src/StdMeshers/StdMeshers_FaceSide.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
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   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
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  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_FaceSide.hxx
  25 // Created   : Wed Jan 31 18:41:25 2007
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 // Module    : SMESH
  28
  29 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  30
  31 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  32 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  33 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  34 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  35 //#include "SMESH_Algo.hxx"
  36 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  37 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  38 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  39 #include "SMESH_Block.hxx"
  40
  41 #include <Adaptor2d_Curve2d.hxx>
  42 #include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
  43 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  44 #include <BRep_Builder.hxx>
  45 #include <BRep_Tool.hxx>
  46 #include <TopExp.hxx>
  47 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  48 #include <TopoDS_Face.hxx>
  49 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  50 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  51
  52 #include <map>
  53
  54 #include "utilities.h"
  55
  56 using namespace std;
  57
  58 //================================================================================
  59 /*!
  60  * \brief Constructor of a side of one edge
  61   * \param theFace - the face
  62   * \param theEdge - the edge
  63  */
  64 //================================================================================
  65
  66 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  67                                          const TopoDS_Edge& theEdge,
  68                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  69                                          const bool         theIsForward,
  70                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  71 {
  72   list<TopoDS_Edge> edges(1,theEdge);
  73   *this = StdMeshers_FaceSide( theFace, edges, theMesh, theIsForward, theIgnoreMediumNodes );
  74 }
  75
  76 //================================================================================
  77 /*!
  78  * \brief Constructor of a side of several edges
  79   * \param theFace - the face
  80   * \param theEdge - the edge
  81  */
  82 //================================================================================
  83
  84 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  85                                          list<TopoDS_Edge>& theEdges,
  86                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  87                                          const bool         theIsForward,
  88                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  89 {
  90   int nbEdges = theEdges.size();
  91   myEdge.resize( nbEdges );
  92   myC2d.resize( nbEdges );
  93   myFirst.resize( nbEdges );
  94   myLast.resize( nbEdges );
  95   myNormPar.resize( nbEdges );
  96   myLength = 0;
  97   myNbPonits = myNbSegments = 0;
  98   myMesh = theMesh;
  99   myMissingVertexNodes = false;
 100   myIgnoreMediumNodes = theIgnoreMediumNodes;
 101   if ( nbEdges == 0 ) return;
 102
 103   SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh->GetMeshDS();
 104   vector<double> len( nbEdges );
 105
 106   int nbDegen = 0;
 107   list<TopoDS_Edge>::iterator edge = theEdges.begin();
 108   for ( int index = 0; edge != theEdges.end(); ++index, ++edge )
 109   {
 110     int i = theIsForward ? index : nbEdges - index - 1;
 111     len[i] = SMESH_Algo::EdgeLength( *edge );
 112     if ( len[i] < DBL_MIN ) nbDegen++;
 113     myLength += len[i];
 114     myEdge[i] = *edge;
 115     if ( !theIsForward ) myEdge[i].Reverse();
 116
 117     if ( theFace.IsNull() )
 118       BRep_Tool::Range( *edge, myFirst[i], myLast[i] );
 119     else
 120       myC2d[i] = BRep_Tool::CurveOnSurface( *edge, theFace, myFirst[i], myLast[i] );
 121     if ( myEdge[i].Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 122       std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 123
 124     if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( *edge )) {
 125       int nbN = sm->NbNodes();
 126       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
 127         SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = sm->GetElements();
 128         if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsQuadratic() )
 129           nbN -= sm->NbElements();
 130       }
 131       myNbPonits += nbN;
 132       myNbSegments += sm->NbElements();
 133     }
 134     if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( *edge, 1), meshDS ))
 135       myNbPonits += 1; // for the first end
 136     else
 137       myMissingVertexNodes = true;
 138   }
 139   if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::LastVertex( theEdges.back(), 1), meshDS ))
 140     myNbPonits++; // for the last end
 141   else
 142     myMissingVertexNodes = true;
 143
 144   if ( nbEdges > 1 && myLength > DBL_MIN ) {
 145     const double degenNormLen = 1.e-5;
 146     double totLength = myLength;
 147     if ( nbDegen )
 148       totLength += myLength * degenNormLen * nbDegen;
 149     double prevNormPar = 0;
 150     for ( int i = 0; i < nbEdges; ++i ) {
 151       if ( len[ i ] < DBL_MIN )
 152         len[ i ] = myLength * degenNormLen;
 153       myNormPar[ i ] = prevNormPar + len[i]/totLength;
 154       prevNormPar = myNormPar[ i ];
 155     }
 156   }
 157   myNormPar[nbEdges-1] = 1.;
 158   //dump();
 159 }
 160
 161 //================================================================================
 162 /*!
