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 //
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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 // File      : SMDS_VolumeTool.cxx
  23 // Created   : Tue Jul 13 12:22:13 2004
  24 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  25 //
  26 #ifdef _MSC_VER
  27 #pragma warning(disable:4786)
  28 #endif
  29
  30 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  31
  32 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  33 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  34 #include "SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes.hxx"
  35 #include "SMDS_Mesh.hxx"
  36
  37 #include "utilities.h"
  38
  39 #include <map>
  40 #include <float.h>
  41 #include <math.h>
  42
  43 using namespace std;
  44
  45 // ======================================================
  46 // Node indices in faces depending on volume orientation
  47 // making most faces normals external
  48 // ======================================================
  49
  50 /*
  51 //           N3
  52 //           +
  53 //          /|\
  54 //         / | \
  55 //        /  |  \
  56 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
  57 //       \   |   /
  58 //        \  |  /
  59 //         \ | /
  60 //          \|/
  61 //           +
  62 //           N2
  63 */
  64 static int Tetra_F [4][4] = { // FORWARD == EXTERNAL
  65   { 0, 1, 2, 0 },              // All faces have external normals
  66   { 0, 3, 1, 0 },
  67   { 1, 3, 2, 1 },
  68   { 0, 2, 3, 0 }};
  69 static int Tetra_R [4][4] = { // REVERSED
  70   { 0, 1, 2, 0 },             // All faces but a bottom have external normals
  71   { 0, 1, 3, 0 },
  72   { 1, 2, 3, 1 },
  73   { 0, 3, 2, 0 }};
  74 static int Tetra_RE [4][4] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
  75   { 0, 2, 1, 0 },              // All faces have external normals
  76   { 0, 1, 3, 0 },
  77   { 1, 2, 3, 1 },
  78   { 0, 3, 2, 0 }};
  79 static int Tetra_nbN [] = { 3, 3, 3, 3 };
  80
  81 //
  82 //     PYRAMID
  83 //
  84 static int Pyramid_F [5][5] = { // FORWARD == EXTERNAL
  85   { 0, 1, 2, 3, 0 },            // All faces have external normals
  86   { 0, 4, 1, 0, 4 },
  87   { 1, 4, 2, 1, 4 },
  88   { 2, 4, 3, 2, 4 },
  89   { 3, 4, 0, 3, 4 }};
  90 static int Pyramid_R [5][5] = { // REVERSED
  91   { 0, 1, 2, 3, 0 },            // All faces but a bottom have external normals
  92   { 0, 1, 4, 0, 4 },
  93   { 1, 2, 4, 1, 4 },
  94   { 2, 3, 4, 2, 4 },
  95   { 3, 0, 4, 3, 4 }};
  96 static int Pyramid_RE [5][5] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
  97   { 0, 3, 2, 1, 0 },             // All faces but a bottom have external normals
  98   { 0, 1, 4, 0, 4 },
  99   { 1, 2, 4, 1, 4 },
 100   { 2, 3, 4, 2, 4 },
 101   { 3, 0, 4, 3, 4 }};
 102 static int Pyramid_nbN [] = { 4, 3, 3, 3, 3 };
 103
 104 /*
 105 //            + N4
 106 //           /|\
 107 //          / | \
 108 //         /  |  \
 109 //        /   |   \
 110 //    N3 +---------+ N5
 111 //       |    |    |
 112 //       |    + N1 |
 113 //       |   / \   |                PENTAHEDRON
 114 //       |  /   \  |
 115 //       | /     \ |
 116 //       |/       \|
 117 //    N0 +---------+ N2
 118 */
 119 static int Penta_F [5][5] = { // FORWARD
 120   { 0, 1, 2, 0, 0 },          // Top face has an internal normal, other - external
 121   { 3, 4, 5, 3, 3 },          // 0 is bottom, 1 is top face
 122   { 0, 2, 5, 3, 0 },
 123   { 1, 4, 5, 2, 1 },
 124   { 0, 3, 4, 1, 0 }};
 125 static int Penta_R [5][5] = { // REVERSED
 126   { 0, 1, 2, 0, 0 },          // Bottom face has an internal normal, other - external
 127   { 3, 4, 5, 3, 3 },          // 0 is bottom, 1 is top face
 128   { 0, 3, 5, 2, 0 },
 129   { 1, 2, 5, 4, 1 },
 130   { 0, 1, 4, 3, 0 }};
 131 static int Penta_FE [5][5] = { // FORWARD -> EXTERNAL
 132   { 0, 1, 2, 0, 0 },
 133   { 3, 5, 4, 3, 3 },
 134   { 0, 2, 5, 3, 0 },
 135   { 1, 4, 5, 2, 1 },
 136   { 0, 3, 4, 1, 0 }};
 137 static int Penta_RE [5][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 138   { 0, 2, 1, 0, 0 },
 139   { 3, 4, 5, 3, 3 },
 140   { 0, 3, 5, 2, 0 },
 141   { 1, 2, 5, 4, 1 },
 142   { 0, 1, 4, 3, 0 }};
 143 static int Penta_nbN [] = { 3, 3, 4, 4, 4 };
 144
 145 /*
 146 //         N5+----------+N6
 147 //          /|         /|
 148 //         / |        / |
