src/StdMeshers/StdMeshers_Hexa_3D.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_Hexa_3D.cxx
  25 //           Moved here from SMESH_Hexa_3D.cxx
  26 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  27 //  Module : SMESH
  28 //  $Header$
  29
  30 #include "StdMeshers_Hexa_3D.hxx"
  31 #include "StdMeshers_Quadrangle_2D.hxx"
  32 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  33 #include "StdMeshers_Penta_3D.hxx"
  34 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  35
  36 #include "SMESH_Gen.hxx"
  37 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  38 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  39 #include "SMESH_Comment.hxx"
  40
  41 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  42 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  43 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  44 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  45 #include "SMDS_VolumeOfNodes.hxx"
  46
  47 #include <TopExp.hxx>
  48 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  49 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  51 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  52 #include <TopoDS.hxx>
  53 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  54
  55 #include "utilities.h"
  56 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  57
  58 typedef SMESH_Comment TComm;
  59
  60 using namespace std;
  61
  62 static SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &);
  63
  64 //=============================================================================
  65 /*!
  66  *
  67  */
  68 //=============================================================================
  69
  70 StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  71   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  72 {
  73   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D");
  74   _name = "Hexa_3D";
  75   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  76 }
  77
  78 //=============================================================================
  79 /*!
  80  *
  81  */
  82 //=============================================================================
  83
  84 StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D()
  85 {
  86   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D");
  87 }
  88
  89 //================================================================================
  90 /*!
  91  * \brief Clear fields and return the argument
  92   * \param res - the value to return
  93   * \retval bool - the argument value
  94  */
  95 //================================================================================
  96
  97 bool StdMeshers_Hexa_3D::ClearAndReturn(FaceQuadStruct* theQuads[6], const bool res)
  98 {
  99   for (int i = 0; i < 6; i++) {
 100     delete theQuads[i];
 101     theQuads[i] = NULL;
 102   }
 103   return res;
 104 }
 105
 106
 107 //=============================================================================
 108 /*!
 109  *
 110  */
 111 //=============================================================================
 112
 113 bool StdMeshers_Hexa_3D::CheckHypothesis
 114                          (SMESH_Mesh&                          aMesh,
 115                           const TopoDS_Shape&                  aShape,
 116                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 117 {
 118   // check nb of faces in the shape
 119 /*  PAL16229
 120   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_GEOMETRY;
 121   int nbFaces = 0;
 122   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next())
 123     if ( ++nbFaces > 6 )
 124       break;
 125   if ( nbFaces != 6 )
 126     return false;
 127 */
 128   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 129   return true;
 130 }
 131
 132 //=======================================================================
 133 //function : findIJ
 134 //purpose  : return i,j of the node
 135 //=======================================================================
 136
 137 static bool findIJ (const SMDS_MeshNode* node, const FaceQuadStruct * quad, int& I, int& J)
 138 {
 139   I = J = 0;
 140   const SMDS_FacePosition* fpos =
 141     static_cast<const SMDS_FacePosition*>(node->GetPosition().get());
 142   if ( ! fpos ) return false;
 143   gp_Pnt2d uv( fpos->GetUParameter(), fpos->GetVParameter() );
 144
 145   double minDist = DBL_MAX;
 146   int nbhoriz  = Min(quad->side[0]->NbPoints(), quad->side[2]->NbPoints());
 147   int nbvertic = Min(quad->side[1]->NbPoints(), quad->side[3]->NbPoints());
 148   for (int i = 1; i < nbhoriz - 1; i++) {
 149     for (int j = 1; j < nbvertic - 1; j++) {
 150       int ij = j * nbhoriz + i;
 151       gp_Pnt2d uv2( quad->uv_grid[ij].u, quad->uv_grid[ij].v );
 152       double dist = uv.SquareDistance( uv2 );
 153       if ( dist < minDist ) {
 154         minDist = dist;
 155         I = i;
 156         J = j;
 157       }
 158     }
 159   }
 160   return true;
 161 }
 162
 163
 164 //=============================================================================
 165 /*!
 166  * Hexahedron mesh on hexaedron like form
 167  * -0.  - shape and face mesh verification
 168  * -1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 169  * -2.  - Algorithm from:
 170  * "Application de l'interpolation transfinie à la création de maillages
 171  *  C0 ou G1 continus sur des triangles, quadrangles, tetraedres, pentaedres
 172  *  et hexaedres déformés."
