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Merge from V5_1_4_BR 07/05/2010
[modules/smesh.git] / src / SMESH / SMESH_MeshEditor.hxx
index fd5facec2e6ad444d12fdf27b580aacc74318918..d9f4b5d28a737e19894bb570146b6c9f0cb7f594 100644 (file)
-//  SMESH SMESH_I : idl implementation based on 'SMESH' unit's calsses
+//  Copyright (C) 2007-2010  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
+//
+//  Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
+//  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
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 //
+
+//  SMESH SMESH_I : idl implementation based on 'SMESH' unit's calsses
 // File      : SMESH_MeshEditor.hxx
 // Created   : Mon Apr 12 14:56:19 2004
 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
 // Module    : SMESH
-
-
+//
 #ifndef SMESH_MeshEditor_HeaderFile
 #define SMESH_MeshEditor_HeaderFile
 
 #include "SMESH_SMESH.hxx"
 
-#include "SMESH_Mesh.hxx"
+#include "SMDS_MeshElement.hxx"
 #include "SMESH_Controls.hxx"
-#include "SMESH_SequenceOfNode.hxx"
+#include "SMESH_Mesh.hxx"
 #include "SMESH_SequenceOfElemPtr.hxx"
-#include "TColStd_HSequenceOfReal.hxx"
-#include "SMESH_MesherHelper.hxx"
-#include "SMDS_MeshElement.hxx"
+#include "SMESH_SequenceOfNode.hxx"
+
+#include <utilities.h>
 
+#include <TColStd_HSequenceOfReal.hxx>
 #include <gp_Dir.hxx>
 
 #include <list>
 #include <map>
-
-typedef std::map<const SMDS_MeshElement*,
-                 std::list<const SMDS_MeshElement*> >        TElemOfElemListMap;
-typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode*> TNodeNodeMap;
+#include <set>
 
 class SMDS_MeshFace;
 class SMDS_MeshNode;
 class gp_Ax1;
 class gp_Vec;
 class gp_Pnt;
+class SMESH_MesherHelper;
 
-// ============================================================
+
+typedef std::map<const SMDS_MeshElement*,
+                 std::list<const SMDS_MeshElement*> >        TElemOfElemListMap;
+typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode*> TNodeNodeMap;
+
+//!< Set of elements sorted by ID, to be used to assure predictability of edition
+typedef std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare >      TIDSortedElemSet;
+
+typedef pair< const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode* >   NLink;
+
+
+//=======================================================================
 /*!
- * \brief Set of elements sorted by ID, to be used to assure
- *  predictability of edition
+ * \brief Searcher for the node closest to point
  */
-// ============================================================
+//=======================================================================
+struct SMESH_NodeSearcher
+{
+  virtual const SMDS_MeshNode* FindClosestTo( const gp_Pnt& pnt ) = 0;
+  virtual void MoveNode( const SMDS_MeshNode* node, const gp_Pnt& toPnt ) = 0;
+};
 
-template < class TMeshElem = SMDS_MeshElement>
-struct TIDCompare {
-  bool operator () (const TMeshElem* e1, const TMeshElem* e2) const
-  { return e1->GetID() < e2->GetID(); }
+//=======================================================================
+/*!
+ * \brief Find elements of given type where the given point is IN or ON.
+ *        Returns nb of found elements and elements them-selves.
+ *        Another task is to find out if the given point is out of closed 2D mesh.
+ *
+ * 'ALL' type means elements of any type excluding nodes and 0D elements
+ */
+//=======================================================================
+
+struct SMESH_ElementSearcher
+{
+  virtual int FindElementsByPoint(const gp_Pnt&                           point,
+                                  SMDSAbs_ElementType                     type,
+                                  std::vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems)=0;
+
+  virtual TopAbs_State GetPointState(const gp_Pnt& point) = 0;
 };
-typedef std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare< SMDS_MeshElement> > TIDSortedElemSet;
 
-// ============================================================
+//=======================================================================
 /*!
- * \brief Searcher for the node closest to point
+ * \brief A sorted pair of nodes
  */
-// ============================================================
+//=======================================================================
 
-struct SMESH_NodeSearcher
+struct SMESH_TLink: public NLink
 {
-  virtual const SMDS_MeshNode* FindClosestTo( const gp_Pnt& pnt ) = 0;
+  SMESH_TLink(const SMDS_MeshNode* n1, const SMDS_MeshNode* n2 ):NLink( n1, n2 )
+  { if ( n1->GetID() < n2->GetID() ) std::swap( first, second ); }
+  SMESH_TLink(const NLink& link ):NLink( link )
+  { if ( first->GetID() < second->GetID() ) std::swap( first, second ); }
+  const SMDS_MeshNode* node1() const { return first; }
+  const SMDS_MeshNode* node2() const { return second; }
+};
+
+//=======================================================================
+/*!
+ * \brief SMESH_TLink knowing its orientation
+ */
+//=======================================================================
+
+struct SMESH_OrientedLink: public SMESH_TLink
+{
+  bool _reversed;
+  SMESH_OrientedLink(const SMDS_MeshNode* n1, const SMDS_MeshNode* n2 )
+    : SMESH_TLink( n1, n2 ), _reversed( n1 != node1() ) {}
 };
 
