src/SMDS/SMDS_VolumeTool.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2020  CEA/DEN, EDF R&D, 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
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  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 //
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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 // File      : SMDS_VolumeTool.cxx
  24 // Created   : Tue Jul 13 12:22:13 2004
  25 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  26 //
  27 #ifdef _MSC_VER
  28 #pragma warning(disable:4786)
  29 #endif
  30
  31 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  32
  33 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  34 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  35 #include "SMDS_Mesh.hxx"
  36
  37 #include <utilities.h>
  38
  39 #include <map>
  40 #include <limits>
  41 #include <cmath>
  42 #include <cstring>
  43 #include <numeric>
  44 #include <algorithm>
  45
  46 namespace
  47 {
  48 // ======================================================
  49 // Node indices in faces depending on volume orientation
  50 // making most faces normals external
  51 // ======================================================
  52 // For all elements, 0-th face is bottom based on the first nodes.
  53 // For prismatic elements (tetra,hexa,prisms), 1-th face is a top one.
  54 // For all elements, side faces follow order of bottom nodes
  55 // ======================================================
  56
  57 /*
  58 //           N3
  59 //           +
  60 //          /|\
  61 //         / | \
  62 //        /  |  \
  63 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
  64 //       \   |   /
  65 //        \  |  /
  66 //         \ | /
  67 //          \|/
  68 //           +
  69 //           N2
  70 */
  71 static int Tetra_F [4][4] = { // FORWARD == EXTERNAL
  72   { 0, 1, 2, 0 },              // All faces have external normals
  73   { 0, 3, 1, 0 },
  74   { 1, 3, 2, 1 },
  75   { 0, 2, 3, 0 }};
  76 static int Tetra_RE [4][4] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
  77   { 0, 2, 1, 0 },              // All faces have external normals
  78   { 0, 1, 3, 0 },
  79   { 1, 2, 3, 1 },
  80   { 0, 3, 2, 0 }};
  81 static int Tetra_nbN [] = { 3, 3, 3, 3 };
  82
  83 //
  84 //     PYRAMID
  85 //
  86 static int Pyramid_F [5][5] = { // FORWARD == EXTERNAL
  87   { 0, 1, 2, 3, 0 },            // All faces have external normals
  88   { 0, 4, 1, 0, 4 },
  89   { 1, 4, 2, 1, 4 },
  90   { 2, 4, 3, 2, 4 },
  91   { 3, 4, 0, 3, 4 }
  92 };
  93 static int Pyramid_RE [5][5] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
  94   { 0, 3, 2, 1, 0 },             // All faces but a bottom have external normals
  95   { 0, 1, 4, 0, 4 },
  96   { 1, 2, 4, 1, 4 },
  97   { 2, 3, 4, 2, 4 },
  98   { 3, 0, 4, 3, 4 }};
  99 static int Pyramid_nbN [] = { 4, 3, 3, 3, 3 };
 100
 101 /*
 102 //            + N4
 103 //           /|\
 104 //          / | \
 105 //         /  |  \
 106 //        /   |   \
 107 //    N3 +---------+ N5
 108 //       |    |    |
 109 //       |    + N1 |
 110 //       |   / \   |                PENTAHEDRON
 111 //       |  /   \  |
 112 //       | /     \ |
 113 //       |/       \|
 114 //    N0 +---------+ N2
 115 */
 116 static int Penta_F [5][5] = { // FORWARD
 117   { 0, 1, 2, 0, 0 },          // All faces have external normals
 118   { 3, 5, 4, 3, 3 },          // 0 is bottom, 1 is top face
 119   { 0, 3, 4, 1, 0 },
 120   { 1, 4, 5, 2, 1 },
 121   { 0, 2, 5, 3, 0 }};
 122 static int Penta_RE [5][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 123   { 0, 2, 1, 0, 0 },
 124   { 3, 4, 5, 3, 3 },
 125   { 0, 1, 4, 3, 0 },
 126   { 1, 2, 5, 4, 1 },
 127   { 0, 3, 5, 2, 0 }};
 128 static int Penta_nbN [] = { 3, 3, 4, 4, 4 };
 129
 130 /*
 131 //         N5+----------+N6
 132 //          /|         /|
 133 //         / |        / |
 134 //        /  |       /  |
 135 //     N4+----------+N7 |
 136 //       |   |      |   |           HEXAHEDRON
 137 //       | N1+------|---+N2
 138 //       |  /       |  /
 139 //       | /        | /
 140 //       |/         |/
 141 //     N0+----------+N3
 142 */
 143 static int Hexa_F [6][5] = { // FORWARD
 144   { 0, 1, 2, 3, 0 },
 145   { 4, 7, 6, 5, 4 },          // all face normals are external
 146   { 0, 4, 5, 1, 0 },
 147   { 1, 5, 6, 2, 1 },
 148   { 3, 2, 6, 7, 3 },
 149   { 0, 3, 7, 4, 0 }};
 150 static int Hexa_RE [6][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 151   { 0, 3, 2, 1, 0 },
 152   { 4, 5, 6, 7, 4 },          // all face normals are external
 153   { 0, 1, 5, 4, 0 },
 154   { 1, 2, 6, 5, 1 },
 155   { 3, 7, 6, 2, 3 },
 156   { 0, 4, 7, 3, 0 }};
 157 static int Hexa_nbN [] = { 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
 158 static int Hexa_oppF[] = { 1, 0, 4, 5, 2, 3 }; // oppopsite facet indices
 159
 160 /*
 161 //      N8 +------+ N9
 162 //        /        \
 163 //       /          \
 164 //   N7 +            + N10
 165 //       \          /
 166 //        \        /
 167 //      N6 +------+ N11
 168 //                             HEXAGONAL PRISM
 169 //      N2 +------+ N3
 170 //        /        \
 171 //       /          \
 172 //   N1 +            + N4
 173 //       \          /
 174 //        \        /
 175 //      N0 +------+ N5
 176 */
 177 static int HexPrism_F [8][7] = { // FORWARD
 178   { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0 },
 179   { 6,11,10, 9, 8, 7, 6 },
 180   { 0, 6, 7, 1, 0, 0, 0 },
 181   { 1, 7, 8, 2, 1, 1, 1 },
 182   { 2, 8, 9, 3, 2, 2, 2 },
 183   { 3, 9,10, 4, 3, 3, 3 },
 184   { 4,10,11, 5, 4, 4, 4 },
 185   { 5,11, 6, 0, 5, 5, 5 }};
 186 static int HexPrism_RE [8][7] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 187   { 0, 5, 4, 3, 2, 1, 0 },
 188   { 6,11,10, 9, 8, 7, 6 },
 189   { 0, 6, 7, 1, 0, 0, 0 },
 190   { 1, 7, 8, 2, 1, 1, 1 },
 191   { 2, 8, 9, 3, 2, 2, 2 },
 192   { 3, 9,10, 4, 3, 3, 3 },
 193   { 4,10,11, 5, 4, 4, 4 },
 194   { 5,11, 6, 0, 5, 5, 5 }};
 195 static int HexPrism_nbN [] = { 6, 6, 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
 196
 197
 198 /*
 199 //           N3
 200 //           +
 201 //          /|\
 202 //        7/ | \8
 203 //        /  |4 \                    QUADRATIC
 204 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
 205 //       \   +9  /
 206 //        \  |  /
 207 //        6\ | /5
 208 //          \|/
 209 //           +
 210 //           N2
 211 */
 212 static int QuadTetra_F [4][7] = { // FORWARD
 213   { 0, 4, 1, 5, 2, 6, 0 },        // All faces have external normals
 214   { 0, 7, 3, 8, 1, 4, 0 },
 215   { 1, 8, 3, 9, 2, 5, 1 },
 216   { 0, 6, 2, 9, 3, 7, 0 }};
 217 static int QuadTetra_RE [4][7] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 218   { 0, 6, 2, 5, 1, 4, 0 },         // All faces have external normals
 219   { 0, 4, 1, 8, 3, 7, 0 },
 220   { 1, 5, 2, 9, 3, 8, 1 },
 221   { 0, 7, 3, 9, 2, 6, 0 }};
 222 static int QuadTetra_nbN [] = { 6, 6, 6, 6 };
 223
 224 //
 225 //     QUADRATIC
 226 //     PYRAMID
 227 //
 228 //            +4
 229 //
 230 //
 231 //       10+-----+11
 232 //         |     |        9 - middle point for (0,4) etc.