 173  * Alain PERONNET - 8 janvier 1999
 174  */
 175 //=============================================================================
 176
 177 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh &         aMesh,
 178                                  const TopoDS_Shape & aShape)// throw(SALOME_Exception)
 179 {
 180   // PAL14921. Enable catching std::bad_alloc and Standard_OutOfMemory outside
 181   //Unexpect aCatch(SalomeException);
 182   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::Compute");
 183   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 184
 185   // 0.  - shape and face mesh verification
 186   // 0.1 - shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 187
 188   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 189   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 190     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 191     ASSERT(aSubMesh);
 192     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 193   }
 194   if (meshFaces.size() != 6)
 195     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in a block");
 196
 197   // 0.2 - is each face meshed with Quadrangle_2D? (so, with a wire of 4 edges)
 198
 199   // tool for working with quadratic elements
 200   SMESH_MesherHelper aTool (aMesh);
 201   _quadraticMesh = aTool.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 202
 203   // cube structure
 204   typedef struct cubeStruct
 205   {
 206     TopoDS_Vertex V000;
 207     TopoDS_Vertex V001;
 208     TopoDS_Vertex V010;
 209     TopoDS_Vertex V011;
 210     TopoDS_Vertex V100;
 211     TopoDS_Vertex V101;
 212     TopoDS_Vertex V110;
 213     TopoDS_Vertex V111;
 214     faceQuadStruct* quad_X0;
 215     faceQuadStruct* quad_X1;
 216     faceQuadStruct* quad_Y0;
 217     faceQuadStruct* quad_Y1;
 218     faceQuadStruct* quad_Z0;
 219     faceQuadStruct* quad_Z1;
 220     Point3DStruct* np; // normalised 3D coordinates
 221   } CubeStruct;
 222
 223   CubeStruct aCube;
 224
 225   // bounding faces
 226   FaceQuadStruct* aQuads[6];
 227   for (int i = 0; i < 6; i++)
 228     aQuads[i] = 0;
 229
 230   for (int i = 0; i < 6; i++)
 231   {
 232     TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 233     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 234     string algoName = algo->GetName();
 235     bool isAllQuad = false;
 236     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 237       SMESHDS_SubMesh * sm = meshDS->MeshElements( aFace );
 238       if ( sm ) {
 239         isAllQuad = true;
 240         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = sm->GetElements();
 241         while ( isAllQuad && eIt->more() ) {
 242           const SMDS_MeshElement* elem =  eIt->next();
 243           isAllQuad = ( elem->NbNodes()==4 ||(_quadraticMesh && elem->NbNodes()==8) );
 244         }
 245       }
 246     }
 247     if ( ! isAllQuad ) {
 248       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 249       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 250     }
 251     StdMeshers_Quadrangle_2D *quadAlgo =
 252       dynamic_cast < StdMeshers_Quadrangle_2D * >(algo);
 253     ASSERT(quadAlgo);
 254     try {
 255       aQuads[i] = quadAlgo->CheckAnd2Dcompute(aMesh, aFace, _quadraticMesh);
 256       if(!aQuads[i]) {
 257         return error( quadAlgo->GetComputeError());
 258       }
 259     }
 260     catch(SALOME_Exception & S_ex) {
 261       return ClearAndReturn( aQuads, error(COMPERR_SLM_EXCEPTION,TComm(S_ex.what()) <<
 262                                            " Raised by StdMeshers_Quadrangle_2D "
 263                                            " on face #" << meshDS->ShapeToIndex( aFace )));
 264     }
 265
 266     // 0.2.1 - number of points on the opposite edges must be the same
 267     if (aQuads[i]->side[0]->NbPoints() != aQuads[i]->side[2]->NbPoints() ||
 268         aQuads[i]->side[1]->NbPoints() != aQuads[i]->side[3]->NbPoints()
 269         /*aQuads[i]->side[0]->NbEdges() != 1 ||
 270         aQuads[i]->side[1]->NbEdges() != 1 ||
 271         aQuads[i]->side[2]->NbEdges() != 1 ||
 272         aQuads[i]->side[3]->NbEdges() != 1*/) {
 273       MESSAGE("different number of points on the opposite edges of face " << i);
 274       // Try to go into penta algorithm 'cause it has been improved.
