src/SMDS/SMDS_VolumeTool.cxx

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