 233 //         |     |
 234 //        9+-----+12
 235 //
 236 //            6
 237 //      1+----+----+2
 238 //       |         |
 239 //       |         |
 240 //      5+         +7
 241 //       |         |
 242 //       |         |
 243 //      0+----+----+3
 244 //            8
 245 static int QuadPyram_F [5][9] = {  // FORWARD
 246   { 0, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8, 0 },   // All faces have external normals
 247   { 0, 9, 4, 10,1, 5, 0, 4, 4 },
 248   { 1, 10,4, 11,2, 6, 1, 4, 4 },
 249   { 2, 11,4, 12,3, 7, 2, 4, 4 },
 250   { 3, 12,4, 9, 0, 8, 3, 4, 4 }};
 251 static int QuadPyram_RE [5][9] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 252   { 0, 8, 3, 7, 2, 6, 1, 5, 0 },   // All faces but a bottom have external normals
 253   { 0, 5, 1, 10,4, 9, 0, 4, 4 },
 254   { 1, 6, 2, 11,4, 10,1, 4, 4 },
 255   { 2, 7, 3, 12,4, 11,2, 4, 4 },
 256   { 3, 8, 0, 9, 4, 12,3, 4, 4 }};
 257 static int QuadPyram_nbN [] = { 8, 6, 6, 6, 6 };
 258
 259 /*
 260 //            + N4
 261 //           /|\
 262 //         9/ | \10
 263 //         /  |  \
 264 //        /   |   \
 265 //    N3 +----+----+ N5
 266 //       |    |11  |
 267 //       |    |    |
 268 //       |    +13  |                QUADRATIC
 269 //       |    |    |                PENTAHEDRON
 270 //     12+    |    +14
 271 //       |    |    |
 272 //       |    |    |
 273 //       |    + N1 |
 274 //       |   / \   |
 275 //       | 6/   \7 |
 276 //       | /     \ |
 277 //       |/       \|
 278 //    N0 +---------+ N2
 279 //            8
 280 */
 281 static int QuadPenta_F [5][9] = {  // FORWARD
 282   { 0, 6, 1, 7, 2, 8, 0, 0, 0 },
 283   { 3, 11,5, 10,4, 9, 3, 3, 3 },
 284   { 0, 12,3, 9, 4, 13,1, 6, 0 },
 285   { 1, 13,4, 10,5, 14,2, 7, 1 },
 286   { 0, 8, 2, 14,5, 11,3, 12,0 }};
 287 static int QuadPenta_RE [5][9] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 288   { 0, 8, 2, 7, 1, 6, 0, 0, 0 },
 289   { 3, 9, 4, 10,5, 11,3, 3, 3 },
 290   { 0, 6, 1, 13,4, 9, 3, 12,0 },
 291   { 1, 7, 2, 14,5, 10,4, 13,1 },
 292   { 0, 12,3, 11,5, 14,2, 8, 0 }};
 293 static int QuadPenta_nbN [] = { 6, 6, 8, 8, 8 };
 294
 295 /*
 296 //                 13
 297 //         N5+-----+-----+N6                          +-----+-----+
 298 //          /|          /|                           /|          /|
 299 //       12+ |       14+ |                          + |   +25   + |
 300 //        /  |        /  |                         /  |        /  |
 301 //     N4+-----+-----+N7 |       QUADRATIC        +-----+-----+   |  Central nodes
 302 //       |   | 15    |   |       HEXAHEDRON       |   |       |   |  of tri-quadratic
 303 //       |   |       |   |                        |   |       |   |  HEXAHEDRON
 304 //       | 17+       |   +18                      |   +   22+ |   +
 305 //       |   |       |   |                        |21 |       |   |
 306 //       |   |       |   |                        | + | 26+   | + |
 307 //       |   |       |   |                        |   |       |23 |
 308 //     16+   |       +19 |                        +   | +24   +   |
 309 //       |   |       |   |                        |   |       |   |
 310 //       |   |     9 |   |                        |   |       |   |
 311 //       | N1+-----+-|---+N2                      |   +-----+-|---+
 312 //       |  /        |  /                         |  /        |  /
 313 //       | +8        | +10                        | +   20+   | +
 314 //       |/          |/                           |/          |/
 315 //     N0+-----+-----+N3                          +-----+-----+
 316 //             11
 317 */
 318 static int QuadHexa_F [6][9] = {  // FORWARD
 319   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11,0 },   // all face normals are external,
 320   { 4, 15,7, 14,6, 13,5, 12,4 },
 321   { 0, 16,4, 12,5, 17,1, 8, 0 },
 322   { 1, 17,5, 13,6, 18,2, 9, 1 },
 323   { 3, 10,2, 18,6, 14,7, 19,3 },
 324   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16,0 }};
 325 static int QuadHexa_RE [6][9] = {  // REVERSED -> EXTERNAL
 326   { 0, 11,3, 10,2, 9, 1, 8, 0 },   // all face normals are external
 327   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15,4 },
 328   { 0, 8, 1, 17,5, 12,4, 16,0 },
 329   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17,1 },
 330   { 3, 19,7, 14,6, 18,2, 10,3 },
 331   { 0, 16,4, 15,7, 19,3, 11,0 }};
 332 static int QuadHexa_nbN [] = { 8, 8, 8, 8, 8, 8 };
 333
 334 static int TriQuadHexa_F [6][9] = {  // FORWARD
 335   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11, 20 },   // all face normals are external
 336   { 4, 15,7, 14,6, 13,5, 12, 25 },
 337   { 0, 16,4, 12,5, 17,1, 8,  21 },
 338   { 1, 17,5, 13,6, 18,2, 9,  22 },
 339   { 3, 10,2, 18,6, 14,7, 19, 23 },
 340   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16, 24 }};
 341 static int TriQuadHexa_RE [6][9] = {  // REVERSED -> EXTERNAL
 342   { 0, 11,3, 10,2, 9, 1, 8,  20 },   // opposite faces are neighbouring,
 343   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15, 25 },   // all face normals are external
 344   { 0, 8, 1, 17,5, 12,4, 16, 21 },
 345   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17, 22 },
 346   { 3, 19,7, 14,6, 18,2, 10, 23 },
 347   { 0, 16,4, 15,7, 19,3, 11, 24 }};
 348 static int TriQuadHexa_nbN [] = { 9, 9, 9, 9, 9, 9 };
 349
 350
 351 // ========================================================
 352 // to perform some calculations without linkage to CASCADE
 353 // ========================================================
 354 struct XYZ {
 355   double x;
 356   double y;
 357   double z;
 358   XYZ()                               { x = 0; y = 0; z = 0; }
 359   XYZ( double X, double Y, double Z ) { x = X; y = Y; z = Z; }
 360   XYZ( const XYZ& other )             { x = other.x; y = other.y; z = other.z; }
 361   XYZ( const SMDS_MeshNode* n )       { x = n->X(); y = n->Y(); z = n->Z(); }
 362   double* data()                      { return &x; }
 363   inline XYZ operator-( const XYZ& other );
 364   inline XYZ operator+( const XYZ& other );
 365   inline XYZ Crossed( const XYZ& other );
 366   inline double Dot( const XYZ& other );
 367   inline double Magnitude();
 368   inline double SquareMagnitude();
 369 };
 370 inline XYZ XYZ::operator-( const XYZ& Right ) {
 371   return XYZ(x - Right.x, y - Right.y, z - Right.z);
 372 }
 373 inline XYZ XYZ::operator+( const XYZ& Right ) {
 374   return XYZ(x + Right.x, y + Right.y, z + Right.z);
 375 }
 376 inline XYZ XYZ::Crossed( const XYZ& Right ) {
 377   return XYZ (y * Right.z - z * Right.y,
 378               z * Right.x - x * Right.z,
 379               x * Right.y - y * Right.x);
 380 }
 381 inline double XYZ::Dot( const XYZ& Other ) {
 382   return(x * Other.x + y * Other.y + z * Other.z);
 383 }
 384 inline double XYZ::Magnitude() {
 385   return sqrt (x * x + y * y + z * z);
 386 }
 387 inline double XYZ::SquareMagnitude() {
 388   return (x * x + y * y + z * z);
 389 }
 390
 391   //================================================================================
 392   /*!
 393    * \brief Return linear type corresponding to a quadratic one
 394    */
 395   //================================================================================
 396
 397   SMDS_VolumeTool::VolumeType quadToLinear(SMDS_VolumeTool::VolumeType quadType)
 398   {
 399     SMDS_VolumeTool::VolumeType linType = SMDS_VolumeTool::VolumeType( int(quadType)-4 );
 400     const int           nbCornersByQuad = SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( quadType );
 401     if ( SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( linType ) == nbCornersByQuad )
 402       return linType;
 403
 404     int iLin = 0;
 405     for ( ; iLin < SMDS_VolumeTool::NB_VOLUME_TYPES; ++iLin )
 406       if ( SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes( SMDS_VolumeTool::VolumeType( iLin )) == nbCornersByQuad)
 407         return SMDS_VolumeTool::VolumeType( iLin );
 408
 409     return SMDS_VolumeTool::UNKNOWN;
 410   }
 411
 412 } // namespace
 413
 414 //================================================================================
 415 /*!
 416  * \brief Saver/restorer of a SMDS_VolumeTool::myCurFace
 417  */
 418 //================================================================================
 419
 420 struct SMDS_VolumeTool::SaveFacet
 421 {
 422   SMDS_VolumeTool::Facet  mySaved;
 423   SMDS_VolumeTool::Facet& myToRestore;
 424   SaveFacet( SMDS_VolumeTool::Facet& facet ): myToRestore( facet )
 425   {
 426     mySaved = facet;
 427     mySaved.myNodes.swap( facet.myNodes );
 428   }
 429   ~SaveFacet()
 430   {
 431     if ( myToRestore.myIndex != mySaved.myIndex )
 432       myToRestore = mySaved;
 433     myToRestore.myNodes.swap( mySaved.myNodes );
 434   }
 435 };
 436
 437 //=======================================================================
 438 //function : SMDS_VolumeTool
 439 //purpose  :
 440 //=======================================================================
 441
 442 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool ()
 443 {
 444   Set( 0 );
 445 }
 446
 447 //=======================================================================
 448 //function : SMDS_VolumeTool
 449 //purpose  :
 450 //=======================================================================
 451
 452 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool (const SMDS_MeshElement* theVolume,
 453                                   const bool              ignoreCentralNodes)
 454 {
 455   Set( theVolume, ignoreCentralNodes );
 456 }
 457
 458 //=======================================================================
 459 //function : SMDS_VolumeTool
 460 //purpose  :
 461 //=======================================================================
 462
 463 SMDS_VolumeTool::~SMDS_VolumeTool()
 464 {
 465   myCurFace.myNodeIndices = NULL;
 466 }
 467
 468 //=======================================================================
 469 //function : SetVolume
 470 //purpose  : Set volume to iterate on
 471 //=======================================================================
 472
 473 bool SMDS_VolumeTool::Set (const SMDS_MeshElement*                  theVolume,
 474                            const bool                               ignoreCentralNodes,
 475                            const std::vector<const SMDS_MeshNode*>* otherNodes)
 476 {
 477   // reset fields
 478   myVolume = 0;
 479   myPolyedre = 0;
 480   myIgnoreCentralNodes = ignoreCentralNodes;
 481
 482   myVolForward = true;
 483   myNbFaces = 0;
 484   myVolumeNodes.clear();
 485   myPolyIndices.clear();
 486   myPolyQuantities.clear();
 487   myPolyFacetOri.clear();
 488   myFwdLinks.clear();
 489
 490   myExternalFaces = false;
 491
 492   myAllFacesNodeIndices_F  = 0;
 493   myAllFacesNodeIndices_RE = 0;
 494   myAllFacesNbNodes        = 0;
 495
 496   myCurFace.myIndex = -1;
 497   myCurFace.myNodeIndices = NULL;
 498   myCurFace.myNodes.clear();
 499
 500   // set volume data
 501   if ( !theVolume || theVolume->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 502     return false;
 503
 504   myVolume = theVolume;
 505   myNbFaces = theVolume->NbFaces();
 506   if ( myVolume->IsPoly() )
 507   {
 508     myPolyedre = SMDS_Mesh::DownCast<SMDS_MeshVolume>( myVolume );
 509     myPolyFacetOri.resize( myNbFaces, 0 );
 510   }
 511
 512   // set nodes
 513   myVolumeNodes.resize( myVolume->NbNodes() );
 514   if ( otherNodes )
 515   {
 516     if ( otherNodes->size() != myVolumeNodes.size() )
 517       return ( myVolume = 0 );
 518     for ( size_t i = 0; i < otherNodes->size(); ++i )
 519       if ( ! ( myVolumeNodes[i] = (*otherNodes)[0] ))
 520         return ( myVolume = 0 );
 521   }
 522   else
 523   {
 524     myVolumeNodes.assign( myVolume->begin_nodes(), myVolume->end_nodes() );
 525   }
 526
 527   // check validity
 528   if ( !setFace(0) )