 163  * \brief Return info on nodes on the side
 164   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 165  */
 166 //================================================================================
 167
 168 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct(bool   isXConst,
 169                                                              double constValue) const
 170 {
 171   if ( myPoints.empty() ) {
 172
 173     if ( NbEdges() == 0 ) return myPoints;
 174
 175     SMESHDS_Mesh* meshDS = myMesh->GetMeshDS();
 176
 177     // sort nodes of all edges putting them into a map
 178
 179     map< double, const SMDS_MeshNode*> u2node;
 180     //int nbOnDegen = 0;
 181     for ( int i = 0; i < myEdge.size(); ++i )
 182     {
 183       // put 1st vertex node
 184       TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 185       TopExp::Vertices( myEdge[i], VFirst, VLast, true);
 186       const SMDS_MeshNode* node = SMESH_Algo::VertexNode( VFirst, meshDS );
 187       double prevNormPar = ( i == 0 ? 0 : myNormPar[ i-1 ]); // normalized param
 188       if ( node ) { // internal nodes may be missing
 189         u2node.insert( make_pair( prevNormPar, node ));
 190       } else if ( i == 0 ) {
 191         MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 192         return myPoints;
 193       }
 194
 195       // put 2nd vertex node for a last edge
 196       if ( i+1 == myEdge.size() ) {
 197         node = SMESH_Algo::VertexNode( VLast, meshDS );
 198         if ( !node ) {
 199           MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 200           return myPoints;
 201         }
 202         u2node.insert( make_pair( 1., node ));
 203       }
 204
 205       // put internal nodes
 206       SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( myEdge[i] );
 207       if ( !sm ) continue;
 208       SMDS_NodeIteratorPtr nItr = sm->GetNodes();
 209       double paramSize = myLast[i] - myFirst[i], r = myNormPar[i] - prevNormPar;
 210       while ( nItr->more() ) {
 211         const SMDS_MeshNode* node = nItr->next();
 212         if ( myIgnoreMediumNodes && SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, SMDSAbs_Edge ))
 213           continue;
 214         const SMDS_EdgePosition* epos =
 215           static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 216         double u = epos->GetUParameter();
 217         // paramSize is signed so orientation is taken into account
 218         double normPar = prevNormPar + r * ( u - myFirst[i] ) / paramSize;
 219 #ifdef _DEBUG_
 220         if ( normPar > 1 || normPar < 0) {
 221           dump("DEBUG");
 222           MESSAGE ( "WRONG normPar: "<<normPar<< " prevNormPar="<<prevNormPar
 223                     << " u="<<u << " myFirst[i]="<<myFirst[i]<< " myLast[i]="<<myLast[i]
 224                     << " paramSize="<<paramSize );
 225         }
 226 #endif
 227         u2node.insert( make_pair( normPar, node ));
 228       }
 229     }
 230     if ( u2node.size() != myNbPonits ) {
 231       MESSAGE("Wrong node parameters on edges, u2node.size():"
 232               <<u2node.size()<<" !=  myNbPonits:"<<myNbPonits);
 233       return myPoints;
 234     }
 235
 236     // fill array of UVPtStruct
 237
 238     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myPoints );
 239     points->resize( myNbPonits );
 240
 241     int EdgeIndex = 0;
 242     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 243     map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_node = u2node.begin();
 244     for (int i = 0 ; u_node != u2node.end(); ++u_node, ++i ) {
 245       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 246       uvPt.node = u_node->second;
 247       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.normParam = u_node->first;
 248       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 249       else            uvPt.y = constValue;
 250       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < uvPt.normParam ) {
 251         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 252         ++EdgeIndex;
 253 #ifdef _DEBUG_
 254         if ( EdgeIndex >= myEdge.size() ) {
 255           dump("DEBUG");
 256           MESSAGE ( "WRONg EdgeIndex " << 1+EdgeIndex
 257                     << " myNormPar.size()="<<myNormPar.size()
 258                     << " myNormPar["<< EdgeIndex<<"]="<< myNormPar[ EdgeIndex ]
 259                     << " uvPt.normParam="<<uvPt.normParam );
 260         }
 261 #endif
 262         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 263       }
 264       const SMDS_EdgePosition* epos =
 265         dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>(uvPt.node->GetPosition().get());
 266       if ( epos ) {
 267         uvPt.param = epos->GetUParameter();
 268       }
 269       else {
 270         double r = ( uvPt.normParam - prevNormPar )/ paramSize;
 271 //         uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 272         uvPt.param = ( r > 0.5 ? myLast[EdgeIndex] : myFirst[EdgeIndex] );
 273       }
 274       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 275         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 276         uvPt.u = p.X();
 277         uvPt.v = p.Y();
 278       }
 279       else {
 280         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 281       }
 282     }
 283   }
 284   return myPoints;
 285 }
 286
 287 //================================================================================
 288 /*!