 275       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 276       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 277     }
 278   }
 279
 280   // 1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 281   // 1.1 - ancestor maps vertex->edges in the cube
 282
 283   TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MS;
 284   TopExp::MapShapesAndAncestors(aShape, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MS);
 285
 286   // 1.2 - first face is choosen as face Y=0 of the unit cube
 287
 288   const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[0]->GetSubShape();
 289   const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aFace);
 290
 291   // 1.3 - identify the 4 vertices of the face Y=0: V000, V100, V101, V001
 292
 293   aCube.V000 = aQuads[0]->side[0]->FirstVertex(); // will be (0,0,0) on the unit cube
 294   aCube.V100 = aQuads[0]->side[0]->LastVertex();  // will be (1,0,0) on the unit cube
 295   aCube.V001 = aQuads[0]->side[2]->FirstVertex(); // will be (0,0,1) on the unit cube
 296   aCube.V101 = aQuads[0]->side[2]->LastVertex();  // will be (1,0,1) on the unit cube
 297
 298   TopTools_IndexedMapOfShape MV0;
 299   TopExp::MapShapes(F, TopAbs_VERTEX, MV0);
 300
 301   aCube.V010 = OppositeVertex( aCube.V000, MV0, aQuads);
 302   aCube.V110 = OppositeVertex( aCube.V100, MV0, aQuads);
 303   aCube.V011 = OppositeVertex( aCube.V001, MV0, aQuads);
 304   aCube.V111 = OppositeVertex( aCube.V101, MV0, aQuads);
 305
 306   // 1.6 - find remaining faces given 4 vertices
 307
 308   int _indY0 = 0;
 309   aCube.quad_Y0 = aQuads[_indY0];
 310
 311   int _indY1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 312                             aCube.V010, aCube.V011, aCube.V110, aCube.V111);
 313   aCube.quad_Y1 = aQuads[_indY1];
 314
 315   int _indZ0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 316                             aCube.V000, aCube.V010, aCube.V100, aCube.V110);
 317   aCube.quad_Z0 = aQuads[_indZ0];
 318
 319   int _indZ1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 320                             aCube.V001, aCube.V011, aCube.V101, aCube.V111);
 321   aCube.quad_Z1 = aQuads[_indZ1];
 322
 323   int _indX0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 324                             aCube.V000, aCube.V001, aCube.V010, aCube.V011);
 325   aCube.quad_X0 = aQuads[_indX0];
 326
 327   int _indX1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 328                             aCube.V100, aCube.V101, aCube.V110, aCube.V111);
 329   aCube.quad_X1 = aQuads[_indX1];
 330
 331   // 1.7 - get convertion coefs from face 2D normalized to 3D normalized
 332
 333   Conv2DStruct cx0;                     // for face X=0
 334   Conv2DStruct cx1;                     // for face X=1
 335   Conv2DStruct cy0;
 336   Conv2DStruct cy1;
 337   Conv2DStruct cz0;
 338   Conv2DStruct cz1;
 339
 340   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X0, meshFaces[_indX0]->GetSubShape(),
 341                  aCube.V000, aCube.V010, aCube.V011, aCube.V001, cx0);
 342   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X1, meshFaces[_indX1]->GetSubShape(),
 343                  aCube.V100, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V101, cx1);
 344   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y0, meshFaces[_indY0]->GetSubShape(),
 345                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V101, aCube.V001, cy0);
 346   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y1, meshFaces[_indY1]->GetSubShape(),
 347                  aCube.V010, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V011, cy1);
 348   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z0, meshFaces[_indZ0]->GetSubShape(),
 349                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V110, aCube.V010, cz0);
 350   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z1, meshFaces[_indZ1]->GetSubShape(),
 351                  aCube.V001, aCube.V101, aCube.V111, aCube.V011, cz1);
 352
 353   // 1.8 - create a 3D structure for normalized values
 354
 355   int nbx = aCube.quad_Z0->side[0]->NbPoints();
 356   if (cz0.a1 == 0.) nbx = aCube.quad_Z0->side[1]->NbPoints();
 357
 358   int nby = aCube.quad_X0->side[0]->NbPoints();
 359   if (cx0.a1 == 0.) nby = aCube.quad_X0->side[1]->NbPoints();
 360
 361   int nbz = aCube.quad_Y0->side[0]->NbPoints();
 362   if (cy0.a1 != 0.) nbz = aCube.quad_Y0->side[1]->NbPoints();
 363
 364   int i1, j1, nbxyz = nbx * nby * nbz;
 365   Point3DStruct *np = new Point3DStruct[nbxyz];
 366
 367   // 1.9 - store node indexes of faces
 368
 369   {
 370     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX0]->GetSubShape());
 371
 372     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X0;
 373     int i = 0;                          // j = x/face , k = y/face
 374     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 375     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 376
 377     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 378
 379     while(itf->more()) {
 380       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 381       if(aTool.IsMedium(node))
 382         continue;
 383       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 384         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 385       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 386       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 387     }
 388
 389     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 390       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 391         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 392         int j = cx0.ia * i1 + cx0.ib * j1 + cx0.ic;     // j = x/face
 393         int k = cx0.ja * i1 + cx0.jb * j1 + cx0.jc;     // k = y/face
