brief Tries to create a pentahedron
1745    */
1746   bool Hexahedron::addPenta()
1747   {
1748     // find a base triangular face
1749     int iTri = -1;
1750     for ( int iF = 0; iF < 5 && iTri < 0; ++iF )
1751       if ( _polygons[ iF ]._links.size() == 3 )
1752         iTri = iF;
1753     if ( iTri < 0 ) return false;
1754
1755     // find nodes
1756     const SMDS_MeshNode* nodes[6];
1757     int nbN = 0;
1758     for ( int iL = 0; iL < 3; ++iL )
1759     {
1760       // a base node
1761       nodes[iL] = _polygons[ iTri ]._links[iL].FirstNode()->Node();
1762       ++nbN;
1763
1764       // find a top node above the base node
1765       _Link* link = _polygons[ iTri ]._links[iL]._link;
1766       ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1767       // a quadrangle sharing <link> with a base triangle
1768       _Face* quad = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[ iTri ] )];
1769       if ( quad->_links.size() != 4 ) return false;
1770       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1771         if ( quad->_links[i]._link == link )
1772         {
1773           // 1st node of a link opposite to <link> in <quad>
1774           nodes[iL+3] = quad->_links[(i+2)%4].FirstNode()->Node();
1775           ++nbN;
1776           break;
1777         }
1778     }
1779     if ( nbN == 6 )
1780       _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+6 ));
1781
1782     return ( nbN == 6 );
1783   }
1784   //================================================================================
1785   /*!
1786    * \brief Tries to create a pyramid
1787    */
1788   bool Hexahedron::addPyra()
1789   {
1790     // find a base quadrangle
1791     int iQuad = -1;
1792     for ( int iF = 0; iF < 5 && iQuad < 0; ++iF )
1793       if ( _polygons[ iF ]._links.size() == 4 )
1794         iQuad = iF;
1795     if ( iQuad < 0 ) return false;
1796
1797     // find nodes
1798     const SMDS_MeshNode* nodes[5];
1799     nodes[0] = _polygons[iQuad]._links[0].FirstNode()->Node();
1800     nodes[1] = _polygons[iQuad]._links[1].FirstNode()->Node();
1801     nodes[2] = _polygons[iQuad]._links[2].FirstNode()->Node();
1802     nodes[3] = _polygons[iQuad]._links[3].FirstNode()->Node();
1803
1804     _Link* link = _polygons[iQuad]._links[0]._link;
1805     ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1806
1807     // a triangle sharing <link> with a base quadrangle
1808     _Face* tria = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[ iQuad ] )];
1809     if ( tria->_links.size() != 3 ) return false;
1810     for ( int i = 0; i < 3; ++i )
1811       if ( tria->_links[i]._link == link )
1812       {
1813         nodes[4] = tria->_links[(i+1)%3].LastNode()->Node();
1814         _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+5 ));
1815         return true;
1816       }
1817
1818     return false;
1819   }
1820
1821 } // namespace
1822
1823 //=============================================================================
1824 /*!
1825  * \brief Generates 3D structured Cartesian mesh in the internal part of
1826  * solid shapes and polyhedral volumes near the shape boundary.
1827  *  \param theMesh - mesh to fill in
1828  *  \param theShape - a compound of all SOLIDs to mesh
1829  *  \retval bool - true in case of success
1830  */
1831 //=============================================================================
1832
1833 bool StdMeshers_Cartesian_3D::Compute(SMESH_Mesh &         theMesh,
1834                                       const TopoDS_Shape & theShape)
1835 {
1836   // The algorithm generates the mesh in following steps:
1837
1838   // 1) Intersection of grid lines with the geometry boundary.
1839   // This step allows to find out if a given node of the initial grid is
1840   // inside or outside the geometry.
