src/StdMeshers/StdMeshers_ProjectionUtils.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2023  CEA, EDF, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  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
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  10 //
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  15 //
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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
  23 //  SMESH SMESH : idl implementation based on 'SMESH' unit's classes
  24 // File      : StdMeshers_ProjectionUtils.hxx
  25 // Created   : Thu Oct 26 15:37:24 2006
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 //
  28 #ifndef StdMeshers_ProjectionUtils_HeaderFile
  29 #define StdMeshers_ProjectionUtils_HeaderFile
  30
  31 #include "SMESH_StdMeshers.hxx"
  32
  33 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  34 #include "SMESH_Delaunay.hxx"
  35 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  36
  37 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  38 #include <TopTools_DataMapOfShapeShape.hxx>
  39 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  40 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  41 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  42 #include <TopoDS_Face.hxx>
  43 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  44 #include <gp_GTrsf.hxx>
  45 #include <gp_GTrsf2d.hxx>
  46
  47 #include <list>
  48 #include <map>
  49
  50 class SMDS_MeshNode;
  51 class SMESH_Algo;
  52 class SMESH_Hypothesis;
  53 class SMESH_Mesh;
  54 class SMESH_subMesh;
  55 class TopoDS_Shape;
  56
  57 //-----------------------------------------------------------------------------------------
  58 /*!
  59  * \brief Struct used instead of a sole TopTools_DataMapOfShapeShape to avoid
  60  *        problems with bidirectional bindings
  61  */
  62 struct StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap
  63 {
  64   TopTools_DataMapOfShapeShape _map1to2, _map2to1;
  65
  66   enum EAssocType {
  67     UNDEF, INIT_VERTEX, PROPAGATION, PARTNER, CLOSE_VERTEX, COMMON_VERTEX, FEW_EF };
  68   EAssocType _assocType;
  69
  70   // convention: s1 - target, s2 - source
  71   bool Bind( const TopoDS_Shape& s1, const TopoDS_Shape& s2 )
  72   { _map1to2.Bind( s1, s2 ); return _map2to1.Bind( s2, s1 ); }
  73   bool IsBound( const TopoDS_Shape& s, const bool isShape2=false ) const
  74   { return (isShape2 ? _map2to1 : _map1to2).IsBound( s ); }
  75   bool IsEmpty() const { return _map1to2.IsEmpty(); }
  76   int  Extent()  const { return _map1to2.Extent(); }
  77   void Clear() { _map1to2.Clear(); _map2to1.Clear(); }
  78   const TopoDS_Shape& operator()( const TopoDS_Shape& s, const bool isShape2=false ) const
  79   { // if we get a Standard_NoSuchObject here, it means that the calling code
  80     // passes incorrect isShape2
  81     return (isShape2 ? _map2to1 : _map1to2)( s );
  82   }
  83   StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap() : _assocType( UNDEF ) {}
  84   void SetAssocType( EAssocType type ) { if ( _assocType == UNDEF ) _assocType = type; }
  85 };
  86
  87 /*!
  88  * \brief Methods common to Projection algorithms
  89  */
  90 namespace StdMeshers_ProjectionUtils
  91 {
  92   typedef StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap                  TShapeShapeMap;
  93   typedef TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape            TAncestorMap;
  94   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode*,
  95                    TIDCompare>                                 TNodeNodeMap;
  96
  97
  98   //-----------------------------------------------------------------------------------------
  99   /*!
 100    * \brief Finds transformation between two sets of 2D points using
 101    *        a least square approximation
 102    */
 103   class TrsfFinder2D
 104   {
 105     gp_GTrsf2d _trsf;
 106     gp_XY      _srcOrig;
 107   public:
 108     TrsfFinder2D(): _srcOrig(0,0) {}
 109
 110     void Set( const gp_GTrsf2d& t ) { _trsf = t; } // it's an alternative to Solve()
 111
 112     bool Solve( const std::vector< gp_XY >& srcPnts,
 113                 const std::vector< gp_XY >& tgtPnts );
 114
 115     gp_XY Transform( const gp_Pnt2d& srcUV ) const;
 116
 117     bool IsIdentity() const { return ( _trsf.Form() == gp_Identity ); }
 118   };
 119   //-----------------------------------------------------------------------------------------
 120   /*!