 394         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 395         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 396         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 397         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 398       }
 399   }
 400
 401   {
 402     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX1]->GetSubShape());
 403
 404     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 405
 406     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X1;
 407     int i = nbx - 1;            // j = x/face , k = y/face
 408     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 409     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 410
 411     while(itf->more()) {
 412       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 413       if(aTool.IsMedium(node))
 414         continue;
 415       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 416         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 417       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 418       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 419     }
 420
 421     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 422       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 423         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 424         int j = cx1.ia * i1 + cx1.ib * j1 + cx1.ic;     // j = x/face
 425         int k = cx1.ja * i1 + cx1.jb * j1 + cx1.jc;     // k = y/face
 426         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 427         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 428         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 429         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 430       }
 431   }
 432
 433   {
 434     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY0]->GetSubShape());
 435
 436     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 437
 438     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y0;
 439     int j = 0;                          // i = x/face , k = y/face
 440     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 441     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 442
 443     while(itf->more()) {
 444       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 445       if(aTool.IsMedium(node))
 446         continue;
 447       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 448         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 449       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 450       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 451     }
 452
 453     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 454       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 455         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 456         int i = cy0.ia * i1 + cy0.ib * j1 + cy0.ic;     // i = x/face
 457         int k = cy0.ja * i1 + cy0.jb * j1 + cy0.jc;     // k = y/face
 458         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 459         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 460         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 461         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 462       }
 463   }
 464
 465   {
 466     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY1]->GetSubShape());
 467
 468     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 469
 470     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y1;
 471     int j = nby - 1;            // i = x/face , k = y/face
 472     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 473     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 474
 475     while(itf->more()) {
 476       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 477       if(aTool.IsMedium(node))
 478         continue;
 479       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 480         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 481       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 482       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 483     }
 484
 485     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 486       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 487         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 488         int i = cy1.ia * i1 + cy1.ib * j1 + cy1.ic;     // i = x/face
 489         int k = cy1.ja * i1 + cy1.jb * j1 + cy1.jc;     // k = y/face
 490         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 491         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 492         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 493         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 494       }
 495   }
 496
 497   {
 498     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ0]->GetSubShape());
 499
 500     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 501
 502     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z0;
 503     int k = 0;                          // i = x/face , j = y/face
 504     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 505     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 506
 507     while(itf->more()) {
 508       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 509       if(aTool.IsMedium(node))
 510         continue;
 511       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 512         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 513       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 514       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 515     }
 516
 517     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 518       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 519         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 520         int i = cz0.ia * i1 + cz0.ib * j1 + cz0.ic;     // i = x/face