 289  * \brief Falsificate info on nodes
 290   * \param nbSeg - nb of segments on the side
 291   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 292  */
 293 //================================================================================
 294
 295 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::SimulateUVPtStruct(int    nbSeg,
 296                                                                   bool   isXConst,
 297                                                                   double constValue) const
 298 {
 299   if ( myFalsePoints.empty() ) {
 300
 301     if ( NbEdges() == 0 ) return myFalsePoints;
 302
 303     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myFalsePoints );
 304     points->resize( nbSeg+1 );
 305
 306     int EdgeIndex = 0;
 307     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 308     for (int i = 0 ; i < myFalsePoints.size(); ++i ) {
 309       double normPar = double(i) / double(nbSeg);
 310       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 311       uvPt.node = 0;
 312       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.param = uvPt.normParam = normPar;
 313       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 314       else            uvPt.y = constValue;
 315       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < normPar ) {
 316         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 317         ++EdgeIndex;
 318         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 319       }
 320       double r = ( normPar - prevNormPar )/ paramSize;
 321       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 322       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 323         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 324         uvPt.u = p.X();
 325         uvPt.v = p.Y();
 326       }
 327       else {
 328         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 329       }
 330     }
 331   }
 332   return myFalsePoints;
 333 }
 334 // gp_Pnt StdMeshers_FaceSide::Value(double U) const
 335 // {
 336 // }
 337
 338 //================================================================================
 339 /*!
 340  * \brief reverse order of vector elements
 341   * \param vec - vector to reverse
 342  */
 343 //================================================================================
 344
 345 template <typename T > void reverse(vector<T> & vec)
 346 {
 347   for ( int f=0, r=vec.size()-1; f < r; ++f, --r )
 348     std::swap( vec[f], vec[r] );
 349 }
 350
 351 //================================================================================
 352 /*!
 353  * \brief Change orientation of side geometry
 354  */
 355 //================================================================================
 356
 357 void StdMeshers_FaceSide::Reverse()
 358 {
 359   int nbEdges = myEdge.size();
 360   for ( int i = nbEdges-1; i >= 0; --i ) {
 361     std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 362     myEdge[i].Reverse();
 363     if ( i > 0 ) // at the first loop 1. is overwritten
 364       myNormPar[i] = 1 - myNormPar[i-1];
 365   }
 366   if ( nbEdges > 1 ) {
 367     reverse( myEdge );
 368     reverse( myC2d );
 369     reverse( myFirst );
 370     reverse( myLast );
 371     reverse( myNormPar );
 372   }
 373   myNormPar[nbEdges-1]=1.;
 374   myPoints.clear();
 375   myFalsePoints.clear();
 376 }
 377
 378 //================================================================================
 379 /*!
 380  * \brief Show side features
 381  */
 382 //================================================================================
 383
 384 void StdMeshers_FaceSide::dump(const char* msg) const
 385 {
 386 #ifdef _DEBUG_
 387   if (msg) MESSAGE ( std::endl << msg );
 388   MESSAGE_BEGIN ("NB EDGES: "<< myEdge.size() );
 389   MESSAGE_ADD ( "nbPoints: "<<myNbPonits<<" vecSize: " << myPoints.size()<<" "<<myFalsePoints.size() );
 390   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i)
 391   {
 392     MESSAGE_ADD ( "\t"<<i+1 );
 393     MESSAGE_ADD ( "\tEDGE: " );
 394     if (myEdge[i].IsNull()) {
 395       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 396     }
 397     else {
 398       TopAbs::Print(myEdge[i].Orientation(),cout)<<" "<<myEdge[i].TShape().operator->()<<endl;
 399       MESSAGE_ADD ( "\tV1: " << TopExp::FirstVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->()
 400                  << "  V2: " << TopExp::LastVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->() );
 401     }
 402     MESSAGE_ADD ( "\tC2d: ");
 403
 404     if (myC2d[i].IsNull()) {
 405       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 406     }
 407     else {
 408       MESSAGE_ADD ( myC2d[i].operator->() );
 409     }
 410
 411     MESSAGE_ADD ( "\tF: "<<myFirst[i]<< " L: "<< myLast[i] );
 412     MESSAGE_END ( "\tnormPar: "<<myNormPar[i]<<endl );
 413   }
 414 #endif
 415 }
 416
 417 //================================================================================
 418 /*!