1841
1842   // 2) For each cell of the grid, check how many of it's nodes are outside
1843   // of the geometry boundary. Depending on a result of this check
1844   // - skip a cell, if all it's nodes are outside
1845   // - skip a cell, if it is too small according to the size threshold
1846   // - add a hexahedron in the mesh, if all nodes are inside
1847   // - add a polyhedron in the mesh, if some nodes are inside and some outside
1848   try
1849   {
1850     Grid grid;
1851
1852     TopTools_MapOfShape faceMap;
1853     for ( TopExp_Explorer fExp( theShape, TopAbs_FACE ); fExp.More(); fExp.Next() )
1854       if ( !faceMap.Add( fExp.Current() ))
1855         faceMap.Remove( fExp.Current() ); // remove a face shared by two solids
1856
1857     Bnd_Box shapeBox;
1858     vector<FaceGridIntersector> facesItersectors( faceMap.Extent() );
1859     TopTools_MapIteratorOfMapOfShape faceMppIt( faceMap );
1860     for ( int i = 0; faceMppIt.More(); faceMppIt.Next(), ++i )
1861     {
1862       facesItersectors[i]._face = TopoDS::Face( faceMppIt.Key() );
1863       facesItersectors[i]._grid = &grid;
1864       shapeBox.Add( facesItersectors[i].GetFaceBndBox() );
1865     }
1866
1867     vector<double> xCoords, yCoords, zCoords;
1868     _hyp->GetCoordinates( xCoords, yCoords, zCoords, shapeBox );
1869
1870     grid.SetCoordinates( xCoords, yCoords, zCoords, theShape );
1871
1872     // check if the grid encloses the shape
1873     if ( !_hyp->IsGridBySpacing(0) ||
1874          !_hyp->IsGridBySpacing(1) ||
1875          !_hyp->IsGridBySpacing(2) )
1876     {
1877       Bnd_Box gridBox;
1878       gridBox.Add( gp_Pnt( xCoords[0], yCoords[0], zCoords[0] ));
1879       gridBox.Add( gp_Pnt( xCoords.back(), yCoords.back(), zCoords.back() ));
1880       double x0,y0,z0, x1,y1,z1;
1881       shapeBox.Get(x0,y0,z0, x1,y1,z1);
1882       if ( gridBox.IsOut( gp_Pnt( x0,y0,z0 )) ||
1883            gridBox.IsOut( gp_Pnt( x1,y1,z1 )))
1884         for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1885           if ( !facesItersectors[i].IsInGrid( gridBox ))
1886             return error("The grid doesn't enclose the geometry");
1887     }
1888
1889 #ifdef WITH_TBB
1890     { // copy partner faces and curves of not thread-safe types
1891       set< const Standard_Transient* > tshapes;
1892       BRepBuilderAPI_Copy copier;
1893       for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1894       {
1895         if ( !facesItersectors[i].IsThreadSafe() &&
1896              !tshapes.insert((const Standard_Transient*) facesItersectors[i]._face.TShape() ).second )
1897         {
1898           copier.Perform( facesItersectors[i]._face );
1899           facesItersectors[i]._face = TopoDS::Face( copier );
1900         }
1901       }
1902     }
1903     // Intersection of grid lines with the geometry boundary.
1904     tbb::parallel_for ( tbb::blocked_range<size_t>( 0, facesItersectors.size() ),
1905                         ParallelIntersector( facesItersectors ),
1906                         tbb::simple_partitioner());
1907 #else
1908     for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1909       facesItersectors[i].Intersect();
1910 #endif
1911
1912     // put interesection points onto the GridLine's; this is done after intersection
1913     // to avoid contention of facesItersectors for writing into the same GridLine
1914     // in case of parallel work of facesItersectors
1915     for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1916       facesItersectors[i].StoreIntersections();
1917
1918     SMESH_MesherHelper helper( theMesh );
1919     TopExp_Explorer solidExp (theShape, TopAbs_SOLID);
1920     helper.SetSubShape( solidExp.Current() );
1921     helper.SetElementsOnShape( true );
1922
1923     // create nodes on the geometry
1924     grid.ComputeNodes(helper);
1925
1926     // create volume elements
1927     Hexahedron hex( _hyp->GetSizeThreshold(), &grid );
1928     int nbAdded = hex.MakeElements( helper );
1929
1930     SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh.GetMeshDS();
1931     if ( nbAdded > 0 )
1932     {
1933       // make all SOLIDS computed
1934       if ( SMESHDS_SubMesh* sm1 = meshDS->MeshElements( solidExp.Current()) )
1935       {
1936         SMDS_ElemIteratorPtr volIt = sm1->GetElements();
1937         for ( ; solidExp.More() && volIt->more(); solidExp.Next() )
1938         {
1939           const SMDS_MeshElement* vol = volIt->next();
1940           sm1->RemoveElement( vol, /*isElemDeleted=*/false );
1941           meshDS->SetMeshElementOnShape( vol, solidExp.Current() );
1942         }
1943       }
1944       // make other sub-shapes computed
1945       setSubmeshesComputed( theMesh, theShape );
1946     }
1947
1948     // remove free nodes
1949     if ( SMESHDS_SubMesh * smDS = meshDS->MeshElements( helper.GetSubShapeID() ))
1950     {
1951       // intersection nodes
1952       for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1953       {
1954         vector< GridLine >& lines = grid._lines[ iDir ];
1955         for ( size_t i = 0; i < lines.size(); ++i )
1956         {
1957           multiset< IntersectionPoint >::iterator ip = lines[i]._intPoints.begin();
1958           for ( ; ip != lines[i]._intPoints.end(); ++ip )
1959             if ( ip->_node && ip->_node->NbInverseElements() == 0 )
1960               meshDS->RemoveFreeNode( ip->_node, smDS, /*fromGroups=*/false );
1961         }
1962       }
1963       // grid nodes
1964       for ( size_t i = 0; i < grid._nodes.size(); ++i )
1965         if ( !grid._isBndNode[i] ) // nodes on boundary are already removed
1966           if ( grid._nodes[i] && grid._nodes[i]->NbInverseElements() == 0 )
1967             meshDS->RemoveFreeNode( grid._nodes[i], smDS, /*fromGroups=*/false );
1968     }
1969
1970     return nbAdded;
1971
1972   }
1973   // SMESH_ComputeError is not caught at SMESH_submesh level for an unknown reason
1974   catch ( SMESH_ComputeError& e)
1975   {
1976     return error( SMESH_ComputeErrorPtr( new SMESH_ComputeError( e )));
1977   }
1978   return false;
1979 }
1980
1981 //=============================================================================
1982 /*!