 521         int j = cz0.ja * i1 + cz0.jb * j1 + cz0.jc;     // j = y/face
 522         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 523         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 524         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 525         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 526       }
 527   }
 528
 529   {
 530     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ1]->GetSubShape());
 531
 532     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 533
 534     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z1;
 535     int k = nbz - 1;            // i = x/face , j = y/face
 536     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 537     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 538
 539     while(itf->more()) {
 540       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 541       if(aTool.IsMedium(node))
 542         continue;
 543       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 544         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 545       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 546       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 547     }
 548
 549     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 550       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 551         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 552         int i = cz1.ia * i1 + cz1.ib * j1 + cz1.ic;     // i = x/face
 553         int j = cz1.ja * i1 + cz1.jb * j1 + cz1.jc;     // j = y/face
 554         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 555         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 556         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 557         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 558       }
 559   }
 560
 561   // 2.0 - for each node of the cube:
 562   //       - get the 8 points 3D = 8 vertices of the cube
 563   //       - get the 12 points 3D on the 12 edges of the cube
 564   //       - get the 6 points 3D on the 6 faces with their ID
 565   //       - compute the point 3D
 566   //       - store the point 3D in SMESHDS, store its ID in 3D structure
 567
 568   int shapeID = meshDS->ShapeToIndex( aShape );
 569
 570   Pt3 p000, p001, p010, p011, p100, p101, p110, p111;
 571   Pt3 px00, px01, px10, px11;
 572   Pt3 p0y0, p0y1, p1y0, p1y1;
 573   Pt3 p00z, p01z, p10z, p11z;
 574   Pt3 pxy0, pxy1, px0z, px1z, p0yz, p1yz;
 575
 576   GetPoint(p000, 0, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 577   GetPoint(p001, 0, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 578   GetPoint(p010, 0, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 579   GetPoint(p011, 0, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 580   GetPoint(p100, nbx - 1, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 581   GetPoint(p101, nbx - 1, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 582   GetPoint(p110, nbx - 1, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 583   GetPoint(p111, nbx - 1, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 584
 585   for (int i = 1; i < nbx - 1; i++) {
 586     for (int j = 1; j < nby - 1; j++) {
 587       for (int k = 1; k < nbz - 1; k++) {
 588         // *** seulement maillage regulier
 589         // 12 points on edges
 590         GetPoint(px00, i, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 591         GetPoint(px01, i, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 592         GetPoint(px10, i, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 593         GetPoint(px11, i, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 594
 595         GetPoint(p0y0, 0, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 596         GetPoint(p0y1, 0, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 597         GetPoint(p1y0, nbx - 1, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 598         GetPoint(p1y1, nbx - 1, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 599
 600         GetPoint(p00z, 0, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 601         GetPoint(p01z, 0, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 602         GetPoint(p10z, nbx - 1, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 603         GetPoint(p11z, nbx - 1, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 604
 605         // 12 points on faces
 606         GetPoint(pxy0, i, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 607         GetPoint(pxy1, i, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 608         GetPoint(px0z, i, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 609         GetPoint(px1z, i, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 610         GetPoint(p0yz, 0, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 611         GetPoint(p1yz, nbx - 1, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 612
 613         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 614         double x = double (i) / double (nbx - 1);       // *** seulement
 615         double y = double (j) / double (nby - 1);       // *** maillage
 616         double z = double (k) / double (nbz - 1);       // *** regulier
 617
 618         Pt3 X;
 619         for (int i = 0; i < 3; i++) {
 620           X[i] = (1 - x) * p0yz[i] + x * p1yz[i]
 621                  + (1 - y) * px0z[i] + y * px1z[i]
 622                  + (1 - z) * pxy0[i] + z * pxy1[i]
 623                  - (1 - x) * ((1 - y) * p00z[i] + y * p01z[i])
 624                  - x * ((1 - y) * p10z[i] + y * p11z[i])
 625                  - (1 - y) * ((1 - z) * px00[i] + z * px01[i])
 626                  - y * ((1 - z) * px10[i] + z * px11[i])
