src/StdMeshers/StdMeshers_Projection_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_Projection_3D.cxx
  25 // Module    : SMESH
  26 // Created   : Fri Oct 20 11:37:07 2006
  27 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  28
  29
  30 #include "StdMeshers_Projection_3D.hxx"
  31 #include "StdMeshers_ProjectionSource3D.hxx"
  32
  33 #include "StdMeshers_ProjectionUtils.hxx"
  34
  35 #include "SMESHDS_Hypothesis.hxx"
  36 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  37 #include "SMESH_Block.hxx"
  38 #include "SMESH_Gen.hxx"
  39 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  40 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  41 #include "SMESH_Pattern.hxx"
  42 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  43 #include "SMESH_subMeshEventListener.hxx"
  44 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  45 #include "SMESH_Comment.hxx"
  46 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  47 #include "SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes.hxx"
  48
  49 #include "utilities.h"
  50
  51 #include <TopExp.hxx>
  52 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  53 #include <TopoDS.hxx>
  54
  55 using namespace std;
  56
  57 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(")-: Error: " << msg); return false; }
  58 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  59 #define SHOWYXZ(msg, xyz) // {\
  60 // gp_Pnt p (xyz); \
  61 // cout << msg << " ("<< p.X() << "; " <<p.Y() << "; " <<p.Z() << ") " <<endl;\
  62 // }
  63
  64 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  65
  66
  67 //=======================================================================
  68 //function : StdMeshers_Projection_3D
  69 //purpose  :
  70 //=======================================================================
  71
  72 StdMeshers_Projection_3D::StdMeshers_Projection_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  73   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  74 {
  75   _name = "Projection_3D";
  76   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit per shape type
  77
  78   _compatibleHypothesis.push_back("ProjectionSource3D");
  79   _sourceHypo = 0;
  80 }
  81
  82 //================================================================================
  83 /*!
  84  * \brief Destructor
  85  */
  86 //================================================================================
  87
  88 StdMeshers_Projection_3D::~StdMeshers_Projection_3D()
  89 {}
  90
  91 //=======================================================================
  92 //function : CheckHypothesis
  93 //purpose  :
  94 //=======================================================================
  95
  96 bool StdMeshers_Projection_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  97                                                const TopoDS_Shape&                  aShape,
  98                                                SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  99 {
 100   // check aShape that must be a 6 faces block
 101 /*  PAL16229
 102   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 1 ) != 1 ||
 103        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 104        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 105        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 106   {
 107     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 108     return false;
 109   }
 110 */
 111   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 112
 113   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 114   if ( hyps.size() == 0 )
 115   {
 116     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 117     return false;  // can't work with no hypothesis
 118   }
 119
 120   if ( hyps.size() > 1 )
 121   {
 122     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 123     return false;
 124   }
 125
 126   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 127
 128   string hypName = theHyp->GetName();
 129
 130   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 131
 132   if (hypName == "ProjectionSource3D")
 133   {
 134     _sourceHypo = static_cast<const StdMeshers_ProjectionSource3D *>(theHyp);
 135     // Check hypo parameters
 136
 137     SMESH_Mesh* srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 138     SMESH_Mesh* tgtMesh = & aMesh;
 139     if ( !srcMesh )
 140       srcMesh = tgtMesh;
 141
 142     // check vertices
 143     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 144     {
 145       // source vertices
 146       TopoDS_Shape edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 147         ( srcMesh, _sourceHypo->GetSourceVertex(1), _sourceHypo->GetSourceVertex(2) );
 148       if ( edge.IsNull() ||
 149            !TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh ) ||
 150            !TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() ))
 151       {
 152         SCRUTE((edge.IsNull()));
 153         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh )));
 154         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() )));
 155         aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 156       }
 157       else
 158       {
 159         // target vertices
 160         edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 161           ( tgtMesh, _sourceHypo->GetTargetVertex(1), _sourceHypo->GetTargetVertex(2) );
 162         if ( edge.IsNull() ||
 163              !TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh ) ||
 164              !TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape ))
 165         {
 166           SCRUTE((edge.IsNull()));
 167           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh )));
 168           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape )));
 169           aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 170         }
 171       }
 172     }
 173     // check a source shape
 174     if ( !TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh ) ||
 175          ( srcMesh == tgtMesh && aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()))
 176     {
 177       SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh)));