 419  * \brief Creates a Adaptor2d_Curve2d to be used in SMESH_Block
 420   * \retval Adaptor2d_Curve2d* -
 421  */
 422 //================================================================================
 423
 424 struct Adaptor2dCurve2d : public Adaptor2d_Curve2d
 425 {
 426   const StdMeshers_FaceSide* mySide;
 427   Adaptor2dCurve2d(const StdMeshers_FaceSide* faceSide):mySide(faceSide) {}
 428   gp_Pnt2d Value(const Standard_Real U) const { return mySide->Value2d( U ); }
 429   Standard_Real FirstParameter() const { return 0; }
 430   Standard_Real LastParameter() const { return 1; }
 431 };
 432
 433 Adaptor2d_Curve2d* StdMeshers_FaceSide::GetCurve2d() const
 434 {
 435   return new Adaptor2dCurve2d( this );
 436 }
 437
 438 //================================================================================
 439 /*!
 440  * \brief Creates a fully functional Adaptor_Curve
 441  */
 442 //================================================================================
 443
 444 BRepAdaptor_CompCurve* StdMeshers_FaceSide::GetCurve3d() const
 445 {
 446   if ( myEdge.empty() )
 447     return 0;
 448
 449 //   if ( myEdge.size() == 1 )
 450 //     return new BRepAdaptor_Curve( myEdge[0] );
 451
 452   TopoDS_Wire aWire;
 453   BRep_Builder aBuilder;
 454   aBuilder.MakeWire(aWire);
 455   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i )
 456     aBuilder.Add( aWire, myEdge[i] );
 457   return new BRepAdaptor_CompCurve( aWire );
 458 }
 459
 460 //================================================================================
 461 /*!
 462  * \brief Return 2D point by normalized parameter
 463   * \param U - normalized parameter value
 464   * \retval gp_Pnt2d - point
 465  */
 466 //================================================================================
 467
 468 gp_Pnt2d StdMeshers_FaceSide::Value2d(double U) const
 469 {
 470   if ( !myC2d[0].IsNull() ) {
 471     int i = EdgeIndex( U );
 472     double prevU = i ? myNormPar[ i-1 ] : 0;
 473     double r = ( U - prevU )/ ( myNormPar[ i ] - prevU );
 474     return myC2d[ i ]->Value( myFirst[i] * ( 1 - r ) + myLast[i] * r );
 475   }
 476   return gp_Pnt2d( 1e+100, 1e+100 );
 477 }
 478
 479 //================================================================================
 480 /*!
 481  * \brief Return wires of a face as StdMeshers_FaceSide's
 482  */
 483 //================================================================================
 484
 485 TSideVector StdMeshers_FaceSide::GetFaceWires(const TopoDS_Face& theFace,
 486                                               SMESH_Mesh &       theMesh,
 487                                               const bool         theIgnoreMediumNodes,
 488                                               TError &           theError)
 489 {
 490   TopoDS_Vertex V1;
 491   list< TopoDS_Edge > edges;
 492   list< int > nbEdgesInWires;
 493   int nbWires = SMESH_Block::GetOrderedEdges (theFace, V1, edges, nbEdgesInWires);
 494
 495   // split list of all edges into separate wires
 496   TSideVector wires( nbWires );
 497   list< int >::iterator nbE = nbEdgesInWires.begin();
 498   list< TopoDS_Edge >::iterator from, to;
 499   from = to = edges.begin();
 500   for ( int iW = 0; iW < nbWires; ++iW )
 501   {
 502     std::advance( to, *nbE++ );
 503     list< TopoDS_Edge > wireEdges( from, to );
 504     // assure that there is a node on the first vertex
 505     // as StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct() requires
 506     while ( !SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( wireEdges.front(), true),
 507                                      theMesh.GetMeshDS()))
 508     {
 509       wireEdges.splice(wireEdges.end(), wireEdges,
 510                        wireEdges.begin(), ++wireEdges.begin());
 511       if ( from->IsSame( wireEdges.front() )) {
 512         theError = TError
 513           ( new SMESH_ComputeError(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"No nodes on vertices"));
 514         return TSideVector(0);
 515       }
 516     }
 517     // find out side orientation, which is important if there are several wires (PAL19080)
 518     bool isForward = true;
 519     if ( nbWires > 1 ) {
 520       TopExp_Explorer e( theFace, TopAbs_EDGE );
 521       while ( ! e.Current().IsSame( wireEdges.back() ))
 522         e.Next();
 523       isForward = ( e.Current().Orientation() == wireEdges.back().Orientation() );
 524     }
 525
 526     StdMeshers_FaceSide* wire = new StdMeshers_FaceSide( theFace, wireEdges, &theMesh,
 527                                                          isForward, theIgnoreMediumNodes);
 528     wires[ iW ] = StdMeshers_FaceSidePtr( wire );
 529     from = to;
 530   }
 531   return wires;
 532 }
 533