src/OBJECT/SMESH_FaceOrientationFilter.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2012  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include "SMESH_FaceOrientationFilter.h"
  21 #include "SMESH_ActorUtils.h"
  22
  23 #include "SUIT_Session.h"
  24 #include "SUIT_ResourceMgr.h"
  25
  26 #include <VTKViewer_CellCenters.h>
  27
  28 #include <vtkCellData.h>
  29 #include <vtkDataSet.h>
  30 #include <vtkPolyData.h>
  31 #include <vtkObjectFactory.h>
  32 #include <vtkInformation.h>
  33 #include <vtkInformationVector.h>
  34
  35 #include <vtkFloatArray.h>
  36 #include <vtkCellArray.h>
  37 #include <vtkMaskPoints.h>
  38 #include <vtkGlyph3D.h>
  39 #include <vtkGlyphSource2D.h>
  40
  41 #include <QColor>
  42
  43 #define PI   3.14159265359
  44
  45 vtkCxxRevisionMacro(SMESH_FaceOrientationFilter, "$Revision$");
  46 vtkStandardNewMacro(SMESH_FaceOrientationFilter);
  47
  48 /*!
  49  * \class SMESH_FaceOrientationFilter
  50  * Passive filter take a polydata as input and create a dataset as output.
  51  */
  52
  53 SMESH_FaceOrientationFilter::SMESH_FaceOrientationFilter()
  54 {
  55   SUIT_ResourceMgr* mgr = SUIT_Session::session()->resourceMgr();
  56   myOrientationScale = mgr->doubleValue( "SMESH", "orientation_scale", 0.1 );
  57   my3dVectors = mgr->booleanValue( "SMESH", "orientation_3d_vectors", false );
  58
  59   myArrowPolyData = CreateArrowPolyData();
  60
  61   myFacePolyData = vtkPolyData::New();
  62
  63   myFaceCenters = VTKViewer_CellCenters::New();
  64   myFaceCenters->SetInput(myFacePolyData);
  65
  66   myFaceMaskPoints = vtkMaskPoints::New();
  67   myFaceMaskPoints->SetInput(myFaceCenters->GetOutput());
  68   myFaceMaskPoints->SetOnRatio(1);
  69
  70   myGlyphSource = vtkGlyphSource2D::New();
  71   myGlyphSource->SetGlyphTypeToThickArrow();
  72   myGlyphSource->SetFilled(0);
  73   myGlyphSource->SetCenter(0.5, 0.0, 0.0);
  74
  75   myBaseGlyph = vtkGlyph3D::New();
  76   myBaseGlyph->SetInput(myFaceMaskPoints->GetOutput());
  77   myBaseGlyph->SetVectorModeToUseVector();
  78   myBaseGlyph->SetScaleModeToDataScalingOff();
  79   myBaseGlyph->SetColorModeToColorByScalar();
  80   myBaseGlyph->SetSource(my3dVectors ? myArrowPolyData : myGlyphSource->GetOutput());
  81 }
  82
  83 SMESH_FaceOrientationFilter::~SMESH_FaceOrientationFilter()
  84 {
  85   myArrowPolyData->Delete();
  86   myFacePolyData->Delete();
  87   myFaceCenters->Delete();
  88   myFaceMaskPoints->Delete();
  89   myGlyphSource->Delete();
  90   myBaseGlyph->Delete();
  91 }
  92
  93 void SMESH_FaceOrientationFilter::SetOrientationScale( vtkFloatingPointType theScale )
  94 {
  95   myOrientationScale = theScale;
  96   Modified();
  97 }
  98
  99 void SMESH_FaceOrientationFilter::Set3dVectors( bool theState )
 100 {
 101   my3dVectors = theState;
 102   myBaseGlyph->SetSource(my3dVectors ? myArrowPolyData : myGlyphSource->GetOutput());
 103   Modified();
 104 }
 105
 106 vtkPolyData* SMESH_FaceOrientationFilter::CreateArrowPolyData()
 107 {
 108   vtkPoints* points = vtkPoints::New();
 109   vtkCellArray* polys = vtkCellArray::New();
 110
 111   float l1 = 0.8;
 112   float l2 = 1.0;
 113   int n = 16;
 114   float r1 = 0.04;
 115   float r2 = 0.08;
 116   float angle = 2. * PI / n;
 117   float p[3];
 118   vtkIdType c3[3];