 178       SCRUTE((srcMesh == tgtMesh));
 179       SCRUTE((aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()));
 180       aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 181     }
 182   }
 183   else
 184   {
 185     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 186   }
 187   return ( aStatus == HYP_OK );
 188 }
 189
 190 //=======================================================================
 191 //function : Compute
 192 //purpose  :
 193 //=======================================================================
 194
 195 bool StdMeshers_Projection_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 196 {
 197   if ( !_sourceHypo )
 198     return false;
 199
 200   SMESH_Mesh * srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 201   SMESH_Mesh * tgtMesh = & aMesh;
 202   if ( !srcMesh )
 203     srcMesh = tgtMesh;
 204
 205   SMESHDS_Mesh * srcMeshDS = srcMesh->GetMeshDS();
 206   SMESHDS_Mesh * tgtMeshDS = tgtMesh->GetMeshDS();
 207
 208   // get shell from shape3D
 209   TopoDS_Shell srcShell, tgtShell;
 210   TopExp_Explorer exp( _sourceHypo->GetSource3DShape(), TopAbs_SHELL );
 211   int nbShell;
 212   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 213     srcShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 214   if ( nbShell != 1 )
 215     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 216                  SMESH_Comment("Source shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 217
 218   exp.Init( aShape, TopAbs_SHELL );
 219   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 220     tgtShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 221   if ( nbShell != 1 )
 222     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 223                  SMESH_Comment("Target shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 224
 225   // Check that shapes are blocks
 226   if ( TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 227        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 228        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 229     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Target shape is not a block");
 230   if ( TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 231        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 232        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 233     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Source shape is not a block");
 234
 235   // Assure that mesh on a source shape is computed
 236
 237   SMESH_subMesh* srcSubMesh = srcMesh->GetSubMesh( _sourceHypo->GetSource3DShape() );
 238   //SMESH_subMesh* tgtSubMesh = tgtMesh->GetSubMesh( aShape );
 239
 240   if ( tgtMesh == srcMesh && !aShape.IsSame( _sourceHypo->GetSource3DShape() )) {
 241     if ( !TAssocTool::MakeComputed( srcSubMesh ))
 242       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 243   }
 244   else {
 245     if ( !srcSubMesh->IsMeshComputed() )
 246       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 247   }
 248
 249   // Find 2 pairs of corresponding vertices
 250
 251   TopoDS_Vertex tgtV000, tgtV100, srcV000, srcV100;
 252   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 253
 254   if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 255   {
 256     tgtV000 = _sourceHypo->GetTargetVertex(1);
 257     tgtV100 = _sourceHypo->GetTargetVertex(2);
 258     srcV000 = _sourceHypo->GetSourceVertex(1);
 259     srcV100 = _sourceHypo->GetSourceVertex(2);
 260   }
 261   else
 262   {
 263     if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( tgtShell, tgtMesh, srcShell, srcMesh,
 264                                                shape2ShapeMap) )
 265       return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of source and target shapes seems different" );
 266
 267     exp.Init( tgtShell, TopAbs_EDGE );
 268     TopExp::Vertices( TopoDS::Edge( exp.Current() ), tgtV000, tgtV100 );
 269
 270     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV000 ) || !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV100 ))
 271       return error("Association of subshapes failed" );
 272     srcV000 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV000 ));
 273     srcV100 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV100 ));
 274     if ( !TAssocTool::IsSubShape( srcV000, srcShell ) ||
 275          !TAssocTool::IsSubShape( srcV100, srcShell ))
 276       return error("Incorrect association of subshapes" );
 277   }
 278
 279   // Load 2 SMESH_Block's with src and tgt shells
 280
 281   SMESH_Block srcBlock, tgtBlock;
 282   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape scrShapes, tgtShapes;
 283   if ( !tgtBlock.LoadBlockShapes( tgtShell, tgtV000, tgtV100, tgtShapes ))
 284     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 285
 286   if ( !srcBlock.LoadBlockShapes( srcShell, srcV000, srcV100, scrShapes ))
 287     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 288
 289   // Find matching nodes of src and tgt shells
 290
 291   TNodeNodeMap src2tgtNodeMap;
 292   for ( int fId = SMESH_Block::ID_FirstF; fId < SMESH_Block::ID_Shell; ++fId )
 293   {
 294     // Corresponding subshapes
 295     TopoDS_Face srcFace = TopoDS::Face( scrShapes( fId ));
 296     TopoDS_Face tgtFace = TopoDS::Face( tgtShapes( fId ));
 297     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() ) { // associate face subshapes
 298       shape2ShapeMap.Clear();
 299       vector< int > edgeIdVec;
 300       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( fId, edgeIdVec );
 301       for ( int i = 0; i < edgeIdVec.size(); ++i ) {
 302         int eID = edgeIdVec[ i ];
 303         shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( eID ), scrShapes( eID ));
 304         if ( i < 2 ) {
 305           vector< int > vertexIdVec;
 306           SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( eID, vertexIdVec );
 307           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[0] ), scrShapes( vertexIdVec[0] ));
 308           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[1] ), scrShapes( vertexIdVec[1] ));
 309         }
 310       }
 311     }
