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.
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  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 // File      : StdMeshers_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
  39 #include <Adaptor2d_Curve2d.hxx>
  40 #include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
  41 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  42 #include <BRep_Builder.hxx>
  43 #include <BRep_Tool.hxx>
  44 #include <TopExp.hxx>
  45 #include <TopoDS_Face.hxx>
  46 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  47 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  48
  49 #include <map>
  50
  51 #include "utilities.h"
  52
  53 //================================================================================
  54 /*!
  55  * \brief Constructor of a side of one edge
  56   * \param theFace - the face
  57   * \param theEdge - the edge
  58  */
  59 //================================================================================
  60
  61 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  62                                          const TopoDS_Edge& theEdge,
  63                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  64                                          const bool         theIsForward)
  65 {
  66   list<TopoDS_Edge> edges(1,theEdge);
  67   *this = StdMeshers_FaceSide( theFace, edges, theMesh, theIsForward );
  68 }
  69
  70 //================================================================================
  71 /*!
  72  * \brief Constructor of a side of several edges
  73   * \param theFace - the face
  74   * \param theEdge - the edge
  75  */
  76 //================================================================================
  77
  78 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  79                                          list<TopoDS_Edge>& theEdges,
  80                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  81                                          const bool         theIsForward)
  82 {
  83   int nbEdges = theEdges.size();
  84   myEdge.resize( nbEdges );
  85   myC2d.resize( nbEdges );
  86   myFirst.resize( nbEdges );
  87   myLast.resize( nbEdges );
  88   myNormPar.resize( nbEdges );
  89   myLength = 0;
  90   myNbPonits = myNbSegments = 0;
  91   myMesh = theMesh;
  92   myMissingVertexNodes = false;
  93   if ( nbEdges == 0 ) return;
  94
  95   SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh->GetMeshDS();
  96   vector<double> len( nbEdges );
  97
  98   list<TopoDS_Edge>::iterator edge = theEdges.begin();
  99   for ( int index = 0; edge != theEdges.end(); ++index, ++edge )
 100   {
 101     int i = theIsForward ? index : nbEdges - index - 1;
 102     len[i] = SMESH_Algo::EdgeLength( *edge );
 103     myLength += len[i];
 104     myEdge[i] = *edge;
 105     if ( !theIsForward ) myEdge[i].Reverse();
 106
 107     if ( theFace.IsNull() )
 108       BRep_Tool::Range( *edge, myFirst[i], myLast[i] );
 109     else
 110       myC2d[i] = BRep_Tool::CurveOnSurface( *edge, theFace, myFirst[i], myLast[i] );
 111     if ( myEdge[i].Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 112       std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 113
 114     if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( *edge )) {
 115       int nbN = sm->NbNodes();
 116       SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = sm->GetElements();
 117       if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsQuadratic() )
 118         nbN -= sm->NbElements();
 119       myNbPonits += nbN;
 120       myNbSegments += sm->NbElements();
 121     }
 122     if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( *edge, 1), meshDS ))
 123       myNbPonits += 1; // for the first end
 124     else
 125       myMissingVertexNodes = true;
 126   }
 127   if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::LastVertex( theEdges.back(), 1), meshDS ))
 128     myNbPonits++; // for the last end
 129   else
 130     myMissingVertexNodes = true;
 131
 132   if ( nbEdges > 1 && myLength > DBL_MIN ) {
 133     for ( int i = 0; i < nbEdges; ++i ) {
 134       myNormPar[ i ] = len[i]/myLength;
 135       if ( i > 0 )
 136         myNormPar[ i ] += myNormPar[ i-1 ];
 137     }
 138   }
 139   myNormPar[nbEdges-1] = 1.;
 140   //dump();
 141 }
 142 //================================================================================
 143 /*!
 144  * \brief First curve parameter
 145   * \retval double - parameter value
 146  */
 147 //================================================================================
 148
 149 // double StdMeshers_FaceSide::First() const
 150 // {
 151 //   return 0;
 152 // }
 153 // //================================================================================
 154 // /*!
 155 //  * \brief Last curve parameter
 156 //   * \retval double - parameter value
 157 //  */
 158 // //================================================================================
 159
 160 // double StdMeshers_FaceSide::Last() const
 161 // {
 162 //   return 1;
 163 // }
 164
 165 // //================================================================================
 166 // /*!