 119   vtkIdType c4[4];
 120
 121   float p0[3] = { 0.0, 0.0, 0.0 };
 122   float p1[3] = {  l1, 0.0, 0.0 };
 123   float p2[3] = {  l2, 0.0, 0.0 };
 124
 125   points->InsertPoint( 0, p0 );
 126   points->InsertPoint( 1, p1 );
 127   points->InsertPoint( 2, p2 );
 128
 129   // shaft
 130   for( int i = 0; i < n; i++ )
 131   {
 132     p[0] = 0;
 133     p[1] = r1 * sin( i * angle );
 134     p[2] = r1 * cos( i * angle );
 135     points->InsertPoint( i + 3, p );
 136
 137     p[0] = l1;
 138     points->InsertPoint( i + 3 + n, p );
 139   }
 140
 141   // insert the last cells outside a loop
 142   {
 143     c3[0] = 0;
 144     c3[1] = 3;
 145     c3[2] = 3 + n - 1;
 146     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 147
 148     c4[0] = 3;
 149     c4[1] = 3 + n - 1;
 150     c4[2] = 3 + 2 * n - 1;
 151     c4[3] = 3 + n;
 152     polys->InsertNextCell( 4, c4 );
 153   }
 154   for( int i = 0; i < n - 1; i++ )
 155   {
 156     c3[0] = 0;
 157     c3[1] = i + 3;
 158     c3[2] = i + 4;
 159     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 160
 161     c4[0] = i + 3;
 162     c4[1] = i + 4;
 163     c4[2] = i + 4 + n;
 164     c4[3] = i + 3 + n;
 165     polys->InsertNextCell( 4, c4 );
 166   }
 167
 168   // cone
 169   for( int i = 0; i < n; i++ )
 170   {
 171     p[0] = l1;
 172     p[1] = r2 * sin( i * angle );
 173     p[2] = r2 * cos( i * angle );
 174     points->InsertPoint( i + 3 + 2 * n, p );
 175   }
 176
 177   // insert the last cells outside a loop
 178   {
 179     c3[0] = 1;
 180     c3[1] = 3 + 2 * n;
 181     c3[2] = 3 + 2 * n + n - 1;
 182     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 183
 184     c3[0] = 2;
 185     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 186   }
 187   for( int i = 0; i < n - 1; i++ )
 188   {
 189     c3[0] = 1;
 190     c3[1] = 3 + i + 2 * n;
 191     c3[2] = 3 + i + 2 * n + 1;
 192     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 193
 194     c3[0] = 2;
 195     polys->InsertNextCell( 3, c3 );
 196   }
 197
 198   vtkPolyData* aPolyData = vtkPolyData::New();
 199
 200   aPolyData->SetPoints(points);
 201   points->Delete();
 202
 203   aPolyData->SetPolys(polys);
 204   polys->Delete();
 205
 206   return aPolyData;
 207 }
 208
 209 void GetFaceParams( vtkCell* theFace, double theNormal[3], double& theSize )
 210 {
 211   vtkPoints* aPoints = theFace->GetPoints();
 212
 213   // here we get first 3 points from the face and calculate the normal as a cross-product of vectors
 214   double x0 = aPoints->GetPoint(0)[0], y0 = aPoints->GetPoint(0)[1], z0 = aPoints->GetPoint(0)[2];
 215   double x1 = aPoints->GetPoint(1)[0], y1 = aPoints->GetPoint(1)[1], z1 = aPoints->GetPoint(1)[2];
 216   double x2 = aPoints->GetPoint(2)[0], y2 = aPoints->GetPoint(2)[1], z2 = aPoints->GetPoint(2)[2];
 217
 218   theNormal[0] = ( y1 - y0 ) * ( z2 - z0 ) - ( z1 - z0 ) * ( y2 - y0 );
 219   theNormal[1] = ( z1 - z0 ) * ( x2 - x0 ) - ( x1 - x0 ) * ( z2 - z0 );
 220   theNormal[2] = ( x1 - x0 ) * ( y2 - y0 ) - ( y1 - y0 ) * ( x2 - x0 );
 221
 222   double* aBounds = theFace->GetBounds();
 223   theSize = pow( pow( aBounds[1] - aBounds[0], 2 ) +
 224                  pow( aBounds[3] - aBounds[2], 2 ) +
 225                  pow( aBounds[5] - aBounds[4], 2 ), 0.5 );
 226 }
 227
 228 /*!