 // ============================================================
@@ -86,7 +129,28 @@ struct SMESH_NodeSearcher
  */
 // ============================================================
 
-class SMESH_EXPORT SMESH_MeshEditor {
+class SMESH_EXPORT SMESH_MeshEditor
+{
+public:
+  //------------------------------------------
+  /*!
+   * \brief SMDS_MeshNode -> gp_XYZ convertor
+   */
+  //------------------------------------------
+  struct TNodeXYZ : public gp_XYZ
+  {
+    const SMDS_MeshNode* _node;
+    TNodeXYZ( const SMDS_MeshElement* e):gp_XYZ(0,0,0),_node(0) {
+      if (e) {
+        ASSERT( e->GetType() == SMDSAbs_Node );
+        _node = static_cast<const SMDS_MeshNode*>(e);
+        SetCoord( _node->X(), _node->Y(), _node->Z() );
+      }
+    }
+    double Distance(const SMDS_MeshNode* n)       const { return (TNodeXYZ( n )-*this).Modulus(); }
+    double SquareDistance(const SMDS_MeshNode* n) const { return (TNodeXYZ( n )-*this).SquareModulus(); }
+    bool operator==(const TNodeXYZ& other) const { return _node == other._node; }
+  };
 
 public:
 
@@ -173,6 +237,13 @@ public:
                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 
 
+  enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, HEXA_TO_6 = 2 };//!<arg of SplitVolumesIntoTetra()
+  /*!
+   * \brief Split volumic elements into tetrahedra.
+   */
+  void SplitVolumesIntoTetra (const TIDSortedElemSet & theElems, const int theMethodFlags);
+
+
   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 
   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
@@ -287,6 +358,16 @@ public:
                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
                                        const bool           theHasAngles,
                                        std::list<double>&   theAngles,
+                                       const bool           theLinearVariation,
+                                       const bool           theHasRefPoint,
+                                       const gp_Pnt&        theRefPoint,
+                                       const bool           theMakeGroups);
+  Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet &   theElements,
+                                       SMESH_Mesh*          theTrackPattern,
+                                       const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
+                                       const bool           theHasAngles,
+                                       std::list<double>&   theAngles,
+                                       const bool           theLinearVariation,
                                        const bool           theHasRefPoint,
                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
                                        const bool           theMakeGroups);
@@ -300,6 +381,24 @@ public:
                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 
+
+  /*!
+   * Generate new elements by extrusion of theElements
+   * param theElems - list of elements for scale
+   * param thePoint - base point for scale
+   * param theScaleFact - scale factors for axises
+   * param theCopy - allows copying the translated elements
+   * param theMakeGroups - forces the generation of new groups from existing ones
+   * param theTargetMesh - the name of the newly created mesh
+   * return instance of Mesh class
+   */
+  PGroupIDs Scale (TIDSortedElemSet&        theElements,
+                   const gp_Pnt&            thePoint,
+                   const std::list<double>& theScaleFact,
+                   const bool               theCopy,
+                   const bool               theMakeGroups,
+                   SMESH_Mesh*              theTargetMesh=0);
+
   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 
   void FindCoincidentNodes (std::set<const SMDS_MeshNode*> & theNodes,
@@ -313,9 +412,19 @@ public:
    */
   SMESH_NodeSearcher* GetNodeSearcher();
 
-  int SimplifyFace (const vector<const SMDS_MeshNode *> faceNodes,
-                    vector<const SMDS_MeshNode *>&      poly_nodes,
-                    vector<int>&                        quantities) const;
+  /*!
+   * \brief Return SMESH_ElementSearcher
+   */
+  SMESH_ElementSearcher* GetElementSearcher();
+  /*!
+   * \brief Return true if the point is IN or ON of the element
+   */
+  static bool isOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& point, double tol );
+
+
+  int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *> faceNodes,
+                    std::vector<const SMDS_MeshNode *>&      poly_nodes,
+                    std::vector<int>&                        quantities) const;
   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
   // Is used by MergeNodes()
 
@@ -326,7 +435,7 @@ public:
   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 
   void FindEqualElements(std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
-                        TListOfListOfElementsID &           theGroupsOfElementsID);
+                         TListOfListOfElementsID &           theGroupsOfElementsID);
   // Return list of group of elements build on the same nodes.
   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 
@@ -430,26 +539,24 @@ public:
   //converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing 
   //them with ordinary mesh elements with the same id.
 
