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
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  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 // File      : StdMeshers_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 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(")-: Error: " << msg); return false; }
  56 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  57 #define SHOWYXZ(msg, xyz) // {\
  58 // gp_Pnt p (xyz); \
  59 // cout << msg << " ("<< p.X() << "; " <<p.Y() << "; " <<p.Z() << ") " <<endl;\
  60 // }
  61
  62 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  63
  64
  65 //=======================================================================
  66 //function : StdMeshers_Projection_3D
  67 //purpose  :
  68 //=======================================================================
  69
  70 StdMeshers_Projection_3D::StdMeshers_Projection_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  71   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  72 {
  73   _name = "Projection_3D";
  74   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit per shape type
  75
  76   _compatibleHypothesis.push_back("ProjectionSource3D");
  77   _sourceHypo = 0;
  78 }
  79
  80 //================================================================================
  81 /*!
  82  * \brief Destructor
  83  */
  84 //================================================================================
  85
  86 StdMeshers_Projection_3D::~StdMeshers_Projection_3D()
  87 {}
  88
  89 //=======================================================================
  90 //function : CheckHypothesis
  91 //purpose  :
  92 //=======================================================================
  93
  94 bool StdMeshers_Projection_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  95                                                const TopoDS_Shape&                  aShape,
  96                                                SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  97 {
  98   // check aShape that must be a 6 faces block
  99 /*  PAL16229
 100   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 1 ) != 1 ||
 101        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 102        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 103        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 104   {
 105     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 106     return false;
 107   }
 108 */
 109   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 110
 111   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 112   if ( hyps.size() == 0 )
 113   {
 114     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 115     return false;  // can't work with no hypothesis
 116   }
 117
 118   if ( hyps.size() > 1 )
 119   {
 120     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 121     return false;
 122   }
 123
 124   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 125
 126   string hypName = theHyp->GetName();
 127
 128   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 129
 130   if (hypName == "ProjectionSource3D")
 131   {
 132     _sourceHypo = static_cast<const StdMeshers_ProjectionSource3D *>(theHyp);
 133     // Check hypo parameters
 134
 135     SMESH_Mesh* srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 136     SMESH_Mesh* tgtMesh = & aMesh;
 137     if ( !srcMesh )
 138       srcMesh = tgtMesh;
 139
 140     // check vertices
 141     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 142     {
 143       // source vertices
 144       TopoDS_Shape edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 145         ( srcMesh, _sourceHypo->GetSourceVertex(1), _sourceHypo->GetSourceVertex(2) );
 146       if ( edge.IsNull() ||
 147            !TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh ) ||
 148            !TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() ))
 149       {
 150         SCRUTE((edge.IsNull()));
 151         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh )));
 152         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() )));
 153         aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 154       }
 155       else
 156       {
 157         // target vertices
 158         edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 159           ( tgtMesh, _sourceHypo->GetTargetVertex(1), _sourceHypo->GetTargetVertex(2) );
 160         if ( edge.IsNull() ||
 161              !TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh ) ||
 162              !TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape ))
 163         {
 164           SCRUTE((edge.IsNull()));
 165           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh )));
 166           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape )));
 167           aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 168         }
 169       }
 170     }
 171     // check a source shape
 172     if ( !TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh ) ||
 173          ( srcMesh == tgtMesh && aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()))
 174     {
 175       SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh)));
 176       SCRUTE((srcMesh == tgtMesh));
 177       SCRUTE((aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()));
 178       aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 179     }
 180   }
 181   else
 182   {
 183     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 184   }
 185   return ( aStatus == HYP_OK );
 186 }
 187
 188 //=======================================================================
 189 //function : Compute
 190 //purpose  :
 191 //=======================================================================
 192
 193 bool StdMeshers_Projection_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 194 {