 529     return ( myVolume = 0 );
 530
 531   if ( !myPolyedre )
 532   {
 533     // define volume orientation
 534     XYZ botNormal;
 535     if ( GetFaceNormal( 0, botNormal.x, botNormal.y, botNormal.z ))
 536     {
 537       const SMDS_MeshNode* botNode = myVolumeNodes[ 0 ];
 538       int topNodeIndex = myVolume->NbCornerNodes() - 1;
 539       while ( !IsLinked( 0, topNodeIndex, /*ignoreMediumNodes=*/true )) --topNodeIndex;
 540       const SMDS_MeshNode* topNode = myVolumeNodes[ topNodeIndex ];
 541       XYZ upDir (topNode->X() - botNode->X(),
 542                  topNode->Y() - botNode->Y(),
 543                  topNode->Z() - botNode->Z() );
 544       myVolForward = ( botNormal.Dot( upDir ) < 0 );
 545     }
 546     if ( !myVolForward )
 547       myCurFace.myIndex = -1; // previous setFace(0) didn't take myVolForward into account
 548   }
 549   return true;
 550 }
 551
 552 //=======================================================================
 553 //function : Inverse
 554 //purpose  : Inverse volume
 555 //=======================================================================
 556
 557 #define SWAP_NODES(nodes,i1,i2)           \
 558 {                                         \
 559   const SMDS_MeshNode* tmp = nodes[ i1 ]; \
 560   nodes[ i1 ] = nodes[ i2 ];              \
 561   nodes[ i2 ] = tmp;                      \
 562 }
 563 void SMDS_VolumeTool::Inverse ()
 564 {
 565   if ( !myVolume ) return;
 566
 567   if (myVolume->IsPoly()) {
 568     MESSAGE("Warning: attempt to inverse polyhedral volume");
 569     return;
 570   }
 571
 572   myVolForward = !myVolForward;
 573   myCurFace.myIndex = -1;
 574
 575   // inverse top and bottom faces
 576   switch ( myVolumeNodes.size() ) {
 577   case 4:
 578     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 579     break;
 580   case 5:
 581     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 582     break;
 583   case 6:
 584     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 585     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 586     break;
 587   case 8:
 588     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 589     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 590     break;
 591   case 12:
 592     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 5 );
 593     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 2, 4 );
 594     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 7, 11 );
 595     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 10 );
 596     break;
 597
 598   case 10:
 599     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 600     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 6 );
 601     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 9 );
 602     break;
 603   case 13:
 604     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 605     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 8 );
 606     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 7 );
 607     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 10, 12 );
 608     break;
 609   case 15:
 610     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 611     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 612     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 8 );
 613     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 11 );
 614     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 615     break;
 616   case 20:
 617     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 618     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 619     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 11 );
 620     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 10 );
 621     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 12, 15 );
 622     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 623     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 17, 19 );
 624     break;
 625   case 27:
 626     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 627     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 628     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 11 );
 629     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 10 );
 630     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 12, 15 );
 631     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 632     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 17, 19 );
 633     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 21, 24 );
 634     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 22, 23 );
 635     break;
 636   default:;
 637   }
 638 }
 639
 640 //=======================================================================
 641 //function : GetVolumeType
 642 //purpose  :
 643 //=======================================================================
 644
 645 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetVolumeType() const
 646 {
 647   if ( myPolyedre )
 648     return POLYHEDA;
 649
 650   switch( myVolumeNodes.size() ) {
 651   case 4: return TETRA;
 652   case 5: return PYRAM;
 653   case 6: return PENTA;
 654   case 8: return HEXA;
 655   case 12: return HEX_PRISM;
 656   case 10: return QUAD_TETRA;
 657   case 13: return QUAD_PYRAM;
 658   case 15: return QUAD_PENTA;
 659   case 20: return QUAD_HEXA;
 660   case 27: return QUAD_HEXA;
 661   default: break;
 662   }
 663
 664   return UNKNOWN;
 665 }
 666
 667 //=======================================================================
 668 //function : getTetraVolume
 669 //purpose  :
 670 //=======================================================================
 671
 672 static double getTetraVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 673                              const SMDS_MeshNode* n2,
 674                              const SMDS_MeshNode* n3,
 675                              const SMDS_MeshNode* n4)
 676 {
 677   double p1[3], p2[3], p3[3], p4[3];
 678   n1->GetXYZ( p1 );
 679   n2->GetXYZ( p2 );
 680   n3->GetXYZ( p3 );
 681   n4->GetXYZ( p4 );
 682
 683   double Q1 = -(p1[ 0 ]-p2[ 0 ])*(p3[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p3[ 2 ]);
 684   double Q2 =  (p1[ 0 ]-p3[ 0 ])*(p2[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p2[ 2 ]);
 685   double R1 = -(p1[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p2[ 1 ]*p3[ 2 ]-p3[ 1 ]*p2[ 2 ]);
 686   double R2 = -(p2[ 0 ]-p3[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p4[ 2 ]-p4[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 687   double S1 =  (p2[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p3[ 2 ]-p3[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 688   double S2 = -(p3[ 0 ]-p4[ 0 ])*(p1[ 1 ]*p2[ 2 ]-p2[ 1 ]*p1[ 2 ]);
 689
 690   return (Q1+Q2+R1+R2+S1+S2)/6.0;
 691 }
 692
 693 //=======================================================================
 694 //function : GetSize
 695 //purpose  : Return element volume
 696 //=======================================================================
 697
 698 double SMDS_VolumeTool::GetSize() const
 699 {
 700   double V = 0.;
 701   if ( !myVolume )
 702     return 0.;
 703
 704   if ( myVolume->IsPoly() )
 705   {
 706     if ( !myPolyedre )
 707       return 0.;
 708
 709     SaveFacet savedFacet( myCurFace );
 710
 711     // split a polyhedron into tetrahedrons
 712
 713     bool oriOk = true;
 714     SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* > ( this );
 715     for ( int f = 0; f < NbFaces(); ++f )
 716     {
 717       me->setFace( f );
 718       XYZ area (0,0,0), p1( myCurFace.myNodes[0] );
 719       for ( int n = 0; n < myCurFace.myNbNodes; ++n )
 720       {
 721         XYZ p2( myCurFace.myNodes[ n+1 ]);
 722         area = area + p1.Crossed( p2 );
 723         p1 = p2;
 724       }
 725       V += p1.Dot( area );
 726       oriOk = oriOk && IsFaceExternal( f );
 727     }
 728     V /= 6;
 729     if ( !oriOk && V > 0 )
 730       V *= -1;
 731   }
 732   else
 733   {
 734     const static int ind[] = {
 735       0, 1, 3, 6, 11, 23, 31, 44, 58, 78 };
 736     const static int vtab[][4] = { // decomposition into tetra in the order of enum VolumeType
 737       // tetrahedron
 738       { 0, 1, 2, 3 },
 739       // pyramid
 740       { 0, 1, 3, 4 },
 741       { 1, 2, 3, 4 },
 742       // pentahedron
 743       { 0, 1, 2, 3 },
 744       { 1, 5, 3, 4 },
 745       { 1, 5, 2, 3 },
 746       // hexahedron
 747       { 1, 4, 3, 0 },
 748       { 4, 1, 6, 5 },
 749       { 1, 3, 6, 2 },
 750       { 4, 6, 3, 7 },
 751       { 1, 4, 6, 3 },
 752       // hexagonal prism
 753       { 0, 1, 2, 7 },
 754       { 0, 7, 8, 6 },
 755       { 2, 7, 8, 0 },
 756
 757       { 0, 3, 4, 9 },
 758       { 0, 9, 10, 6 },
 759       { 4, 9, 10, 0 },
 760
 761       { 0, 3, 4, 9 },
 762       { 0, 9, 10, 6 },
 763       { 4, 9, 10, 0 },
 764
 765       { 0, 4, 5, 10 },
 766       { 0, 10, 11, 6 },
 767       { 5, 10, 11, 0 },
 768
 769       // quadratic tetrahedron
 770       { 0, 4, 6, 7 },
 771       { 1, 5, 4, 8 },
 772       { 2, 6, 5, 9 },
 773       { 7, 8, 9, 3 },
 774       { 4, 6, 7, 9 },
 775       { 4, 5, 6, 9 },
 776       { 4, 7, 8, 9 },
 777       { 4, 5, 9, 8 },
 778
 779       // quadratic pyramid
 780       { 0, 5, 8, 9 },
 781       { 1, 5,10, 6 },
 782       { 2, 6,11, 7 },
 783       { 3, 7,12, 8 },
 784       { 4, 9,11,10 },
 785       { 4, 9,12,11 },
 786       { 10, 5, 9, 8 },
 787       { 10, 8, 9,12 },
 788       { 10, 8,12, 7 },
 789       { 10, 7,12,11 },
 790       { 10, 7,11, 6 },
 791       { 10, 5, 8, 6 },
 792       { 10, 6, 8, 7 },
 793
 794       // quadratic pentahedron
 795       { 12, 0, 8, 6 },
 796       { 12, 8, 7, 6 },
 797       { 12, 8, 2, 7 },
 798       { 12, 6, 7, 1 },
 799       { 12, 1, 7,13 },
 800       { 12, 7, 2,13 },
 801       { 12, 2,14,13 },
 802
 803       { 12, 3, 9,11 },
 804       { 12,11, 9,10 },
 805       { 12,11,10, 5 },
 806       { 12, 9, 4,10 },
 807       { 12,14, 5,10 },
 808       { 12,14,10, 4 },
 809       { 12,14, 4,13 },
 810
 811       // quadratic hexahedron
 812       { 16, 0,11, 8 },
 813       { 16,11, 9, 8 },
 814       { 16, 8, 9, 1 },
 815       { 16,11, 3,10 },
 816       { 16,11,10, 9 },
 817       { 16,10, 2, 9 },
 818       { 16, 3,19, 2 },
 819       { 16, 2,19,18 },
 820       { 16, 2,18,17 },
 821       { 16, 2,17, 1 },
 822
 823       { 16, 4,12,15 },
 824       { 16,12, 5,13 },
 825       { 16,12,13,15 },
 826       { 16,13, 6,14 },
 827       { 16,13,14,15 },
 828       { 16,14, 7,15 },
 829       { 16, 6, 5,17 },
 830       { 16,18, 6,17 },
 831       { 16,18, 7, 6 },
 832       { 16,18,19, 7 },
 833
 834     };
 835
 836     int type = GetVolumeType();
 837     int n1 = ind[type];
 838     int n2 = ind[type+1];
 839
 840     for (int i = n1; i <  n2; i++) {
 841       V -= getTetraVolume( myVolumeNodes[ vtab[i][0] ],
 842                            myVolumeNodes[ vtab[i][1] ],
 843                            myVolumeNodes[ vtab[i][2] ],
 844                            myVolumeNodes[ vtab[i][3] ]);
 845     }
 846   }
 847   return V;
 848 }
 849
 850 //=======================================================================
 851 //function : GetBaryCenter
 852 //purpose  :
 853 //=======================================================================
 854
 855 bool SMDS_VolumeTool::GetBaryCenter(double & X, double & Y, double & Z) const
 856 {
 857   X = Y = Z = 0.;
 858   if ( !myVolume )
 859     return false;
 860
 861   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); i++ ) {
 862     X += myVolumeNodes[ i ]->X();
 863     Y += myVolumeNodes[ i ]->Y();
 864     Z += myVolumeNodes[ i ]->Z();
 865   }
 866   X /= myVolumeNodes.size();
 867   Y /= myVolumeNodes.size();
 868   Z /= myVolumeNodes.size();
 869
 870   return true;
 871 }
 872
 873 //================================================================================
 874 /*!