 229  * Execute method. Output calculation.
 230  */
 231 int SMESH_FaceOrientationFilter::RequestData(
 232   vtkInformation *request,
 233   vtkInformationVector **inputVector,
 234   vtkInformationVector *outputVector)
 235 {
 236   // get the info objects
 237   vtkInformation *inInfo = inputVector[0]->GetInformationObject(0);
 238   vtkInformation *outInfo = outputVector->GetInformationObject(0);
 239
 240   // get the input and ouptut
 241   vtkDataSet *input = vtkDataSet::SafeDownCast(
 242     inInfo->Get(vtkDataObject::DATA_OBJECT()));
 243   vtkPolyData *output = vtkPolyData::SafeDownCast(
 244     outInfo->Get(vtkDataObject::DATA_OBJECT()));
 245
 246   myFacePolyData->Initialize();
 247   myFacePolyData->ShallowCopy(input);
 248
 249   vtkCellArray* aFaces = vtkCellArray::New();
 250
 251   vtkFloatArray* aVectors = vtkFloatArray::New();
 252   aVectors->SetNumberOfComponents(3);
 253
 254   int anAllFaces = 0;
 255   double anAverageSize = 0;
 256
 257   vtkIdList* aNeighborIds = vtkIdList::New();
 258
 259   for(int aCellId = 0, aNbCells = input->GetNumberOfCells(); aCellId < aNbCells; aCellId++)
 260   {
 261     vtkCell* aCell = input->GetCell(aCellId);
 262
 263     if( aCell->GetNumberOfFaces() == 0 && aCell->GetNumberOfPoints() > 2 ) // cell is a face
 264     {
 265       double aSize, aNormal[3];
 266       GetFaceParams( aCell, aNormal, aSize );
 267
 268       aFaces->InsertNextCell(aCell);
 269       aVectors->InsertNextTuple(aNormal);
 270
 271       anAllFaces++;
 272       anAverageSize += aSize;
 273
 274       continue;
 275     }
 276
 277     for(int aFaceId = 0, aNbFaces = aCell->GetNumberOfFaces(); aFaceId < aNbFaces; aFaceId++)
 278     {
 279       vtkCell* aFace = aCell->GetFace(aFaceId);
 280
 281       input->GetCellNeighbors( aCellId, aFace->PointIds, aNeighborIds );
 282       if( aNeighborIds->GetNumberOfIds() > 0 )
 283         continue;
 284
 285       double aSize, aNormal[3];
 286       GetFaceParams( aFace, aNormal, aSize );
 287
 288       aFaces->InsertNextCell(aFace->GetPointIds());
 289       aVectors->InsertNextTuple(aNormal);
 290
 291       anAllFaces++;
 292       anAverageSize += aSize;
 293     }
 294   }
 295   aNeighborIds->Delete();
 296
 297   myFacePolyData->SetPolys(aFaces);
 298   aFaces->Delete();
 299
 300   myFacePolyData->GetCellData()->SetScalars(0);
 301   myFacePolyData->GetCellData()->SetVectors(aVectors);
 302   aVectors->Delete();
 303
 304   if( anAllFaces == 0 )
 305     return 0;
 306
 307   anAverageSize /= anAllFaces;
 308   anAverageSize *= myOrientationScale;
 309
 310   myBaseGlyph->SetScaleFactor( anAverageSize );
 311   myBaseGlyph->Update();
 312
 313   output->ShallowCopy( myBaseGlyph->GetOutput() );
 314
 315   return 1;
 316 }
 317
 318 int SMESH_FaceOrientationFilter::FillInputPortInformation(int, vtkInformation *info)
 319 {
 320   info->Set(vtkAlgorithm::INPUT_REQUIRED_DATA_TYPE(), "vtkDataSet");
 321   return 1;
 322 }