 627                  - (1 - z) * ((1 - x) * p0y0[i] + x * p1y0[i])
 628                  - z * ((1 - x) * p0y1[i] + x * p1y1[i])
 629                  + (1 - x) * ((1 - y) * ((1 - z) * p000[i] + z * p001[i])
 630                  + y * ((1 - z) * p010[i] + z * p011[i]))
 631                  + x * ((1 - y) * ((1 - z) * p100[i] + z * p101[i])
 632                  + y * ((1 - z) * p110[i] + z * p111[i]));
 633         }
 634
 635         SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(X[0], X[1], X[2]);
 636         np[ijk].node = node;
 637         meshDS->SetNodeInVolume(node, shapeID);
 638       }
 639     }
 640   }
 641
 642   // find orientation of furute volumes according to MED convention
 643   vector< bool > forward( nbx * nby );
 644   SMDS_VolumeTool vTool;
 645   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 646     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 647       int n1 = j * nbx + i;
 648       int n2 = j * nbx + i + 1;
 649       int n3 = (j + 1) * nbx + i + 1;
 650       int n4 = (j + 1) * nbx + i;
 651       int n5 = nbx * nby + j * nbx + i;
 652       int n6 = nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 653       int n7 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 654       int n8 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 655
 656       SMDS_VolumeOfNodes tmpVol (np[n1].node,np[n2].node,np[n3].node,np[n4].node,
 657                                  np[n5].node,np[n6].node,np[n7].node,np[n8].node);
 658       vTool.Set( &tmpVol );
 659       forward[ n1 ] = vTool.IsForward();
 660     }
 661   }
 662
 663   //2.1 - for each node of the cube (less 3 *1 Faces):
 664   //      - store hexahedron in SMESHDS
 665   MESSAGE("Storing hexahedron into the DS");
 666   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 667     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 668       bool isForw = forward.at( j * nbx + i );
 669       for (int k = 0; k < nbz - 1; k++) {
 670         int n1 = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 671         int n2 = k * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 672         int n3 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 673         int n4 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 674         int n5 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i;
 675         int n6 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 676         int n7 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 677         int n8 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 678
 679         SMDS_MeshVolume * elt;
 680         if ( isForw ) {
 681           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n2].node,
 682                                 np[n3].node, np[n4].node,
 683                                 np[n5].node, np[n6].node,
 684                                 np[n7].node, np[n8].node);
 685         }
 686         else {
 687           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n4].node,
 688                                 np[n3].node, np[n2].node,
 689                                 np[n5].node, np[n8].node,
 690                                 np[n7].node, np[n6].node);
 691         }
 692
 693         meshDS->SetMeshElementOnShape(elt, shapeID);
 694       }
 695     }
 696   }
 697   if ( np ) delete [] np;
 698   return ClearAndReturn( aQuads, true );
 699 }
 700
 701 //=============================================================================
 702 /*!
 703  *
 704  */
 705 //=============================================================================
 706
 707 void StdMeshers_Hexa_3D::GetPoint(Pt3 p, int i, int j, int k, int nbx, int nby, int nbz,
 708                                   Point3DStruct * np, const SMESHDS_Mesh * meshDS)
 709 {
 710         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 711         const SMDS_MeshNode * node = np[ijk].node;
 712         p[0] = node->X();
 713         p[1] = node->Y();
 714         p[2] = node->Z();
 715         //MESSAGE(" "<<i<<" "<<j<<" "<<k<<" "<<p[0]<<" "<<p[1]<<" "<<p[2]);
 716 }
 717
 718 //=============================================================================
 719 /*!
 720  *
 721  */
 722 //=============================================================================
 723
 724 int StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex(SMESH_Mesh & aMesh,
 725         const TopoDS_Shape & aShape,
 726         const vector < SMESH_subMesh * >&meshFaces,
 727         const TopoDS_Vertex & V0,
 728         const TopoDS_Vertex & V1,
 729         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3)
 730 {
 731         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex");
 732         int faceIndex = -1;
 733         for (int i = 1; i < 6; i++)
 734         {
 735                 const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 736                 //const TopoDS_Face& F = TopoDS::Face(aFace);
 737                 TopTools_IndexedMapOfShape M;
 738                 TopExp::MapShapes(aFace, TopAbs_VERTEX, M);
 739                 bool verticesInShape = false;
 740                 if (M.Contains(V0))
 741                         if (M.Contains(V1))
 742                                 if (M.Contains(V2))
 743                                         if (M.Contains(V3))
 744                                                 verticesInShape = true;
 745                 if (verticesInShape)
 746                 {
 747                         faceIndex = i;
 748                         break;
 749                 }
 750         }
 751         ASSERT(faceIndex > 0);
 752         //SCRUTE(faceIndex);
 753         return faceIndex;
 754 }
 755
 756 //=============================================================================
 757 /*!