 875  * \brief Classify a point
 876  *  \param tol - thickness of faces
 877  */
 878 //================================================================================
 879
 880 bool SMDS_VolumeTool::IsOut(double X, double Y, double Z, double tol) const
 881 {
 882   // LIMITATION: for convex volumes only
 883   XYZ p( X,Y,Z );
 884   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
 885   {
 886     XYZ faceNormal;
 887     if ( !GetFaceNormal( iF, faceNormal.x, faceNormal.y, faceNormal.z ))
 888       continue;
 889     if ( !IsFaceExternal( iF ))
 890       faceNormal = XYZ() - faceNormal; // reverse
 891
 892     XYZ face2p( p - XYZ( myCurFace.myNodes[0] ));
 893     if ( face2p.Dot( faceNormal ) > tol )
 894       return true;
 895   }
 896   return false;
 897 }
 898
 899 //=======================================================================
 900 //function : SetExternalNormal
 901 //purpose  : Node order will be so that faces normals are external
 902 //=======================================================================
 903
 904 void SMDS_VolumeTool::SetExternalNormal ()
 905 {
 906   myExternalFaces = true;
 907   myCurFace.myIndex = -1;
 908 }
 909
 910 //=======================================================================
 911 //function : NbFaceNodes
 912 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
 913 //=======================================================================
 914
 915 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes( int faceIndex ) const
 916 {
 917   if ( !setFace( faceIndex ))
 918     return 0;
 919   return myCurFace.myNbNodes;
 920 }
 921
 922 //=======================================================================
 923 //function : GetFaceNodes
 924 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes.
 925 //           To comfort link iteration, the array
 926 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
 927 //           the last node == the first one.
 928 //=======================================================================
 929
 930 const SMDS_MeshNode** SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes( int faceIndex ) const
 931 {
 932   if ( !setFace( faceIndex ))
 933     return 0;
 934   return &myCurFace.myNodes[0];
 935 }
 936
 937 //=======================================================================
 938 //function : GetFaceNodesIndices
 939 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes indices
 940 //           To comfort link iteration, the array
 941 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
 942 //           the last node index == the first one.
 943 //=======================================================================
 944
 945 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices( int faceIndex ) const
 946 {
 947   if ( !setFace( faceIndex ))
 948     return 0;
 949
 950   return myCurFace.myNodeIndices;
 951 }
 952
 953 //=======================================================================
 954 //function : GetFaceNodes
 955 //purpose  : Return a set of face nodes.
 956 //=======================================================================
 957
 958 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes (int                             faceIndex,
 959                                     std::set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes ) const
 960 {
 961   if ( !setFace( faceIndex ))
 962     return false;
 963
 964   theFaceNodes.clear();
 965   theFaceNodes.insert( myCurFace.myNodes.begin(), myCurFace.myNodes.end() );
 966
 967   return true;
 968 }
 969
 970 namespace
 971 {
 972   struct NLink : public std::pair<int,int>
 973   {
 974     int myOri;
 975     NLink(const SMDS_MeshNode* n1=0, const SMDS_MeshNode* n2=0, int ori=1 )
 976     {
 977       if ( n1 )
 978       {
 979         if (( myOri = ( n1->GetID() < n2->GetID() )))
 980         {
 981           first  = n1->GetID();
 982           second = n2->GetID();
 983         }
 984         else
 985         {
 986           myOri  = -1;
 987           first  = n2->GetID();
 988           second = n1->GetID();
 989         }
 990         myOri *= ori;
 991       }
 992       else
 993       {
 994         myOri = first = second = 0;
 995       }
 996     }
 997     //int Node1() const { return myOri == -1 ? second : first; }
 998
 999     //bool IsSameOri( const std::pair<int,int>& link ) const { return link.first == Node1(); }
1000   };
1001 }
1002
1003 //=======================================================================
1004 //function : IsFaceExternal
1005 //purpose  : Check normal orientation of a given face
1006 //=======================================================================
1007
1008 bool SMDS_VolumeTool::IsFaceExternal( int faceIndex ) const
1009 {
1010   if ( myExternalFaces || !myVolume )
1011     return true;
1012
1013   if ( !myPolyedre ) // all classical volumes have external facet normals
1014     return true;
1015
1016   SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
1017
1018   if ( myPolyFacetOri[ faceIndex ])
1019     return myPolyFacetOri[ faceIndex ] > 0;
1020
1021   int ori = 0; // -1-in, +1-out, 0-undef
1022   double minProj, maxProj;
1023   if ( projectNodesToNormal( faceIndex, minProj, maxProj ))
1024   {
1025     // all nodes are on the same side of the facet
1026     ori = ( minProj < 0 ? +1 : -1 );
1027     me->myPolyFacetOri[ faceIndex ] = ori;
1028
1029     if ( !myFwdLinks.empty() ) // concave polyhedron; collect oriented links
1030       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1031       {
1032         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1], ori );
1033         me->myFwdLinks.insert( make_pair( link, link.myOri ));
1034       }
1035     return ori > 0;
1036   }
1037
1038   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1039
1040   // concave polyhedron
1041
1042   if ( myFwdLinks.empty() ) // get links of the least ambiguously oriented facet
1043   {
1044     for ( size_t i = 0; i < myPolyFacetOri.size() && !ori; ++i )
1045       ori = myPolyFacetOri[ i ];
1046
1047     if ( !ori ) // none facet is oriented yet
1048     {
1049       // find the least ambiguously oriented facet
1050       int faceMostConvex = -1;
1051       std::map< double, int > convexity2face;
1052       for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size() && faceMostConvex < 0; ++iF )
1053       {
1054         if ( projectNodesToNormal( iF, minProj, maxProj ))
1055         {
1056           // all nodes are on the same side of the facet
1057           me->myPolyFacetOri[ iF ] = ( minProj < 0 ? +1 : -1 );
1058           faceMostConvex = iF;
1059         }
1060         else
1061         {
1062           ori = ( -minProj < maxProj ? -1 : +1 );
1063           double convexity = std::min( -minProj, maxProj ) / std::max( -minProj, maxProj );
1064           convexity2face.insert( std::make_pair( convexity, iF * ori ));
1065         }
1066       }
1067       if ( faceMostConvex < 0 ) // none facet has nodes on the same side
1068       {
1069         // use the least ambiguous facet
1070         faceMostConvex = convexity2face.begin()->second;
1071         ori = ( faceMostConvex < 0 ? -1 : +1 );
1072         faceMostConvex = std::abs( faceMostConvex );
1073         me->myPolyFacetOri[ faceMostConvex ] = ori;
1074       }
1075     }
1076     // collect links of the oriented facets in myFwdLinks
1077     for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size(); ++iF )
1078     {
1079       ori = myPolyFacetOri[ iF ];
1080       if ( !ori ) continue;
1081       setFace( iF );
1082       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1083       {
1084         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1], ori );
1085         me->myFwdLinks.insert( make_pair( link, link.myOri ));
1086       }
1087     }
1088   }
1089
1090   // compare orientation of links of the facet with myFwdLinks
1091   ori = 0;
1092   setFace( faceIndex );
1093   std::vector< NLink > links( myCurFace.myNbNodes ), links2;
1094   for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes && !ori; ++i )
1095   {
1096     NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1] );
1097     std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( link );
1098     if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1099       ori = link.myOri * l2o->second * -1;
1100     links[ i ] = link;
1101   }
1102   while ( !ori ) // the facet has no common links with already oriented facets
1103   {
1104     // orient and collect links of other non-oriented facets
1105     for ( size_t iF = 0; iF < myPolyFacetOri.size(); ++iF )
1106     {
1107       if ( myPolyFacetOri[ iF ] ) continue; // already oriented
1108       setFace( iF );
1109       links2.clear();
1110       ori = 0;
1111       for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes && !ori; ++i )
1112       {
1113         NLink link( myCurFace.myNodes[i], myCurFace.myNodes[i+1] );
1114         std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( link );
1115         if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1116           ori = link.myOri * l2o->second * -1;
1117         links2.push_back( link );
1118       }
1119       if ( ori ) // one more facet oriented
1120       {
1121         me->myPolyFacetOri[ iF ] = ori;
1122         for ( size_t i = 0; i < links2.size(); ++i )
1123           me->myFwdLinks.insert( make_pair( links2[i], links2[i].myOri * ori ));
1124         break;
1125       }
1126     }
1127     if ( !ori )
1128       return false; // error in algorithm: infinite loop
1129
1130     // try to orient the facet again
1131     ori = 0;
1132     for ( size_t i = 0; i < links.size() && !ori; ++i )
1133     {
1134       std::map<Link, int>::const_iterator l2o = myFwdLinks.find( links[i] );
1135       if ( l2o != myFwdLinks.end() )
1136         ori = links[i].myOri * l2o->second * -1;
1137     }
1138     me->myPolyFacetOri[ faceIndex ] = ori;
1139   }
1140
1141   return ori > 0;
1142 }
1143
1144 //=======================================================================
1145 //function : projectNodesToNormal
1146 //purpose  : compute min and max projections of all nodes to normal of a facet.