1983  *  Evaluate
1984  */
1985 //=============================================================================
1986
1987 bool StdMeshers_Cartesian_3D::Evaluate(SMESH_Mesh &         theMesh,
1988                                        const TopoDS_Shape & theShape,
1989                                        MapShapeNbElems&     theResMap)
1990 {
1991   // TODO
1992 //   std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
1993 //   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
1994 //   if(IsQuadratic) {
1995 //     aResVec[SMDSEntity_Quad_Cartesian] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
1996 //     int nb1d_face0_int = ( nb2d_face0*4 - nb1d ) / 2;
1997 //     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( 2*nb2d/nb1d - 1 ) - nb1d_face0_int * nb2d/nb1d;
1998 //   }
1999 //   else {
2000 //     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( nb2d/nb1d - 1 );
2001 //     aResVec[SMDSEntity_Cartesian] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
2002 //   }
2003 //   SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
2004 //   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
2005
2006   return true;
2007 }
2008
2009 //=============================================================================
2010 namespace
2011 {
2012   /*!
2013    * \brief Event listener setting/unsetting _alwaysComputed flag to
2014    *        submeshes of inferior levels to prevent their computing
2015    */
2016   struct _EventListener : public SMESH_subMeshEventListener
2017   {
2018     string _algoName;
2019
2020     _EventListener(const string& algoName):
2021       SMESH_subMeshEventListener(/*isDeletable=*/true,"StdMeshers_Cartesian_3D::_EventListener"),
2022       _algoName(algoName)
2023     {}
2024     // --------------------------------------------------------------------------------
2025     // setting/unsetting _alwaysComputed flag to submeshes of inferior levels
2026     //
2027     static void setAlwaysComputed( const bool     isComputed,
2028                                    SMESH_subMesh* subMeshOfSolid)
2029     {
2030       SMESH_subMeshIteratorPtr smIt =
2031         subMeshOfSolid->getDependsOnIterator(/*includeSelf=*/false, /*complexShapeFirst=*/false);
2032       while ( smIt->more() )
2033       {
2034         SMESH_subMesh* sm = smIt->next();
2035         sm->SetIsAlwaysComputed( isComputed );
2036       }
2037     }
2038
2039     // --------------------------------------------------------------------------------
2040     // unsetting _alwaysComputed flag if "Cartesian_3D" was removed
2041     //
2042     virtual void ProcessEvent(const int          event,
2043                               const int          eventType,
2044                               SMESH_subMesh*     subMeshOfSolid,
2045                               SMESH_subMeshEventListenerData* data,
2046                               const SMESH_Hypothesis*         hyp = 0)
2047     {
2048       if ( eventType == SMESH_subMesh::COMPUTE_EVENT )
2049       {
2050         setAlwaysComputed( subMeshOfSolid->GetComputeState() == SMESH_subMesh::COMPUTE_OK,
2051                            subMeshOfSolid );
2052       }
2053       else
2054       {
2055         SMESH_Algo* algo3D = subMeshOfSolid->GetAlgo();
2056         if ( !algo3D || _algoName != algo3D->GetName() )
2057           setAlwaysComputed( false, subMeshOfSolid );
2058       }
2059     }
2060
2061     // --------------------------------------------------------------------------------
2062     // set the event listener
2063     //
2064     static void SetOn( SMESH_subMesh* subMeshOfSolid, const string& algoName )
2065     {
2066       subMeshOfSolid->SetEventListener( new _EventListener( algoName ),
2067                                         /*data=*/0,
2068                                         subMeshOfSolid );
2069     }
2070
2071   }; // struct _EventListener
2072
2073 } // namespace
2074
2075 //================================================================================
2076 /*!
2077  * \brief Sets event listener to submeshes if necessary
2078  *  \param subMesh - submesh where algo is set
2079  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
2080  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
2081  */
2082 //================================================================================
2083
2084 void StdMeshers_Cartesian_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
2085 {
2086   _EventListener::SetOn( subMesh, GetName() );
2087 }
2088
2089 //================================================================================
2090 /*!
2091  * \brief Set _alwaysComputed flag to submeshes of inferior levels to avoid their computing
2092  */
2093 //================================================================================
2094
2095 void StdMeshers_Cartesian_3D::setSubmeshesComputed(SMESH_Mesh&         theMesh,
2096                                                    const TopoDS_Shape& theShape)
2097 {
2098   for ( TopExp_Explorer soExp( theShape, TopAbs_SOLID ); soExp.More(); soExp.Next() )
2099     _EventListener::setAlwaysComputed( true, theMesh.GetSubMesh( soExp.Current() ));
2100 }
2101