 758  *
 759  */
 760 //=============================================================================
 761
 762 TopoDS_Edge
 763         StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace(SMESH_Mesh & aMesh,
 764         const TopoDS_Shape & aShape,
 765         const TopoDS_Face & aFace,
 766         const TopoDS_Vertex & aVertex,
 767         const TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape & MS)
 768 {
 769         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace");
 770         TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MF;
 771         TopExp::MapShapesAndAncestors(aFace, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MF);
 772         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInSolid = MS.FindFromKey(aVertex);
 773         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInFace = MF.FindFromKey(aVertex);
 774 //      SCRUTE(ancestorsInSolid.Extent());
 775 //      SCRUTE(ancestorsInFace.Extent());
 776         ASSERT(ancestorsInSolid.Extent() == 6); // 6 (edges doublees)
 777         ASSERT(ancestorsInFace.Extent() == 2);
 778
 779         TopoDS_Edge E;
 780         E.Nullify();
 781         TopTools_ListIteratorOfListOfShape its(ancestorsInSolid);
 782         for (; its.More(); its.Next())
 783         {
 784                 TopoDS_Shape ancestor = its.Value();
 785                 TopTools_ListIteratorOfListOfShape itf(ancestorsInFace);
 786                 bool isInFace = false;
 787                 for (; itf.More(); itf.Next())
 788                 {
 789                         TopoDS_Shape ancestorInFace = itf.Value();
 790                         if (ancestorInFace.IsSame(ancestor))
 791                         {
 792                                 isInFace = true;
 793                                 break;
 794                         }
 795                 }
 796                 if (!isInFace)
 797                 {
 798                         E = TopoDS::Edge(ancestor);
 799                         break;
 800                 }
 801         }
 802         return E;
 803 }
 804
 805 //=============================================================================
 806 /*!
 807  *
 808  */
 809 //=============================================================================
 810
 811 void StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs(const faceQuadStruct & quad,
 812         const TopoDS_Shape & aShape,
 813         const TopoDS_Vertex & V0,
 814         const TopoDS_Vertex & V1,
 815         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3, Conv2DStruct & conv)
 816 {
 817 //      MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs");
 818 //      const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aShape);
 819 //      TopoDS_Edge E = quad.edge[0];
 820 //      double f, l;
 821 //      Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(E, F, f, l);
 822 //      TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 823 //      TopExp::Vertices(E, VFirst, VLast);     // corresponds to f and l
 824 //      bool isForward = (((l - f) * (quad.last[0] - quad.first[0])) > 0);
 825   TopoDS_Vertex VA, VB;
 826 //      if (isForward)
 827 //      {
 828 //              VA = VFirst;
 829 //              VB = VLast;
 830 //      }
 831 //      else
 832 //      {
 833 //              VA = VLast;
 834 //              VB = VFirst;
 835 //      }
 836   VA = quad.side[0]->FirstVertex();
 837   VB = quad.side[0]->LastVertex();
 838
 839         int a1, b1, c1, a2, b2, c2;
 840         if (VA.IsSame(V0))
 841                 if (VB.IsSame(V1))
 842                 {
 843                         a1 = 1;
 844                         b1 = 0;
 845                         c1 = 0;                         // x
 846                         a2 = 0;
 847                         b2 = 1;
 848                         c2 = 0;                         // y
 849                 }
 850                 else
 851                 {
 852                         ASSERT(VB.IsSame(V3));
 853                         a1 = 0;
 854                         b1 = 1;
 855                         c1 = 0;                         // y
 856                         a2 = 1;
 857                         b2 = 0;
 858                         c2 = 0;                         // x
 859                 }
 860         if (VA.IsSame(V1))
 861                 if (VB.IsSame(V2))
 862                 {
 863                         a1 = 0;
 864                         b1 = -1;
 865                         c1 = 1;                         // 1-y
 866                         a2 = 1;
 867                         b2 = 0;
 868                         c2 = 0;                         // x
 869                 }
 870                 else
 871                 {
 872                         ASSERT(VB.IsSame(V0));
 873                         a1 = -1;
 874                         b1 = 0;
 875                         c1 = 1;                         // 1-x
 876                         a2 = 0;
 877                         b2 = 1;
 878                         c2 = 0;                         // y
 879                 }
 880         if (VA.IsSame(V2))
 881                 if (VB.IsSame(V3))
 882                 {
 883                         a1 = -1;
 884                         b1 = 0;