 167 //  * \brief
 168 //   * \retval bool -
 169 //  */
 170 // //================================================================================
 171
 172 // bool StdMeshers_FaceSide::IsForward() const
 173 // {
 174 //   return myIsForward;
 175 // }
 176
 177 //================================================================================
 178 /*!
 179  * \brief Return info on nodes on the side
 180   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 181  */
 182 //================================================================================
 183
 184 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct(bool   isXConst,
 185                                                              double constValue) const
 186 {
 187   if ( myPoints.empty() ) {
 188
 189     if ( NbEdges() == 0 ) return myPoints;
 190
 191     SMESHDS_Mesh* meshDS = myMesh->GetMeshDS();
 192
 193     // sort nodes of all edges putting them into a map
 194
 195     map< double, const SMDS_MeshNode*> u2node;
 196     for ( int i = 0; i < myEdge.size(); ++i )
 197     {
 198       // put 1st vertex node
 199       TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 200       TopExp::Vertices( myEdge[i], VFirst, VLast, true);
 201       const SMDS_MeshNode* node = SMESH_Algo::VertexNode( VFirst, meshDS );
 202       double prevNormPar = ( i == 0 ? 0 : myNormPar[ i-1 ]); // normalized param
 203       if ( node ) { // internal nodes may be missing
 204         u2node.insert( make_pair( prevNormPar, node ));
 205       } else if ( i == 0 ) {
 206         MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 207         return myPoints;
 208       }
 209
 210       // put 2nd vertex node for a last edge
 211       if ( i+1 == myEdge.size() ) {
 212         node = SMESH_Algo::VertexNode( VLast, meshDS );
 213         if ( !node ) {
 214           MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 215           return myPoints;
 216         }
 217         u2node.insert( make_pair( 1., node ));
 218       }
 219
 220       // put internal nodes
 221       SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( myEdge[i] );
 222       if ( !sm ) continue;
 223       SMDS_NodeIteratorPtr nItr = sm->GetNodes();
 224       double paramSize = myLast[i] - myFirst[i], r = myNormPar[i] - prevNormPar;
 225       while ( nItr->more() ) {
 226         const SMDS_MeshNode* node = nItr->next();
 227         if ( SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, SMDSAbs_Edge ))
 228           continue;
 229         const SMDS_EdgePosition* epos =
 230           static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 231         double u = epos->GetUParameter();
 232         // paramSize is signed so orientation is taken into account
 233         double normPar = prevNormPar + r * ( u - myFirst[i] ) / paramSize;
 234 #ifdef _DEBUG_
 235         if ( normPar > 1 || normPar < 0) {
 236           dump("DEBUG");
 237           cout << "WRONG normPar: "<<normPar<< " prevNormPar="<<prevNormPar
 238                << " u="<<u << " myFirst[i]="<<myFirst[i]<< " myLast[i]="<<myLast[i]
 239                << " paramSize="<<paramSize<<endl;
 240         }
 241 #endif
 242         u2node.insert( make_pair( normPar, node ));
 243       }
 244     }
 245     if ( u2node.size() != myNbPonits ) {
 246       MESSAGE("Wrong node parameters on edges");
 247       return myPoints;
 248     }
 249
 250     // fill array of UVPtStruct
 251
 252     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myPoints );
 253     points->resize( myNbPonits );
 254
 255     int EdgeIndex = 0;
 256     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 257     map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_node = u2node.begin();
 258     for (int i = 0 ; u_node != u2node.end(); ++u_node, ++i ) {
 259       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 260       uvPt.node = u_node->second;
 261       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.normParam = u_node->first;
 262       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 263       else            uvPt.y = constValue;
 264       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < uvPt.normParam ) {
 265         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 266         ++EdgeIndex;
 267 #ifdef _DEBUG_
 268         if ( EdgeIndex >= myEdge.size() ) {
 269           dump("DEBUG");
 270           cout << "WRONg EdgeIndex " << 1+EdgeIndex
 271                << " myNormPar.size()="<<myNormPar.size()
 272                << " myNormPar["<< EdgeIndex<<"]="<< myNormPar[ EdgeIndex ]
 273                << " uvPt.normParam="<<uvPt.normParam <<endl;
 274         }
 275 #endif
 276         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 277       }
 278       double r = ( uvPt.normParam - prevNormPar )/ paramSize;
 279       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 280       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 281         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 282         uvPt.u = p.X();
 283         uvPt.v = p.Y();
 284       }
 285       else {
 286         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 287       }
 288     }
 289   }
 290   return myPoints;
 291 }
 292
 293 //================================================================================
 294 /*!