1147 //=======================================================================
1148
1149 bool SMDS_VolumeTool::projectNodesToNormal( int     faceIndex,
1150                                             double& minProj,
1151                                             double& maxProj,
1152                                             double* normalXYZ ) const
1153 {
1154   minProj = std::numeric_limits<double>::max();
1155   maxProj = std::numeric_limits<double>::min();
1156
1157   XYZ normal;
1158   if ( !GetFaceNormal( faceIndex, normal.x, normal.y, normal.z ))
1159     return false;
1160   if ( normalXYZ )
1161     memcpy( normalXYZ, normal.data(), 3*sizeof(double));
1162
1163   XYZ p0 ( myCurFace.myNodes[0] );
1164   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); ++i )
1165   {
1166     if ( std::find( myCurFace.myNodes.begin() + 1,
1167                     myCurFace.myNodes.end(),
1168                     myVolumeNodes[ i ] ) != myCurFace.myNodes.end() )
1169       continue; // node of the faceIndex-th facet
1170
1171     double proj = normal.Dot( XYZ( myVolumeNodes[ i ]) - p0 );
1172     if ( proj < minProj ) minProj = proj;
1173     if ( proj > maxProj ) maxProj = proj;
1174   }
1175   const double tol = 1e-7;
1176   minProj += tol;
1177   maxProj -= tol;
1178   bool diffSize = ( minProj * maxProj < 0 );
1179   // if ( diffSize )
1180   // {
1181   //   minProj = -minProj;
1182   // }
1183   // else if ( minProj < 0 )
1184   // {
1185   //   minProj = -minProj;
1186   //   maxProj = -maxProj;
1187   // }
1188
1189   return !diffSize; // ? 0 : (minProj >= 0);
1190 }
1191
1192 //=======================================================================
1193 //function : GetFaceNormal
1194 //purpose  : Return a normal to a face
1195 //=======================================================================
1196
1197 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNormal (int faceIndex, double & X, double & Y, double & Z) const
1198 {
1199   if ( !setFace( faceIndex ))
1200     return false;
1201
1202   const int iQuad = ( !myPolyedre && myCurFace.myNbNodes > 6 ) ? 2 : 1;
1203   XYZ p1 ( myCurFace.myNodes[0*iQuad] );
1204   XYZ p2 ( myCurFace.myNodes[1*iQuad] );
1205   XYZ p3 ( myCurFace.myNodes[2*iQuad] );
1206   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1207   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1208   XYZ cross = aVec12.Crossed( aVec13 );
1209
1210   for ( int i = 3*iQuad; i < myCurFace.myNbNodes; i += iQuad )
1211   {
1212     XYZ p4 ( myCurFace.myNodes[i] );
1213     XYZ aVec14( p4 - p1 );
1214     XYZ cross2 = aVec13.Crossed( aVec14 );
1215     cross = cross + cross2;
1216     aVec13 = aVec14;
1217   }
1218
1219   double size = cross.Magnitude();
1220   if ( size <= std::numeric_limits<double>::min() )
1221     return false;
1222
1223   X = cross.x / size;
1224   Y = cross.y / size;
1225   Z = cross.z / size;
1226
1227   return true;
1228 }
1229
1230 //================================================================================
1231 /*!
1232  * \brief Return barycenter of a face
1233  */
1234 //================================================================================
1235
1236 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceBaryCenter (int faceIndex, double & X, double & Y, double & Z) const
1237 {
1238   if ( !setFace( faceIndex ))
1239     return false;
1240
1241   X = Y = Z = 0.0;
1242   for ( int i = 0; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1243   {
1244     X += myCurFace.myNodes[i]->X() / myCurFace.myNbNodes;
1245     Y += myCurFace.myNodes[i]->Y() / myCurFace.myNbNodes;
1246     Z += myCurFace.myNodes[i]->Z() / myCurFace.myNbNodes;
1247   }
1248   return true;
1249 }
1250
1251 //=======================================================================
1252 //function : GetFaceArea
1253 //purpose  : Return face area
1254 //=======================================================================
1255
1256 double SMDS_VolumeTool::GetFaceArea( int faceIndex ) const
1257 {
1258   double area = 0;
1259   if ( !setFace( faceIndex ))
1260     return area;
1261
1262   XYZ p1 ( myCurFace.myNodes[0] );
1263   XYZ p2 ( myCurFace.myNodes[1] );
1264   XYZ p3 ( myCurFace.myNodes[2] );
1265   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1266   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1267   area += aVec12.Crossed( aVec13 ).Magnitude();
1268
1269   if (myVolume->IsPoly())
1270   {
1271     for ( int i = 3; i < myCurFace.myNbNodes; ++i )
1272     {
1273       XYZ pI ( myCurFace.myNodes[i] );
1274       XYZ aVecI( pI - p1 );
1275       area += aVec13.Crossed( aVecI ).Magnitude();
1276       aVec13 = aVecI;
1277     }
1278   }
1279   else
1280   {
1281     if ( myCurFace.myNbNodes == 4 ) {
1282       XYZ p4 ( myCurFace.myNodes[3] );
1283       XYZ aVec14( p4 - p1 );
1284       area += aVec14.Crossed( aVec13 ).Magnitude();
1285     }
1286   }
1287   return area / 2;
1288 }
1289
1290 //================================================================================
1291 /*!
1292  * \brief Return index of the node located at face center of a quadratic element like HEX27
1293  */
1294 //================================================================================
1295
1296 int SMDS_VolumeTool::GetCenterNodeIndex( int faceIndex ) const
1297 {
1298   if ( myAllFacesNbNodes && myVolumeNodes.size() == 27 ) // classic element with 27 nodes
1299   {
1300     switch ( faceIndex ) {
1301     case 0: return 20;
1302     case 1: return 25;
1303     default:
1304       return faceIndex + 19;
1305     }
1306   }
1307   return -1;
1308 }
1309
1310 //=======================================================================
1311 //function : GetOppFaceIndex
1312 //purpose  : Return index of the opposite face if it exists, else -1.
1313 //=======================================================================
1314
1315 int SMDS_VolumeTool::GetOppFaceIndex( int faceIndex ) const
1316 {
1317   int ind = -1;
1318   if (myPolyedre) {
1319     MESSAGE("Warning: attempt to obtain opposite face on polyhedral volume");
1320     return ind;
1321   }
1322
1323   const int nbHoriFaces = 2;
1324
1325   if ( faceIndex >= 0 && faceIndex < NbFaces() ) {
1326     switch ( myVolumeNodes.size() ) {
1327     case 6:
1328     case 15:
1329       if ( faceIndex == 0 || faceIndex == 1 )
1330         ind = 1 - faceIndex;
1331         break;
1332     case 8:
1333     case 12:
1334       if ( faceIndex <= 1 ) // top or bottom
1335         ind = 1 - faceIndex;
1336       else {
1337         const int nbSideFaces = myAllFacesNbNodes[0];
1338         ind = ( faceIndex - nbHoriFaces + nbSideFaces/2 ) % nbSideFaces + nbHoriFaces;
1339       }
1340       break;
1341     case 20:
1342     case 27:
1343       ind = GetOppFaceIndexOfHex( faceIndex );
1344       break;
1345     default:;
1346     }
1347   }
1348   return ind;
1349 }
1350
1351 //=======================================================================
1352 //function : GetOppFaceIndexOfHex
1353 //purpose  : Return index of the opposite face of the hexahedron
1354 //=======================================================================
1355
1356 int SMDS_VolumeTool::GetOppFaceIndexOfHex( int faceIndex )
1357 {
1358   return Hexa_oppF[ faceIndex ];
1359 }
1360
1361 //=======================================================================
1362 //function : IsLinked
1363 //purpose  : return true if theNode1 is linked with theNode2
1364 // If theIgnoreMediumNodes then corner nodes of quadratic cell are considered linked as well
1365 //=======================================================================
1366
1367 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const SMDS_MeshNode* theNode1,
1368                                 const SMDS_MeshNode* theNode2,
1369                                 const bool           theIgnoreMediumNodes) const
1370 {
1371   if ( !myVolume )
1372     return false;
1373
1374   if (myVolume->IsPoly()) {
1375     if (!myPolyedre) {
1376       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
1377       return false;
1378     }
1379     if ( !myAllFacesNbNodes ) {
1380       SMDS_VolumeTool*  me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
1381       me->myPolyQuantities = myPolyedre->GetQuantities();
1382       myAllFacesNbNodes    = &myPolyQuantities[0];
1383     }
1384     int from, to = 0, d1 = 1, d2 = 2;
1385     if ( myPolyedre->IsQuadratic() ) {
1386       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
1387         d1 = 2; d2 = 0;
1388       }
1389     } else {
1390       d2 = 0;
1391     }
1392     std::vector<const SMDS_MeshNode*>::const_iterator i;
1393     for (int iface = 0; iface < myNbFaces; iface++)
1394     {
1395       from = to;
1396       to  += myPolyQuantities[iface];
1397       i    = std::find( myVolumeNodes.begin() + from, myVolumeNodes.begin() + to, theNode1 );
1398       if ( i != myVolumeNodes.end() )
1399       {
1400         if ((  theNode2 == *( i-d1 ) ||
1401                theNode2 == *( i+d1 )))
1402           return true;
1403         if (( d2 ) &&
1404             (( theNode2 == *( i-d2 ) ||
1405                theNode2 == *( i+d2 ))))
1406           return true;
1407       }
1408     }
1409     return false;
1410   }
1411
1412   // find nodes indices
1413   int i1 = -1, i2 = -1, nbFound = 0;
1414   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size() && nbFound < 2; i++ )
1415   {
1416     if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode1 )
1417       i1 = i, ++nbFound;
1418     else if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode2 )
1419       i2 = i, ++nbFound;
1420   }
1421   return IsLinked( i1, i2 );
1422 }
1423
1424 //=======================================================================
1425 //function : IsLinked
1426 //purpose  : return true if the node with theNode1Index is linked
1427 //           with the node with theNode2Index
1428 // If theIgnoreMediumNodes then corner nodes of quadratic cell are considered linked as well
1429 //=======================================================================