-
-//  static int SortQuadNodes (const SMDS_Mesh * theMesh,
-//                            int               theNodeIds[] );
-//  // Set 4 nodes of a quadrangle face in a good order.
-//  // Swap 1<->2 or 2<->3 nodes and correspondingly return
-//  // 1 or 2 else 0.
-//
-//  static bool SortHexaNodes (const SMDS_Mesh * theMesh,
-//                             int               theNodeIds[] );
-//  // Set 8 nodes of a hexahedron in a good order.
-//  // Return success status
-
   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
-  // Add elemToAdd to the groups the elemInGroups belongs to
+  // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 
-  static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* removeelem,
+  static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
-  // remove elemToAdd from the groups
+  // remove element from the all groups
+
+  static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
+                                   const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
+                                   SMESHDS_Mesh *          aMesh);
+  // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
+
+  static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
+                                   const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
+                                   SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
+  // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 
   /*!
    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
@@ -458,14 +565,16 @@ public:
                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 
-  static const SMDS_MeshElement*
-    FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*    n1,
-                  const SMDS_MeshNode*    n2,
-                  const TIDSortedElemSet& elemSet,
-                  const TIDSortedElemSet& avoidSet);
+  static const SMDS_MeshElement* FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*    n1,
+                                               const SMDS_MeshNode*    n2,
+                                               const TIDSortedElemSet& elemSet,
+                                               const TIDSortedElemSet& avoidSet,
+                                               int*                    i1=0,
+                                               int*                    i2=0);
   // Return a face having linked nodes n1 and n2 and which is
   // - not in avoidSet,
   // - in elemSet provided that !elemSet.empty()
+  // i1 and i2 optionally returns indices of n1 and n2
 
   /*!
    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces 
@@ -478,13 +587,13 @@ public:
     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
     * \retval Sew_Error  - is a success or not
    */
-  static Sew_Error FindMatchingNodes(set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
-                                     set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
-                                     const SMDS_MeshNode*          theFirstNode1,
-                                     const SMDS_MeshNode*          theFirstNode2,
-                                     const SMDS_MeshNode*          theSecondNode1,
-                                     const SMDS_MeshNode*          theSecondNode2,
-                                     TNodeNodeMap &                nReplaceMap);
+  static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
+                                     std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
+                                     const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
+                                     const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
+                                     const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
+                                     const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
+                                     TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 
   /*!
    * \brief Returns true if given node is medium
@@ -507,6 +616,24 @@ public:
 
   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedElems() const { return myLastCreatedElems; }
 
+  bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes, 
+                    const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
+  
+  bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems, 
+                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
+                    const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
+
+  bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems, 
+                            const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
+                            const TopoDS_Shape&     theShape );
+  
+  /*!
+   * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
+   * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
+   * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
+   */
+  bool Make2DMeshFrom3D();
+  
 private:
 
   /*!
@@ -570,6 +697,44 @@ private:
                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
                   const int                nbSteps,
                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
+
+  struct SMESH_MeshEditor_PathPoint
+  {
+    gp_Pnt myPnt;
+    gp_Dir myTgt;
+    double myAngle, myPrm;
+
+    SMESH_MeshEditor_PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myPrm(0) {}
+    void          SetPnt      (const gp_Pnt& aP3D)  { myPnt  =aP3D; }
+    void          SetTangent  (const gp_Dir& aTgt)  { myTgt  =aTgt; }
+    void          SetAngle    (const double& aBeta) { myAngle=aBeta; }
+    void          SetParameter(const double& aPrm)  { myPrm  =aPrm; }
+    const gp_Pnt& Pnt         ()const               { return myPnt; }
+    const gp_Dir& Tangent     ()const               { return myTgt; }
+    double        Angle       ()const               { return myAngle; }
+    double        Parameter   ()const               { return myPrm; }
+  };
+  Extrusion_Error MakeEdgePathPoints(std::list<double>&                     aPrms,
+                                     const TopoDS_Edge&                     aTrackEdge,
+                                     bool                                   aFirstIsStart,
+                                     std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& aLPP);
+  Extrusion_Error MakeExtrElements(TIDSortedElemSet&                      theElements,
+                                   std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& theFullList,
+                                   const bool                             theHasAngles,
+                                   std::list<double>&                     theAngles,
+                                   const bool                             theLinearVariation,
+                                   const bool                             theHasRefPoint,
+                                   const gp_Pnt&                          theRefPoint,
+                                   const bool                             theMakeGroups);
+  void LinearAngleVariation(const int     NbSteps,
+                            list<double>& theAngles);
+
+  bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*                                           theMeshDS,
+                    const TIDSortedElemSet&                                 theElems,
+                    const TIDSortedElemSet&                                 theNodesNot,
+                    std::map< const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode* >& theNodeNodeMap,
+                    const bool                                              theIsDoubleElem );
+
 private:
 
   SMESH_Mesh * myMesh;