 195   if ( !_sourceHypo )
 196     return false;
 197
 198   SMESH_Mesh * srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 199   SMESH_Mesh * tgtMesh = & aMesh;
 200   if ( !srcMesh )
 201     srcMesh = tgtMesh;
 202
 203   SMESHDS_Mesh * srcMeshDS = srcMesh->GetMeshDS();
 204   SMESHDS_Mesh * tgtMeshDS = tgtMesh->GetMeshDS();
 205
 206   // get shell from shape3D
 207   TopoDS_Shell srcShell, tgtShell;
 208   TopExp_Explorer exp( _sourceHypo->GetSource3DShape(), TopAbs_SHELL );
 209   int nbShell;
 210   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 211     srcShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 212   if ( nbShell != 1 )
 213     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 214                  SMESH_Comment("Source shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 215
 216   exp.Init( aShape, TopAbs_SHELL );
 217   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 218     tgtShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 219   if ( nbShell != 1 )
 220     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 221                  SMESH_Comment("Target shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 222
 223   // Check that shapes are blocks
 224   if ( TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 225        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 226        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 227     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Target shape is not a block");
 228   if ( TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 229        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 230        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 231     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Source shape is not a block");
 232
 233   // Assure that mesh on a source shape is computed
 234
 235   SMESH_subMesh* srcSubMesh = srcMesh->GetSubMesh( _sourceHypo->GetSource3DShape() );
 236   //SMESH_subMesh* tgtSubMesh = tgtMesh->GetSubMesh( aShape );
 237
 238   if ( tgtMesh == srcMesh && !aShape.IsSame( _sourceHypo->GetSource3DShape() )) {
 239     if ( !TAssocTool::MakeComputed( srcSubMesh ))
 240       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 241   }
 242   else {
 243     if ( !srcSubMesh->IsMeshComputed() )
 244       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 245   }
 246
 247   // Find 2 pairs of corresponding vertices
 248
 249   TopoDS_Vertex tgtV000, tgtV100, srcV000, srcV100;
 250   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 251
 252   if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 253   {
 254     tgtV000 = _sourceHypo->GetTargetVertex(1);
 255     tgtV100 = _sourceHypo->GetTargetVertex(2);
 256     srcV000 = _sourceHypo->GetSourceVertex(1);
 257     srcV100 = _sourceHypo->GetSourceVertex(2);
 258   }
 259   else
 260   {
 261     if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( tgtShell, tgtMesh, srcShell, srcMesh,
 262                                                shape2ShapeMap) )
 263       return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of source and target shapes seems different" );
 264
 265     exp.Init( tgtShell, TopAbs_EDGE );
 266     TopExp::Vertices( TopoDS::Edge( exp.Current() ), tgtV000, tgtV100 );
 267
 268     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV000 ) || !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV100 ))
 269       return error("Association of subshapes failed" );
 270     srcV000 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV000 ));
 271     srcV100 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV100 ));
 272     if ( !TAssocTool::IsSubShape( srcV000, srcShell ) ||
 273          !TAssocTool::IsSubShape( srcV100, srcShell ))
 274       return error("Incorrect association of subshapes" );
 275   }
 276
 277   // Load 2 SMESH_Block's with src and tgt shells
 278
 279   SMESH_Block srcBlock, tgtBlock;
 280   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape scrShapes, tgtShapes;
 281   if ( !tgtBlock.LoadBlockShapes( tgtShell, tgtV000, tgtV100, tgtShapes ))
 282     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 283
 284   if ( !srcBlock.LoadBlockShapes( srcShell, srcV000, srcV100, scrShapes ))
 285     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 286
 287   // Find matching nodes of src and tgt shells
 288
 289   TNodeNodeMap src2tgtNodeMap;
 290   for ( int fId = SMESH_Block::ID_FirstF; fId < SMESH_Block::ID_Shell; ++fId )
 291   {
 292     // Corresponding subshapes
 293     TopoDS_Face srcFace = TopoDS::Face( scrShapes( fId ));
 294     TopoDS_Face tgtFace = TopoDS::Face( tgtShapes( fId ));
 295     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() ) { // associate face subshapes
 296       shape2ShapeMap.Clear();
 297       vector< int > edgeIdVec;
 298       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( fId, edgeIdVec );
 299       for ( int i = 0; i < edgeIdVec.size(); ++i ) {
 300         int eID = edgeIdVec[ i ];
 301         shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( eID ), scrShapes( eID ));
 302         if ( i < 2 ) {
 303           vector< int > vertexIdVec;
 304           SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( eID, vertexIdVec );
 305           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[0] ), scrShapes( vertexIdVec[0] ));
 306           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[1] ), scrShapes( vertexIdVec[1] ));
 307         }
 308       }
 309     }
 310     // Find matching nodes of tgt and src faces
 311     TNodeNodeMap faceMatchingNodes;
 312     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( srcFace, srcMesh, tgtFace, tgtMesh,
 313                                                  shape2ShapeMap, faceMatchingNodes ))