1430
1431 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const int theNode1Index,
1432                                 const int theNode2Index,
1433                                 bool      theIgnoreMediumNodes) const
1434 {
1435   if ( myVolume->IsPoly() ) {
1436     return IsLinked(myVolumeNodes[theNode1Index], myVolumeNodes[theNode2Index]);
1437   }
1438
1439   int minInd = std::min( theNode1Index, theNode2Index );
1440   int maxInd = std::max( theNode1Index, theNode2Index );
1441
1442   if ( minInd < 0 || maxInd > (int)myVolumeNodes.size() - 1 || maxInd == minInd )
1443     return false;
1444
1445   VolumeType type = GetVolumeType();
1446   if ( myVolume->IsQuadratic() )
1447   {
1448     int firstMediumInd = myVolume->NbCornerNodes();
1449     if ( minInd >= firstMediumInd )
1450       return false; // both nodes are medium - not linked
1451     if ( maxInd < firstMediumInd ) // both nodes are corners
1452     {
1453       if ( theIgnoreMediumNodes )
1454         type = quadToLinear(type); // to check linkage of corner nodes only
1455       else
1456         return false; // corner nodes are not linked directly in a quadratic cell
1457     }
1458   }
1459
1460   switch ( type ) {
1461   case TETRA:
1462     return true;
1463   case HEXA:
1464     switch ( maxInd - minInd ) {
1465     case 1: return minInd != 3;
1466     case 3: return minInd == 0 || minInd == 4;
1467     case 4: return true;
1468     default:;
1469     }
1470     break;
1471   case PYRAM:
1472     if ( maxInd == 4 )
1473       return true;
1474     switch ( maxInd - minInd ) {
1475     case 1:
1476     case 3: return true;
1477     default:;
1478     }
1479     break;
1480   case PENTA:
1481     switch ( maxInd - minInd ) {
1482     case 1: return minInd != 2;
1483     case 2: return minInd == 0 || minInd == 3;
1484     case 3: return true;
1485     default:;
1486     }
1487     break;
1488   case QUAD_TETRA:
1489     {
1490       switch ( minInd ) {
1491       case 0: if( maxInd==4 ||  maxInd==6 ||  maxInd==7 ) return true;
1492       case 1: if( maxInd==4 ||  maxInd==5 ||  maxInd==8 ) return true;
1493       case 2: if( maxInd==5 ||  maxInd==6 ||  maxInd==9 ) return true;
1494       case 3: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==9 ) return true;
1495       default:;
1496       }
1497       break;
1498     }
1499   case QUAD_HEXA:
1500     {
1501       switch ( minInd ) {
1502       case 0: if( maxInd==8 ||  maxInd==11 ||  maxInd==16 ) return true;
1503       case 1: if( maxInd==8 ||  maxInd==9 ||  maxInd==17 ) return true;
1504       case 2: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==18 ) return true;
1505       case 3: if( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==19 ) return true;
1506       case 4: if( maxInd==12 ||  maxInd==15 ||  maxInd==16 ) return true;
1507       case 5: if( maxInd==12 ||  maxInd==13 ||  maxInd==17 ) return true;
1508       case 6: if( maxInd==13 ||  maxInd==14 ||  maxInd==18 ) return true;
1509       case 7: if( maxInd==14 ||  maxInd==15 ||  maxInd==19 ) return true;
1510       default:;
1511       }
1512       break;
1513     }
1514   case QUAD_PYRAM:
1515     {
1516       switch ( minInd ) {
1517       case 0: if( maxInd==5 ||  maxInd==8 ||  maxInd==9 ) return true;
1518       case 1: if( maxInd==5 ||  maxInd==6 ||  maxInd==10 ) return true;
1519       case 2: if( maxInd==6 ||  maxInd==7 ||  maxInd==11 ) return true;
1520       case 3: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==12 ) return true;
1521       case 4: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 ) return true;
1522       default:;
1523       }
1524       break;
1525     }
1526   case QUAD_PENTA:
1527     {
1528       switch ( minInd ) {
1529       case 0: if( maxInd==6 ||  maxInd==8 ||  maxInd==12 ) return true;
1530       case 1: if( maxInd==6 ||  maxInd==7 ||  maxInd==13 ) return true;
1531       case 2: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==14 ) return true;
1532       case 3: if( maxInd==9 ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 ) return true;
1533       case 4: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==13 ) return true;
1534       case 5: if( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==14 ) return true;
1535       default:;
1536       }
1537       break;
1538     }
1539   case HEX_PRISM:
1540     {
1541       const int diff = maxInd-minInd;
1542       if ( diff > 6  ) return false;// not linked top and bottom
1543       if ( diff == 6 ) return true; // linked top and bottom
1544       return diff == 1 || diff == 7;
1545     }
1546   default:;
1547   }
1548   return false;
1549 }
1550
1551 //=======================================================================
1552 //function : GetNodeIndex
1553 //purpose  : Return an index of theNode
1554 //=======================================================================
1555
1556 int SMDS_VolumeTool::GetNodeIndex(const SMDS_MeshNode* theNode) const
1557 {
1558   if ( myVolume ) {
1559     for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size(); i++ ) {
1560       if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode )
1561         return i;
1562     }
1563   }
1564   return -1;
1565 }
1566
1567 //================================================================================
1568 /*!
1569  * \brief Fill vector with boundary faces existing in the mesh
1570   * \param faces - vector of found nodes
1571   * \retval int - nb of found faces
1572  */
1573 //================================================================================
1574
1575 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingFaces(std::vector<const SMDS_MeshElement*> & faces) const
1576 {
1577   faces.clear();
1578   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1579   if ( IsPoly() )
1580     for ( int iF = 0; iF < NbFaces(); ++iF ) {
1581       if ( setFace( iF ))
1582         if ( const SMDS_MeshElement* face = SMDS_Mesh::FindFace( myCurFace.myNodes ))
1583           faces.push_back( face );
1584     }
1585   else
1586     for ( int iF = 0; iF < NbFaces(); ++iF ) {
1587       const SMDS_MeshFace* face = 0;
1588       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iF );
1589       switch ( NbFaceNodes( iF )) {
1590       case 3:
1591         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2] ); break;
1592       case 4:
1593         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3] ); break;
1594       case 6:
1595         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2],
1596                                     nodes[3], nodes[4], nodes[5]); break;
1597       case 8:
1598         face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3],
1599                                     nodes[4], nodes[5], nodes[6], nodes[7]); break;
1600       }
1601       if ( face )
1602         faces.push_back( face );
1603     }
1604   return faces.size();
1605 }
1606
1607
1608 //================================================================================
1609 /*!
1610  * \brief Fill vector with boundary edges existing in the mesh
1611  * \param edges - vector of found edges
1612  * \retval int - nb of found faces
1613  */
1614 //================================================================================
1615
1616 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingEdges(std::vector<const SMDS_MeshElement*> & edges) const
1617 {
1618   edges.clear();
1619   edges.reserve( myVolumeNodes.size() * 2 );
1620   for ( size_t i = 0; i < myVolumeNodes.size()-1; ++i ) {
1621     for ( size_t j = i + 1; j < myVolumeNodes.size(); ++j ) {
1622       if ( IsLinked( i, j )) {
1623         const SMDS_MeshElement* edge =
1624           SMDS_Mesh::FindEdge( myVolumeNodes[i], myVolumeNodes[j] );
1625         if ( edge )
1626           edges.push_back( edge );
1627       }
1628     }
1629   }
1630   return edges.size();
1631 }
1632
1633 //================================================================================
1634 /*!
1635  * \brief Return minimal square distance between connected corner nodes
1636  */
1637 //================================================================================
1638
1639 double SMDS_VolumeTool::MinLinearSize2() const
1640 {
1641   double minSize = 1e+100;
1642   int iQ = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
1643
1644   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1645
1646   // it seems that compute distance twice is faster than organization of a sole computing
1647   myCurFace.myIndex = -1;
1648   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
1649   {
1650     setFace( iF );
1651     for ( int iN = 0; iN < myCurFace.myNbNodes; iN += iQ )
1652     {
1653       XYZ n1( myCurFace.myNodes[ iN ]);
1654       XYZ n2( myCurFace.myNodes[(iN + iQ) % myCurFace.myNbNodes]);
1655       minSize = std::min( minSize, (n1 - n2).SquareMagnitude());
1656     }
1657   }
1658
1659   return minSize;
1660 }
1661
1662 //================================================================================
1663 /*!
1664  * \brief Return maximal square distance between connected corner nodes
1665  */
1666 //================================================================================
1667
1668 double SMDS_VolumeTool::MaxLinearSize2() const
1669 {
1670   double maxSize = -1e+100;
1671   int iQ = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
1672
1673   SaveFacet savedFacet( myCurFace );
1674
1675   // it seems that compute distance twice is faster than organization of a sole computing
1676   myCurFace.myIndex = -1;
1677   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
1678   {
1679     setFace( iF );
1680     for ( int iN = 0; iN < myCurFace.myNbNodes; iN += iQ )
1681     {
1682       XYZ n1( myCurFace.myNodes[ iN ]);
1683       XYZ n2( myCurFace.myNodes[(iN + iQ) % myCurFace.myNbNodes]);
1684       maxSize = std::max( maxSize, (n1 - n2).SquareMagnitude());
1685     }
1686   }
1687
1688   return maxSize;
1689 }
1690
1691 //================================================================================
1692 /*!