 885                         c1 = 1;                         // 1-x
 886                         a2 = 0;
 887                         b2 = -1;
 888                         c2 = 1;                         // 1-y
 889                 }
 890                 else
 891                 {
 892                         ASSERT(VB.IsSame(V1));
 893                         a1 = 0;
 894                         b1 = -1;
 895                         c1 = 1;                         // 1-y
 896                         a2 = -1;
 897                         b2 = 0;
 898                         c2 = 1;                         // 1-x
 899                 }
 900         if (VA.IsSame(V3))
 901                 if (VB.IsSame(V0))
 902                 {
 903                         a1 = 0;
 904                         b1 = 1;
 905                         c1 = 0;                         // y
 906                         a2 = -1;
 907                         b2 = 0;
 908                         c2 = 1;                         // 1-x
 909                 }
 910                 else
 911                 {
 912                         ASSERT(VB.IsSame(V2));
 913                         a1 = 1;
 914                         b1 = 0;
 915                         c1 = 0;                         // x
 916                         a2 = 0;
 917                         b2 = -1;
 918                         c2 = 1;                         // 1-y
 919                 }
 920 //      MESSAGE("X = " << c1 << "+ " << a1 << "*x + " << b1 << "*y");
 921 //      MESSAGE("Y = " << c2 << "+ " << a2 << "*x + " << b2 << "*y");
 922         conv.a1 = a1;
 923         conv.b1 = b1;
 924         conv.c1 = c1;
 925         conv.a2 = a2;
 926         conv.b2 = b2;
 927         conv.c2 = c2;
 928
 929         int nbdown = quad.side[0]->NbPoints();
 930         int nbright = quad.side[1]->NbPoints();
 931         conv.ia = int (a1);
 932         conv.ib = int (b1);
 933         conv.ic =
 934                 int (c1 * a1 * a1) * (nbdown - 1) + int (c1 * b1 * b1) * (nbright - 1);
 935         conv.ja = int (a2);
 936         conv.jb = int (b2);
 937         conv.jc =
 938                 int (c2 * a2 * a2) * (nbdown - 1) + int (c2 * b2 * b2) * (nbright - 1);
 939 //      MESSAGE("I " << conv.ia << " " << conv.ib << " " << conv.ic);
 940 //      MESSAGE("J " << conv.ja << " " << conv.jb << " " << conv.jc);
 941 }
 942
 943 //================================================================================
 944 /*!
 945  * \brief Find a vertex opposite to the given vertex of aQuads[0]
 946   * \param aVertex - the vertex
 947   * \param aFace - the face aVertex belongs to
 948   * \param aQuads - quads
 949   * \retval TopoDS_Vertex - found vertex
 950  */
 951 //================================================================================
 952
 953 TopoDS_Vertex StdMeshers_Hexa_3D::OppositeVertex(const TopoDS_Vertex& aVertex,
 954                                                  const TopTools_IndexedMapOfShape& aQuads0Vertices,
 955                                                  FaceQuadStruct* aQuads[6])
 956 {
 957   int i, j;
 958   for ( i = 1; i < 6; ++i )
 959   {
 960     TopoDS_Vertex VV[] = { aQuads[i]->side[0]->FirstVertex(),
 961                            aQuads[i]->side[0]->LastVertex() ,
 962                            aQuads[i]->side[2]->LastVertex() ,
 963                            aQuads[i]->side[2]->FirstVertex() };
 964     for ( j = 0; j < 4; ++j )
 965       if ( aVertex.IsSame( VV[ j ]))
 966         break;
 967     if ( j < 4 ) {
 968       int jPrev = j ? j - 1 : 3;
 969       int jNext = (j + 1) % 4;
 970       if ( aQuads0Vertices.Contains( VV[ jPrev ] ))
 971         return VV[ jNext ];
 972       else
 973         return VV[ jPrev ];
 974     }
 975   }
 976   return TopoDS_Vertex();
 977 }
 978
 979 //modified by NIZNHY-PKV Wed Nov 17 15:34:13 2004 f
 980 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 981 //ZZ
 982 //#include <stdio.h>
 983
 984 //=======================================================================
 985 //function : ComputePentahedralMesh
 986 //purpose  :
 987 //=======================================================================
 988
 989 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &         aMesh,
 990                                              const TopoDS_Shape & aShape)
 991 {
 992   //printf(" ComputePentahedralMesh HERE\n");
 993   //
 994   bool bOK;
 995   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 996   //int iErr;
 997   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 998   //
 999   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
1000   //
1001   err = anAlgo.GetComputeError();
1002   //
1003   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
1004   {
1005     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
1006     if ( !aPrism3D ) {
1007       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
1008       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
1009     }
1010     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
1011     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
1012       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
1013       err = aPrism3D->GetComputeError();
1014     }
1015   }
1016   return err;
1017 }
1018
1019