 295  * \brief Falsificate info on nodes
 296   * \param nbSeg - nb of segments on the side
 297   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 298  */
 299 //================================================================================
 300
 301 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::SimulateUVPtStruct(int    nbSeg,
 302                                                                   bool   isXConst,
 303                                                                   double constValue) const
 304 {
 305   if ( myFalsePoints.empty() ) {
 306
 307     if ( NbEdges() == 0 ) return myFalsePoints;
 308
 309     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myFalsePoints );
 310     points->resize( nbSeg+1 );
 311
 312     int EdgeIndex = 0;
 313     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 314     for (int i = 0 ; i < myFalsePoints.size(); ++i ) {
 315       double normPar = double(i) / double(nbSeg);
 316       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 317       uvPt.node = 0;
 318       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.param = uvPt.normParam = normPar;
 319       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 320       else            uvPt.y = constValue;
 321       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < normPar ) {
 322         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 323         ++EdgeIndex;
 324         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 325       }
 326       double r = ( normPar - prevNormPar )/ paramSize;
 327       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 328       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 329         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 330         uvPt.u = p.X();
 331         uvPt.v = p.Y();
 332       }
 333       else {
 334         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 335       }
 336     }
 337   }
 338   return myFalsePoints;
 339 }
 340 // gp_Pnt StdMeshers_FaceSide::Value(double U) const
 341 // {
 342 // }
 343
 344 //================================================================================
 345 /*!
 346  * \brief reverse order of vector elements
 347   * \param vec - vector to reverse
 348  */
 349 //================================================================================
 350
 351 template <typename T > void reverse(vector<T> & vec)
 352 {
 353   for ( int f=0, r=vec.size()-1; f < r; ++f, --r )
 354     std::swap( vec[f], vec[r] );
 355 }
 356
 357 //================================================================================
 358 /*!
 359  * \brief Change orientation of side geometry
 360  */
 361 //================================================================================
 362
 363 void StdMeshers_FaceSide::Reverse()
 364 {
 365   int nbEdges = myEdge.size();
 366   for ( int i = nbEdges-1; i >= 0; --i ) {
 367     std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 368     // at the first loop 1. is overwritten
 369     myNormPar[i] = 1 - myNormPar[i-1];
 370     myEdge[i].Reverse();
 371   }
 372   if ( nbEdges > 1 ) {
 373     reverse( myEdge );
 374     reverse( myC2d );
 375     reverse( myFirst );
 376     reverse( myLast );
 377     reverse( myNormPar );
 378   }
 379   myNormPar[nbEdges-1]=1.;
 380   myPoints.clear();
 381   myFalsePoints.clear();
 382 }
 383
 384 //================================================================================
 385 /*!
 386  * \brief Show side features
 387  */
 388 //================================================================================
 389
 390 void StdMeshers_FaceSide::dump(const char* msg) const
 391 {
 392 #ifdef _DEBUG_
 393   cout << endl;
 394   if (msg) cout << msg <<endl;
 395   cout<<"NB EDGES: "<< myEdge.size() <<endl;
 396   cout << "nbPoints: "<<myNbPonits<<" vecSize: " << myPoints.size()<<" "<<myFalsePoints.size() <<endl;
 397   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i)
 398   {
 399     cout << "\t"<<i+1<<endl;
 400     cout << "\tEDGE: ";
 401     if (myEdge[i].IsNull())
 402       cout<<"NULL"<<endl;
 403     else {
 404       TopAbs::Print(myEdge[i].Orientation(),cout)<<" "<<myEdge[i].TShape().operator->()<<endl;
 405       cout << "\tV1: " << TopExp::FirstVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->()
 406            << "  V2: " << TopExp::LastVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->() << endl;
 407     }
 408     cout << "\tC2d: ";
 409     if (myC2d[i].IsNull()) cout<<"NULL"<<endl;
 410     else cout << myC2d[i].operator->()<<endl;
 411     cout << "\tF: "<<myFirst[i]<< " L: "<< myLast[i]<<endl;
 412     cout << "\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 }