1693  * \brief Fast quickly check that only one volume is built on the face nodes
1694  *        This check is valid for conformal meshes only
1695  */
1696 //================================================================================
1697
1698 bool SMDS_VolumeTool::IsFreeFace( int faceIndex, const SMDS_MeshElement** otherVol/*=0*/ ) const
1699 {
1700   const bool isFree = true;
1701
1702   if ( !setFace( faceIndex ))
1703     return !isFree;
1704
1705   const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( faceIndex );
1706
1707   const int  di = myVolume->IsQuadratic() ? 2 : 1;
1708   const int nbN = ( myCurFace.myNbNodes/di <= 4 && !IsPoly()) ? 3 : myCurFace.myNbNodes/di; // nb nodes to check
1709
1710   SMDS_ElemIteratorPtr eIt = nodes[0]->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
1711   while ( eIt->more() )
1712   {
1713     const SMDS_MeshElement* vol = eIt->next();
1714     if ( vol == myVolume )
1715       continue;
1716     int iN;
1717     for ( iN = 1; iN < nbN; ++iN )
1718       if ( vol->GetNodeIndex( nodes[ iN*di ]) < 0 )
1719         break;
1720     if ( iN == nbN ) // nbN nodes are shared with vol
1721     {
1722       // if ( vol->IsPoly() || vol->NbFaces() > 6 ) // vol is polyhed or hex prism
1723       // {
1724       //   int nb = myCurFace.myNbNodes;
1725       //   if ( myVolume->GetEntityType() != vol->GetEntityType() )
1726       //     nb -= ( GetCenterNodeIndex(0) > 0 );
1727       //   std::set<const SMDS_MeshNode*> faceNodes( nodes, nodes + nb );
1728       //   if ( SMDS_VolumeTool( vol ).GetFaceIndex( faceNodes ) < 0 )
1729       //     continue;
1730       // }
1731       if ( otherVol ) *otherVol = vol;
1732       return !isFree;
1733     }
1734   }
1735   if ( otherVol ) *otherVol = 0;
1736   return isFree;
1737 }
1738
1739 //================================================================================
1740 /*!
1741  * \brief Thorough check that only one volume is built on the face nodes
1742  */
1743 //================================================================================
1744
1745 bool SMDS_VolumeTool::IsFreeFaceAdv( int faceIndex, const SMDS_MeshElement** otherVol/*=0*/ ) const
1746 {
1747   const bool isFree = true;
1748
1749   if (!setFace( faceIndex ))
1750     return !isFree;
1751
1752   const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( faceIndex );
1753   const int nbFaceNodes = myCurFace.myNbNodes;
1754
1755   // evaluate nb of face nodes shared by other volumes
1756   int maxNbShared = -1;
1757   typedef std::map< const SMDS_MeshElement*, int > TElemIntMap;
1758   TElemIntMap volNbShared;
1759   TElemIntMap::iterator vNbIt;
1760   for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
1761     const SMDS_MeshNode* n = nodes[ iNode ];
1762     SMDS_ElemIteratorPtr eIt = n->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
1763     while ( eIt->more() ) {
1764       const SMDS_MeshElement* elem = eIt->next();
1765       if ( elem != myVolume ) {
1766         vNbIt = volNbShared.insert( std::make_pair( elem, 0 )).first;
1767         (*vNbIt).second++;
1768         if ( vNbIt->second > maxNbShared )
1769           maxNbShared = vNbIt->second;
1770       }
1771     }
1772   }
1773   if ( maxNbShared < 3 )
1774     return isFree; // is free
1775
1776   // find volumes laying on the opposite side of the face
1777   // and sharing all nodes
1778   XYZ intNormal; // internal normal
1779   GetFaceNormal( faceIndex, intNormal.x, intNormal.y, intNormal.z );
1780   if ( IsFaceExternal( faceIndex ))
1781     intNormal = XYZ( -intNormal.x, -intNormal.y, -intNormal.z );
1782   XYZ p0 ( nodes[0] ), baryCenter;
1783   for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end();  ) {
1784     const int& nbShared = (*vNbIt).second;
1785     if ( nbShared >= 3 ) {
1786       SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
1787       volume.GetBaryCenter( baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z );
1788       XYZ intNormal2( baryCenter - p0 );
1789       if ( intNormal.Dot( intNormal2 ) < 0 ) {
1790         // opposite side
1791         if ( nbShared >= nbFaceNodes )
1792         {
1793           // a volume shares the whole facet
1794           if ( otherVol ) *otherVol = vNbIt->first;
1795           return !isFree;
1796         }
1797         ++vNbIt;
1798         continue;
1799       }
1800     }
1801     // remove a volume from volNbShared map
1802     volNbShared.erase( vNbIt++ );
1803   }
1804
1805   // here volNbShared contains only volumes laying on the opposite side of
1806   // the face and sharing 3 or more but not all face nodes with myVolume
1807   if ( volNbShared.size() < 2 ) {
1808     return isFree; // is free
1809   }
1810
1811   // check if the whole area of a face is shared
1812   for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
1813   {
1814     const SMDS_MeshNode* n = nodes[ iNode ];
1815     // check if n is shared by one of volumes of volNbShared
1816     bool isShared = false;
1817     SMDS_ElemIteratorPtr eIt = n->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
1818     while ( eIt->more() && !isShared )
1819       isShared = volNbShared.count( eIt->next() );
1820     if ( !isShared )
1821       return isFree;
1822   }
1823   if ( otherVol ) *otherVol = volNbShared.begin()->first;
1824   return !isFree;
1825
1826 //   if ( !myVolume->IsPoly() )
1827 //   {
1828 //     bool isShared[] = { false, false, false, false }; // 4 triangle parts of a quadrangle
1829 //     for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end(); vNbIt++ ) {
1830 //       SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
1831 //       bool prevLinkShared = false;
1832 //       int nbSharedLinks = 0;
1833 //       for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
1834 //         bool linkShared = volume.IsLinked( nodes[ iNode ], nodes[ iNode + 1] );
1835 //         if ( linkShared )
1836 //           nbSharedLinks++;
1837 //         if ( linkShared && prevLinkShared &&
1838 //              volume.IsLinked( nodes[ iNode - 1 ], nodes[ iNode + 1] ))
1839 //           isShared[ iNode ] = true;
1840 //         prevLinkShared = linkShared;
1841 //       }
1842 //       if ( nbSharedLinks == nbFaceNodes )
1843 //         return !free; // is not free
1844 //       if ( nbFaceNodes == 4 ) {
1845 //         // check traingle parts 1 & 3
1846 //         if ( isShared[1] && isShared[3] )
1847 //           return !free; // is not free
1848 //         // check triangle parts 0 & 2;
1849 //         // 0 part could not be checked in the loop; check it here
1850 //         if ( isShared[2] && prevLinkShared &&
1851 //              volume.IsLinked( nodes[ 0 ], nodes[ 1 ] ) &&
1852 //              volume.IsLinked( nodes[ 1 ], nodes[ 3 ] ) )
1853 //           return !free; // is not free
1854 //       }
1855 //     }
1856 //   }
1857 //  return free;
1858 }
1859
1860 //=======================================================================
1861 //function : GetFaceIndex
1862 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
1863 //=======================================================================
1864
1865 int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const std::set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes,
1866                                    const int                        theFaceIndexHint ) const
1867 {
1868   if ( theFaceIndexHint >= 0 )
1869   {
1870     int nbNodes = NbFaceNodes( theFaceIndexHint );
1871     if ( nbNodes == (int) theFaceNodes.size() )
1872     {
1873       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( theFaceIndexHint );
1874       while ( nbNodes )
1875         if ( theFaceNodes.count( nodes[ nbNodes-1 ]))
1876           --nbNodes;
1877         else
1878           break;
1879       if ( nbNodes == 0 )
1880         return theFaceIndexHint;
1881     }
1882   }
1883   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ )
1884   {
1885     if ( iFace == theFaceIndexHint )
1886       continue;
1887     int nbNodes = NbFaceNodes( iFace );
1888     if ( nbNodes == (int) theFaceNodes.size() )
1889     {
1890       const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iFace );
1891       while ( nbNodes )
1892         if ( theFaceNodes.count( nodes[ nbNodes-1 ]))
1893           --nbNodes;
1894         else
1895           break;
1896       if ( nbNodes == 0 )
1897         return iFace;
1898     }
1899   }
1900   return -1;
1901 }
1902
1903 //=======================================================================
1904 //function : GetFaceIndex
1905 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
1906 //=======================================================================
1907
1908 /*int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const std::set<int>& theFaceNodesIndices )
1909 {
1910   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ ) {
1911     const int* nodes = GetFaceNodesIndices( iFace );
1912     int nbFaceNodes = NbFaceNodes( iFace );
1913     std::set<int> nodeSet;
1914     for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
1915       nodeSet.insert( nodes[ iNode ] );
1916     if ( theFaceNodesIndices == nodeSet )
1917       return iFace;
1918   }
1919   return -1;
1920 }*/
1921
1922 //=======================================================================
1923 //function : setFace
1924 //purpose  :
1925 //=======================================================================
1926
1927 bool SMDS_VolumeTool::setFace( int faceIndex ) const
1928 {
1929   if ( !myVolume )
1930     return false;
1931
1932   if ( myCurFace.myIndex == faceIndex )
1933     return true;
1934
1935   myCurFace.myIndex = -1;
1936
1937   if ( faceIndex < 0 || faceIndex >= NbFaces() )
1938     return false;
1939
1940   if (myVolume->IsPoly())
1941   {
1942     if ( !myPolyedre ) {
1943       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
1944       return false;
1945     }
1946
1947     // set face nodes
1948     SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* >( this );
1949     if ( !myAllFacesNbNodes ) {
1950       me->myPolyQuantities = myPolyedre->GetQuantities();
1951       myAllFacesNbNodes    = &myPolyQuantities[0];
1952     }
1953     myCurFace.myNbNodes = myAllFacesNbNodes[ faceIndex ];
1954     myCurFace.myNodes.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
1955     me->myPolyIndices.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
1956     myCurFace.myNodeIndices = & me->myPolyIndices[0];
1957     int shift = std::accumulate( myAllFacesNbNodes, myAllFacesNbNodes+faceIndex, 0 );
1958     for ( int iNode = 0; iNode < myCurFace.myNbNodes; iNode++ )
1959     {
1960       myCurFace.myNodes      [ iNode ] = myVolumeNodes[ shift + iNode ];
1961       myCurFace.myNodeIndices[ iNode ] = shift + iNode;
1962     }
1963     myCurFace.myNodes      [ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodes[ 0 ]; // last = first
1964     myCurFace.myNodeIndices[ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodeIndices[ 0 ];
1965
1966     // check orientation
1967     if (myExternalFaces)
1968     {