 121    * \brief Finds transformation between two sets of 3D points using
 122    *        a least square approximation
 123    */
 124   class TrsfFinder3D
 125   {
 126     gp_GTrsf _trsf;
 127     gp_XYZ   _srcOrig;
 128   public:
 129     TrsfFinder3D(): _srcOrig(0,0,0) {}
 130
 131     void Set( const gp_GTrsf& t ) { _trsf = t; } // it's an alternative to Solve()
 132
 133     bool Solve( const std::vector< gp_XYZ > & srcPnts,
 134                 const std::vector< gp_XYZ > & tgtPnts );
 135
 136     gp_XYZ Transform( const gp_Pnt& srcP ) const;
 137
 138     gp_XYZ TransformVec( const gp_Vec& v ) const;
 139
 140     bool IsIdentity() const { return ( _trsf.Form() == gp_Identity ); }
 141
 142     bool Invert();
 143   };
 144
 145   //-----------------------------------------------------------------------------------------
 146   /*!
 147    * \brief Create a Delaunay triangulation of nodes on a face boundary
 148    *        and provide exploration of nodes shared by elements lying on
 149    *        the face. For a returned node, also return a Delaunay triangle
 150    *        the node lies in and its Barycentric Coordinates within the triangle.
 151    *        Only non-marked nodes are visited.
 152    *
 153    * The main methods are defined in ../SMESHUtils/SMESH_Delaunay.hxx
 154    */
 155   class Delaunay : public SMESH_Delaunay
 156   {
 157   public:
 158
 159     Delaunay( const TSideVector& wires, bool checkUV = false );
 160
 161     Delaunay( const std::vector< const UVPtStructVec* > & boundaryNodes,
 162               SMESH_MesherHelper&                         faceHelper,
 163               bool                                        checkUV = false);
 164
 165   protected:
 166     virtual gp_XY getNodeUV( const TopoDS_Face& face, const SMDS_MeshNode* node ) const;
 167
 168   private:
 169     SMESH_MesherHelper*    _helper;
 170     StdMeshers_FaceSidePtr _wire;
 171     bool                  *_checkUVPtr, _checkUV;
 172   };
 173   typedef boost::shared_ptr< Delaunay > DelaunayPtr;
 174
 175   //-----------------------------------------------------------------------------------------
 176   /*!
 177    * \brief Morph mesh on the target FACE to lie within FACE boundary w/o distortion
 178    */
 179   class Morph
 180   {
 181     Delaunay       _delaunay;
 182     SMESH_subMesh* _srcSubMesh;
 183   public:
 184
 185     Morph(const TSideVector& srcWires);
 186
 187     bool Perform(SMESH_MesherHelper&           tgtHelper,
 188                  const TSideVector&            tgtWires,
 189                  Handle(ShapeAnalysis_Surface) tgtSurface,
 190                  const TNodeNodeMap&           src2tgtNodes,
 191                  const bool                    moveAll);
 192   };
 193
 194   //-----------------------------------------------------------------------------------------
 195   /*!
 196    * \brief Looks for association of all sub-shapes of two shapes
 197    * \param theShape1 - shape 1
 198    * \param theMesh1 - mesh built on shape 1
 199    * \param theShape2 - shape 2
 200    * \param theMesh2 - mesh built on shape 2
 201    * \param theAssociation - association map to be filled that may
 202    *                         contain association of one or two pairs of vertices
 203    * \retval bool - true if association found
 204    */
 205   bool FindSubShapeAssociation(const TopoDS_Shape& theShape1,
 206                                SMESH_Mesh*         theMesh1,
 207                                const TopoDS_Shape& theShape2,
 208                                SMESH_Mesh*         theMesh2,
 209                                TShapeShapeMap &    theAssociationMap);
 210
 211   /*!
 212    * \brief Find association of edges of faces
 213    *  \param face1 - face 1
 214    *  \param VV1 - vertices of face 1
 215    *  \param face2 - face 2
 216    *  \param VV2 - vertices of face 2 associated with oned of face 1
 217    *  \param edges1 - out list of edges of face 1
 218    *  \param edges2 - out list of edges of face 2
 219    *  \param isClosenessAssoc - is association starting by VERTEX closeness
 220    *  \retval int - nb of edges in an outer wire in a success case, else zero
 221    */
 222   int FindFaceAssociation(const TopoDS_Face&         face1,
 223                           TopoDS_Vertex              VV1[2],
 224                           const TopoDS_Face&         face2,
 225                           TopoDS_Vertex              VV2[2],
 226                           std::list< TopoDS_Edge > & edges1,
 227                           std::list< TopoDS_Edge > & edges2,
 228                           const bool                 isClosenessAssoc=false);
 229
 230   /*!
 231    * \brief Insert vertex association defined by a hypothesis into a map
 232    * \param theHyp - hypothesis
 233    * \param theAssociationMap - association map
 234    * \param theTargetShape - the shape theHyp assigned to
 235    */
 236   void InitVertexAssociation( const SMESH_Hypothesis* theHyp,
 237                               TShapeShapeMap &        theAssociationMap);
 238
 239   /*!