 312     // Find matching nodes of tgt and src faces
 313     TNodeNodeMap faceMatchingNodes;
 314     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( srcFace, srcMesh, tgtFace, tgtMesh,
 315                                                  shape2ShapeMap, faceMatchingNodes ))
 316     return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 317                  << srcMeshDS->ShapeToIndex( srcFace ) << " and "
 318                  << tgtMeshDS->ShapeToIndex( tgtFace ) << " seems different" );
 319
 320     // put found matching nodes of 2 faces to the global map
 321     src2tgtNodeMap.insert( faceMatchingNodes.begin(), faceMatchingNodes.end() );
 322   }
 323
 324   // ------------------
 325   // Make mesh
 326   // ------------------
 327
 328   SMDS_VolumeTool volTool;
 329   SMESH_MesherHelper helper( *tgtMesh );
 330   helper.IsQuadraticSubMesh( aShape );
 331
 332   SMESHDS_SubMesh* srcSMDS = srcSubMesh->GetSubMeshDS();
 333   SMDS_ElemIteratorPtr volIt = srcSMDS->GetElements();
 334   while ( volIt->more() ) // loop on source volumes
 335   {
 336     const SMDS_MeshElement* srcVol = volIt->next();
 337     if ( !srcVol || srcVol->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 338         continue;
 339     int nbNodes = srcVol->NbNodes();
 340     SMDS_VolumeTool::VolumeType  volType = volTool.GetType( nbNodes );
 341     if ( srcVol->IsQuadratic() )
 342       nbNodes = volTool.NbCornerNodes( volType );
 343
 344     // Find or create a new tgt node for each node of a src volume
 345
 346     vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( nbNodes );
 347     for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 348     {
 349       const SMDS_MeshNode* srcNode = srcVol->GetNode( i );
 350       const SMDS_MeshNode* tgtNode = 0;
 351       TNodeNodeMap::iterator sN_tN = src2tgtNodeMap.find( srcNode );
 352       if ( sN_tN != src2tgtNodeMap.end() ) // found
 353       {
 354         tgtNode = sN_tN->second;
 355       }
 356       else // Create a new tgt node
 357       {
 358         // compute normalized parameters of source node in srcBlock
 359         gp_Pnt srcCoord = gpXYZ( srcNode );
 360         gp_XYZ srcParam;
 361         if ( !srcBlock.ComputeParameters( srcCoord, srcParam ))
 362           return error(SMESH_Comment("Can't compute normalized parameters ")
 363                        << "for source node " << srcNode->GetID());
 364         // compute coordinates of target node by srcParam
 365         gp_XYZ tgtXYZ;
 366         if ( !tgtBlock.ShellPoint( srcParam, tgtXYZ ))
 367           return error("Can't compute coordinates by normalized parameters");
 368         // add node
 369         SMDS_MeshNode* newNode = tgtMeshDS->AddNode( tgtXYZ.X(), tgtXYZ.Y(), tgtXYZ.Z() );
 370         tgtMeshDS->SetNodeInVolume( newNode, helper.GetSubShapeID() );
 371         tgtNode = newNode;
 372         src2tgtNodeMap.insert( make_pair( srcNode, tgtNode ));
 373       }
 374       nodes[ i ] = tgtNode;
 375     }
 376
 377     // Create a new volume
 378
 379     SMDS_MeshVolume * tgtVol = 0;
 380     int id = 0, force3d = false;
 381     switch ( volType ) {
 382     case SMDS_VolumeTool::TETRA     :
 383     case SMDS_VolumeTool::QUAD_TETRA:
 384       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 385                                  nodes[1],
 386                                  nodes[2],
 387                                  nodes[3], id, force3d); break;
 388     case SMDS_VolumeTool::PYRAM     :
 389     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PYRAM:
 390       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 391                                  nodes[1],
 392                                  nodes[2],
 393                                  nodes[3],
 394                                  nodes[4], id, force3d); break;
 395     case SMDS_VolumeTool::PENTA     :
 396     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA:
 397       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 398                                  nodes[1],
 399                                  nodes[2],
 400                                  nodes[3],
 401                                  nodes[4],
 402                                  nodes[5], id, force3d); break;
 403     case SMDS_VolumeTool::HEXA      :
 404     case SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA :
 405       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 406                                  nodes[1],
 407                                  nodes[2],
 408                                  nodes[3],
 409                                  nodes[4],
 410                                  nodes[5],
 411                                  nodes[6],
 412                                  nodes[7], id, force3d); break;
 413     default: // polyhedron
 414       const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes * poly =
 415         dynamic_cast<const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes*>( srcVol );
 416       if ( !poly )
 417         RETURN_BAD_RESULT("Unexpected volume type");
 418       tgtVol = tgtMeshDS->AddPolyhedralVolume( nodes, poly->GetQuanities() );
 419     }
 420     if ( tgtVol ) {
 421       tgtMeshDS->SetMeshElementOnShape( tgtVol, helper.GetSubShapeID() );
 422     }
 423   } // loop on volumes of src shell
 424
 425   return true;
 426 }
 427
 428 //=============================================================================
 429 /*!
 430  * \brief Sets a default event listener to submesh of the source shape
 431   * \param subMesh - submesh where algo is set
 432  *
 433  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
 434  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
 435  * Arranges that CLEAN event is translated from source submesh to
 436  * the submesh
 437  */
 438 //=============================================================================
 439
 440 void StdMeshers_Projection_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
 441 {
 442   TAssocTool::SetEventListener( subMesh,
 443                                 _sourceHypo->GetSource3DShape(),
 444                                 _sourceHypo->GetSourceMesh() );
 445 }
 446