1969       myCurFace.myIndex = faceIndex; // avoid infinite recursion in IsFaceExternal()
1970       myExternalFaces = false; // force normal computation by IsFaceExternal()
1971       if ( !IsFaceExternal( faceIndex ))
1972         std::reverse( myCurFace.myNodes.begin(), myCurFace.myNodes.end() );
1973       myExternalFaces = true;
1974     }
1975   }
1976   else
1977   {
1978     if ( !myAllFacesNodeIndices_F )
1979     {
1980       // choose data for an element type
1981       switch ( myVolumeNodes.size() ) {
1982       case 4:
1983         myAllFacesNodeIndices_F  = &Tetra_F [0][0];
1984         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Tetra_F [0][0];
1985         myAllFacesNodeIndices_RE = &Tetra_RE[0][0];
1986         myAllFacesNbNodes        = Tetra_nbN;
1987         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Tetra_F[0])/sizeof(Tetra_F[0][0]);
1988         break;
1989       case 5:
1990         myAllFacesNodeIndices_F  = &Pyramid_F [0][0];
1991         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Pyramid_F [0][0];
1992         myAllFacesNodeIndices_RE = &Pyramid_RE[0][0];
1993         myAllFacesNbNodes        = Pyramid_nbN;
1994         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Pyramid_F[0])/sizeof(Pyramid_F[0][0]);
1995         break;
1996       case 6:
1997         myAllFacesNodeIndices_F  = &Penta_F [0][0];
1998         //myAllFacesNodeIndices_FE = &Penta_FE[0][0];
1999         myAllFacesNodeIndices_RE = &Penta_RE[0][0];
2000         myAllFacesNbNodes        = Penta_nbN;
2001         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Penta_F[0])/sizeof(Penta_F[0][0]);
2002         break;
2003       case 8:
2004         myAllFacesNodeIndices_F  = &Hexa_F [0][0];
2005         ///myAllFacesNodeIndices_FE = &Hexa_FE[0][0];
2006         myAllFacesNodeIndices_RE = &Hexa_RE[0][0];
2007         myAllFacesNbNodes        = Hexa_nbN;
2008         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(Hexa_F[0])/sizeof(Hexa_F[0][0]);
2009         break;
2010       case 10:
2011         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadTetra_F [0][0];
2012         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadTetra_F [0][0];
2013         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadTetra_RE[0][0];
2014         myAllFacesNbNodes        = QuadTetra_nbN;
2015         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadTetra_F[0])/sizeof(QuadTetra_F[0][0]);
2016         break;
2017       case 13:
2018         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadPyram_F [0][0];
2019         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadPyram_F [0][0];
2020         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadPyram_RE[0][0];
2021         myAllFacesNbNodes        = QuadPyram_nbN;
2022         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadPyram_F[0])/sizeof(QuadPyram_F[0][0]);
2023         break;
2024       case 15:
2025         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadPenta_F [0][0];
2026         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadPenta_FE[0][0];
2027         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadPenta_RE[0][0];
2028         myAllFacesNbNodes        = QuadPenta_nbN;
2029         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadPenta_F[0])/sizeof(QuadPenta_F[0][0]);
2030         break;
2031       case 20:
2032       case 27:
2033         myAllFacesNodeIndices_F  = &QuadHexa_F [0][0];
2034         //myAllFacesNodeIndices_FE = &QuadHexa_FE[0][0];
2035         myAllFacesNodeIndices_RE = &QuadHexa_RE[0][0];
2036         myAllFacesNbNodes        = QuadHexa_nbN;
2037         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(QuadHexa_F[0])/sizeof(QuadHexa_F[0][0]);
2038         if ( !myIgnoreCentralNodes && myVolumeNodes.size() == 27 )
2039         {
2040           myAllFacesNodeIndices_F  = &TriQuadHexa_F [0][0];
2041           //myAllFacesNodeIndices_FE = &TriQuadHexa_FE[0][0];
2042           myAllFacesNodeIndices_RE = &TriQuadHexa_RE[0][0];
2043           myAllFacesNbNodes        = TriQuadHexa_nbN;
2044           myMaxFaceNbNodes         = sizeof(TriQuadHexa_F[0])/sizeof(TriQuadHexa_F[0][0]);
2045         }
2046         break;
2047       case 12:
2048         myAllFacesNodeIndices_F  = &HexPrism_F [0][0];
2049         //myAllFacesNodeIndices_FE = &HexPrism_FE[0][0];
2050         myAllFacesNodeIndices_RE = &HexPrism_RE[0][0];
2051         myAllFacesNbNodes        = HexPrism_nbN;
2052         myMaxFaceNbNodes         = sizeof(HexPrism_F[0])/sizeof(HexPrism_F[0][0]);
2053         break;
2054       default:
2055         return false;
2056       }
2057     }
2058     myCurFace.myNbNodes = myAllFacesNbNodes[ faceIndex ];
2059     // if ( myExternalFaces )
2060     //   myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myVolForward ? myAllFacesNodeIndices_FE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes : myAllFacesNodeIndices_RE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2061     // else
2062     //   myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myAllFacesNodeIndices_F + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2063     myCurFace.myNodeIndices = (int*)( myVolForward ? myAllFacesNodeIndices_F + faceIndex*myMaxFaceNbNodes : myAllFacesNodeIndices_RE + faceIndex*myMaxFaceNbNodes );
2064
2065     // set face nodes
2066     myCurFace.myNodes.resize( myCurFace.myNbNodes + 1 );
2067     for ( int iNode = 0; iNode < myCurFace.myNbNodes; iNode++ )
2068       myCurFace.myNodes[ iNode ] = myVolumeNodes[ myCurFace.myNodeIndices[ iNode ]];
2069     myCurFace.myNodes[ myCurFace.myNbNodes ] = myCurFace.myNodes[ 0 ];
2070   }
2071
2072   myCurFace.myIndex = faceIndex;
2073
2074   return true;
2075 }
2076
2077 //=======================================================================
2078 //function : GetType
2079 //purpose  : return VolumeType by nb of nodes in a volume
2080 //=======================================================================
2081
2082 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetType(int nbNodes)
2083 {
2084   switch ( nbNodes ) {
2085   case 4: return TETRA;
2086   case 5: return PYRAM;
2087   case 6: return PENTA;
2088   case 8: return HEXA;
2089   case 10: return QUAD_TETRA;
2090   case 13: return QUAD_PYRAM;
2091   case 15: return QUAD_PENTA;
2092   case 20:
2093   case 27: return QUAD_HEXA;
2094   case 12: return HEX_PRISM;
2095   default:return UNKNOWN;
2096   }
2097 }
2098
2099 //=======================================================================
2100 //function : NbFaces
2101 //purpose  : return nb of faces by volume type
2102 //=======================================================================
2103
2104 int SMDS_VolumeTool::NbFaces( VolumeType type )
2105 {
2106   switch ( type ) {
2107   case TETRA     :
2108   case QUAD_TETRA: return 4;
2109   case PYRAM     :
2110   case QUAD_PYRAM: return 5;
2111   case PENTA     :
2112   case QUAD_PENTA: return 5;
2113   case HEXA      :
2114   case QUAD_HEXA : return 6;
2115   case HEX_PRISM : return 8;
2116   default:         return 0;
2117   }
2118 }
2119
2120 //================================================================================
2121 /*!
2122  * \brief Useful to know nb of corner nodes of a quadratic volume
2123   * \param type - volume type
2124   * \retval int - nb of corner nodes
2125  */
2126 //================================================================================
2127
2128 int SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes(VolumeType type)
2129 {
2130   switch ( type ) {
2131   case TETRA     :
2132   case QUAD_TETRA: return 4;
2133   case PYRAM     :
2134   case QUAD_PYRAM: return 5;
2135   case PENTA     :
2136   case QUAD_PENTA: return 6;
2137   case HEXA      :
2138   case QUAD_HEXA : return 8;
2139   case HEX_PRISM : return 12;
2140   default:         return 0;
2141   }
2142   return 0;
2143 }
2144   //
2145
2146 //=======================================================================
2147 //function : GetFaceNodesIndices
2148 //purpose  : Return the array of face nodes indices
2149 //           To comfort link iteration, the array
2150 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
2151 //           the last node index == the first one.
2152 //=======================================================================
2153
2154 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices(VolumeType type,
2155                                                 int        faceIndex,
2156                                                 bool       external)
2157 {
2158   switch ( type ) {
2159   case TETRA: return Tetra_F[ faceIndex ];
2160   case PYRAM: return Pyramid_F[ faceIndex ];
2161   case PENTA: return external ? Penta_F[ faceIndex ] : Penta_F[ faceIndex ];
2162   case HEXA:  return external ? Hexa_F[ faceIndex ] : Hexa_F[ faceIndex ];
2163   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_F[ faceIndex ];
2164   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_F[ faceIndex ];
2165   case QUAD_PENTA: return external ? QuadPenta_F[ faceIndex ] : QuadPenta_F[ faceIndex ];
2166     // what about SMDSEntity_TriQuad_Hexa?
2167   case QUAD_HEXA:  return external ? QuadHexa_F[ faceIndex ] : QuadHexa_F[ faceIndex ];
2168   case HEX_PRISM:  return external ? HexPrism_F[ faceIndex ] : HexPrism_F[ faceIndex ];
2169   default:;
2170   }
2171   return 0;
2172 }
2173
2174 //=======================================================================
2175 //function : NbFaceNodes
2176 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
2177 //=======================================================================
2178
2179 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes(VolumeType type,
2180                                  int        faceIndex )
2181 {
2182   switch ( type ) {
2183   case TETRA: return Tetra_nbN[ faceIndex ];
2184   case PYRAM: return Pyramid_nbN[ faceIndex ];
2185   case PENTA: return Penta_nbN[ faceIndex ];
2186   case HEXA:  return Hexa_nbN[ faceIndex ];
2187   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_nbN[ faceIndex ];
2188   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_nbN[ faceIndex ];
2189   case QUAD_PENTA: return QuadPenta_nbN[ faceIndex ];
2190     // what about SMDSEntity_TriQuad_Hexa?
2191   case QUAD_HEXA:  return QuadHexa_nbN[ faceIndex ];
2192   case HEX_PRISM:  return HexPrism_nbN[ faceIndex ];
2193   default:;
2194   }
2195   return 0;
2196 }
2197
2198 //=======================================================================
2199 //function : Element
2200 //purpose  : return element
2201 //=======================================================================
2202
2203 const SMDS_MeshVolume* SMDS_VolumeTool::Element() const
2204 {
2205   return static_cast<const SMDS_MeshVolume*>( myVolume );
2206 }
2207
2208 //=======================================================================
2209 //function : ID
2210 //purpose  : return element ID
2211 //=======================================================================
2212
2213 int SMDS_VolumeTool::ID() const
2214 {
2215   return myVolume ? myVolume->GetID() : 0;
2216 }