 240    * \brief Inserts association theShape1 <-> theShape2 to TShapeShapeMap
 241    * \param theShape1 - target shape
 242    * \param theShape2 - source shape
 243    * \param theAssociationMap - association map
 244    * \param theBidirectional - if false, inserts theShape1 -> theShape2 association
 245    * \retval bool - true if there was no association for these shapes before
 246    */
 247   bool InsertAssociation( const TopoDS_Shape& theShape1, // target
 248                           const TopoDS_Shape& theShape2, // source
 249                           TShapeShapeMap &    theAssociationMap);
 250
 251   /*!
 252    * \brief Finds an edge by its vertices in a main shape of the mesh
 253    */
 254   TopoDS_Edge GetEdgeByVertices( SMESH_Mesh*          aMesh,
 255                                  const TopoDS_Vertex& V1,
 256                                  const TopoDS_Vertex& V2);
 257
 258   /*!
 259    * \brief Return another face sharing an edge
 260    * \param edgeToFaces - data map of descendants to ancestors
 261    */
 262   TopoDS_Face GetNextFace( const TAncestorMap& edgeToFaces,
 263                            const TopoDS_Edge&  edge,
 264                            const TopoDS_Face&  face);
 265   /*!
 266    * \brief Return other vertex of an edge
 267    */
 268   TopoDS_Vertex GetNextVertex(const TopoDS_Edge&   edge,
 269                               const TopoDS_Vertex& vertex);
 270
 271   /*!
 272    * \brief Return an oriented propagation edge
 273    * \param aMesh - mesh
 274    * \param fromEdge - start edge for propagation
 275    * \param chain - return, if provided, a propagation chain passed till
 276    *        anEdge; if anEdge.IsNull() then a full propagation chain is returned
 277    * \retval pair<int,TopoDS_Edge> - propagation step and found edge
 278    */
 279   std::pair<int,TopoDS_Edge> GetPropagationEdge( SMESH_Mesh*                 aMesh,
 280                                                  const TopoDS_Edge&          anEdge,
 281                                                  const TopoDS_Edge&          fromEdge,
 282                                                  TopTools_IndexedMapOfShape* chain=0);
 283
 284   /*!
 285    * \brief Find corresponding nodes on two faces
 286    * \param face1 - the first face
 287    * \param mesh1 - mesh containing elements on the first face
 288    * \param face2 - the second face
 289    * \param mesh2 - mesh containing elements on the second face
 290    * \param assocMap - map associating sub-shapes of the faces
 291    * \param nodeIn2OutMap - map containing found matching nodes
 292    * \retval bool - is a success
 293    */
 294   bool FindMatchingNodesOnFaces( const TopoDS_Face&     face1,
 295                                  SMESH_Mesh*            mesh1,
 296                                  const TopoDS_Face&     face2,
 297                                  SMESH_Mesh*            mesh2,
 298                                  const TShapeShapeMap & assocMap,
 299                                  TNodeNodeMap &         nodeIn2OutMap);
 300   /*!
 301    * \brief Return any sub-shape of a face belonging to the outer wire
 302    * \param face - the face
 303    * \param type - type of sub-shape to return
 304    * \retval TopoDS_Shape - the found sub-shape
 305    */
 306   TopoDS_Shape OuterShape( const TopoDS_Face& face,
 307                            TopAbs_ShapeEnum   type);
 308
 309   /*!
 310    * \brief Check that submeshis is computed and try to compute it if is not
 311    * \param sm - submesh to compute
 312    * \param iterationNb - int used to stop infinite recursive call
 313    * \retval bool - true if computed
 314    */
 315   bool MakeComputed(SMESH_subMesh * sm, const int iterationNb = 0);
 316
 317   /*!
 318    * \brief Returns an error message to show in case if MakeComputed( sm ) fails.
 319    */
 320   std::string SourceNotComputedError( SMESH_subMesh * sm = 0,
 321                                       SMESH_Algo*     projAlgo=0);
 322
 323   /*!
 324    * \brief Set event listeners to submesh with projection algo
 325    * \param subMesh - submesh with projection algo
 326    * \param srcShape - source shape
 327    * \param srcMesh - source mesh
 328    */
 329   STDMESHERS_EXPORT void SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh,
 330                                           TopoDS_Shape   srcShape,
 331                                           SMESH_Mesh*    srcMesh);
 332
 333   /*!
 334    * \brief Return a boundary EDGE (or all boundary EDGEs) of edgeContainer
 335    */
 336   TopoDS_Edge GetBoundaryEdge(const TopoDS_Shape&       edgeContainer,
 337                               const SMESH_Mesh&         mesh,
 338                               std::list< TopoDS_Edge >* allBndEdges = 0 );
 339 }
 340
 341 #endif