 314     return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 315                  << srcMeshDS->ShapeToIndex( srcFace ) << " and "
 316                  << tgtMeshDS->ShapeToIndex( tgtFace ) << " seems different" );
 317
 318     // put found matching nodes of 2 faces to the global map
 319     src2tgtNodeMap.insert( faceMatchingNodes.begin(), faceMatchingNodes.end() );
 320   }
 321
 322   // ------------------
 323   // Make mesh
 324   // ------------------
 325
 326   SMDS_VolumeTool volTool;
 327   SMESH_MesherHelper helper( *tgtMesh );
 328   helper.IsQuadraticSubMesh( aShape );
 329
 330   SMESHDS_SubMesh* srcSMDS = srcSubMesh->GetSubMeshDS();
 331   SMDS_ElemIteratorPtr volIt = srcSMDS->GetElements();
 332   while ( volIt->more() ) // loop on source volumes
 333   {
 334     const SMDS_MeshElement* srcVol = volIt->next();
 335     if ( !srcVol || srcVol->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 336         continue;
 337     int nbNodes = srcVol->NbNodes();
 338     SMDS_VolumeTool::VolumeType  volType = volTool.GetType( nbNodes );
 339     if ( srcVol->IsQuadratic() )
 340       nbNodes = volTool.NbCornerNodes( volType );
 341
 342     // Find or create a new tgt node for each node of a src volume
 343
 344     vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( nbNodes );
 345     for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 346     {
 347       const SMDS_MeshNode* srcNode = srcVol->GetNode( i );
 348       const SMDS_MeshNode* tgtNode = 0;
 349       TNodeNodeMap::iterator sN_tN = src2tgtNodeMap.find( srcNode );
 350       if ( sN_tN != src2tgtNodeMap.end() ) // found
 351       {
 352         tgtNode = sN_tN->second;
 353       }
 354       else // Create a new tgt node
 355       {
 356         // compute normalized parameters of source node in srcBlock
 357         gp_Pnt srcCoord = gpXYZ( srcNode );
 358         gp_XYZ srcParam;
 359         if ( !srcBlock.ComputeParameters( srcCoord, srcParam ))
 360           return error(SMESH_Comment("Can't compute normalized parameters ")
 361                        << "for source node " << srcNode->GetID());
 362         // compute coordinates of target node by srcParam
 363         gp_XYZ tgtXYZ;
 364         if ( !tgtBlock.ShellPoint( srcParam, tgtXYZ ))
 365           return error("Can't compute coordinates by normalized parameters");
 366         // add node
 367         SMDS_MeshNode* newNode = tgtMeshDS->AddNode( tgtXYZ.X(), tgtXYZ.Y(), tgtXYZ.Z() );
 368         tgtMeshDS->SetNodeInVolume( newNode, helper.GetSubShapeID() );
 369         tgtNode = newNode;
 370         src2tgtNodeMap.insert( make_pair( srcNode, tgtNode ));
 371       }
 372       nodes[ i ] = tgtNode;
 373     }
 374
 375     // Create a new volume
 376
 377     SMDS_MeshVolume * tgtVol = 0;
 378     int id = 0, force3d = false;
 379     switch ( volType ) {
 380     case SMDS_VolumeTool::TETRA     :
 381     case SMDS_VolumeTool::QUAD_TETRA:
 382       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 383                                  nodes[1],
 384                                  nodes[2],
 385                                  nodes[3], id, force3d); break;
 386     case SMDS_VolumeTool::PYRAM     :
 387     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PYRAM:
 388       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 389                                  nodes[1],
 390                                  nodes[2],
 391                                  nodes[3],
 392                                  nodes[4], id, force3d); break;
 393     case SMDS_VolumeTool::PENTA     :
 394     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA:
 395       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 396                                  nodes[1],
 397                                  nodes[2],
 398                                  nodes[3],
 399                                  nodes[4],
 400                                  nodes[5], id, force3d); break;
 401     case SMDS_VolumeTool::HEXA      :
 402     case SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA :
 403       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 404                                  nodes[1],
 405                                  nodes[2],
 406                                  nodes[3],
 407                                  nodes[4],
 408                                  nodes[5],
 409                                  nodes[6],
 410                                  nodes[7], id, force3d); break;
 411     default: // polyhedron
 412       const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes * poly =
 413         dynamic_cast<const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes*>( srcVol );
 414       if ( !poly )
 415         RETURN_BAD_RESULT("Unexpected volume type");
 416       tgtVol = tgtMeshDS->AddPolyhedralVolume( nodes, poly->GetQuanities() );
 417     }
 418     if ( tgtVol ) {
 419       tgtMeshDS->SetMeshElementOnShape( tgtVol, helper.GetSubShapeID() );
 420     }
 421   } // loop on volumes of src shell
 422
 423   return true;
 424 }
 425
 426 //=============================================================================
 427 /*!
 428  * \brief Sets a default event listener to submesh of the source shape
 429   * \param subMesh - submesh where algo is set
 430  *
 431  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
 432  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
 433  * Arranges that CLEAN event is translated from source submesh to
 434  * the submesh
 435  */
 436 //=============================================================================
 437
 438 void StdMeshers_Projection_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
 439 {
 440   TAssocTool::SetEventListener( subMesh,
 441                                 _sourceHypo->GetSource3DShape(),
 442                                 _sourceHypo->GetSourceMesh() );
 443 }
 444