 149 //        /  |       /  |
 150 //     N4+----------+N7 |
 151 //       |   |      |   |           HEXAHEDRON
 152 //       |   |      |   |
 153 //       |   |      |   |
 154 //       | N1+------|---+N2
 155 //       |  /       |  /
 156 //       | /        | /
 157 //       |/         |/
 158 //     N0+----------+N3
 159 */
 160 static int Hexa_F [6][5] = { // FORWARD
 161   { 0, 1, 2, 3, 0 },         // opposite faces are neighbouring,
 162   { 4, 5, 6, 7, 4 },         // odd face(1,3,5) normal is internal, even(0,2,4) - external
 163   { 1, 0, 4, 5, 1 },         // same index nodes of opposite faces are linked
 164   { 2, 3, 7, 6, 2 },
 165   { 0, 3, 7, 4, 0 },
 166   { 1, 2, 6, 5, 1 }};
 167 // static int Hexa_R [6][5] = { // REVERSED
 168 //   { 0, 3, 2, 1, 0 },         // opposite faces are neighbouring,
 169 //   { 4, 7, 6, 5, 4 },         // odd face(1,3,5) normal is external, even(0,2,4) - internal
 170 //   { 1, 5, 4, 0, 1 },         // same index nodes of opposite faces are linked
 171 //   { 2, 6, 7, 3, 2 },
 172 //   { 0, 4, 7, 3, 0 },
 173 //   { 1, 5, 6, 2, 1 }};
 174 static int Hexa_FE [6][5] = { // FORWARD -> EXTERNAL
 175   { 0, 1, 2, 3, 0 } ,         // opposite faces are neighbouring,
 176   { 4, 7, 6, 5, 4 },          // all face normals are external,
 177   { 0, 4, 5, 1, 0 },          // links in opposite faces: 0-0, 1-3, 2-2, 3-1
 178   { 3, 2, 6, 7, 3 },
 179   { 0, 3, 7, 4, 0 },
 180   { 1, 5, 6, 2, 1 }};
 181 static int Hexa_RE [6][5] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 182   { 0, 3, 2, 1, 0 },          // opposite faces are neighbouring,
 183   { 4, 5, 6, 7, 4 },          // all face normals are external,
 184   { 0, 1, 5, 4, 0 },          // links in opposite faces: 0-0, 1-3, 2-2, 3-1
 185   { 3, 7, 6, 2, 3 },
 186   { 0, 4, 7, 3, 0 },
 187   { 1, 2, 6, 5, 1 }};
 188 static int Hexa_nbN [] = { 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
 189
 190
 191 /*
 192 //           N3
 193 //           +
 194 //          /|\
 195 //        7/ | \8
 196 //        /  |4 \                    QUADRATIC
 197 //    N0 +---|---+ N1                TETRAHEDRON
 198 //       \   +9  /
 199 //        \  |  /
 200 //        6\ | /5
 201 //          \|/
 202 //           +
 203 //           N2
 204 */
 205 static int QuadTetra_F [4][7] = { // FORWARD == EXTERNAL
 206   { 0, 4, 1, 5, 2, 6, 0 },        // All faces have external normals
 207   { 0, 7, 3, 8, 1, 4, 0 },
 208   { 1, 8, 3, 9, 2, 5, 1 },
 209   { 0, 6, 2, 9, 3, 7, 0 }};
 210 static int QuadTetra_R [4][7] = { // REVERSED
 211   { 0, 4, 1, 5, 2, 6, 0 },        // All faces but a bottom have external normals
 212   { 0, 4, 1, 8, 3, 7, 0 },
 213   { 1, 5, 2, 9, 3, 8, 1 },
 214   { 0, 7, 3, 9, 2, 6, 0 }};
 215 static int QuadTetra_RE [4][7] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 216   { 0, 6, 2, 5, 1, 4, 0 },              // All faces have external normals
 217   { 0, 4, 1, 8, 3, 7, 0 },
 218   { 1, 5, 2, 9, 3, 8, 1 },
 219   { 0, 7, 3, 9, 2, 6, 0 }};
 220 static int QuadTetra_nbN [] = { 6, 6, 6, 6 };
 221
 222 //
 223 //     QUADRATIC
 224 //     PYRAMID
 225 //
 226 //            +4
 227 //
 228 //
 229 //       10+-----+11
 230 //         |     |        9 - middle point for (0,4) etc.
 231 //         |     |
 232 //        9+-----+12
 233 //
 234 //            6
 235 //      1+----+----+2
 236 //       |         |
 237 //       |         |
 238 //      5+         +7
 239 //       |         |
 240 //       |         |
 241 //      0+----+----+3
 242 //            8
 243 static int QuadPyram_F [5][9] = {  // FORWARD == EXTERNAL
 244   { 0, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8, 0 },   // All faces have external normals
 245   { 0, 9, 4, 10,1, 5, 0, 4, 4 },
 246   { 1, 10,4, 11,2, 6, 1, 4, 4 },
 247   { 2, 11,4, 12,3, 7, 2, 4, 4 },
 248   { 3, 12,4, 9, 0, 8, 3, 4, 4 }};
 249 static int QuadPyram_R [5][9] = {  // REVERSED
 250   { 0, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8, 0 },   // All faces but a bottom have external normals
 251   { 0, 5, 1, 10,4, 9, 0, 4, 4 },
 252   { 1, 6, 2, 11,4, 10,1, 4, 4 },
 253   { 2, 7, 3, 12,4, 11,2, 4, 4 },
 254   { 3, 8, 0, 9, 4, 12,3, 4, 4 }};
 255 static int QuadPyram_RE [5][9] = { // REVERSED -> FORWARD (EXTERNAL)
 256   { 0, 8, 3, 7, 2, 6, 1, 5, 0 },   // All faces but a bottom have external normals
 257   { 0, 5, 1, 10,4, 9, 0, 4, 4 },
 258   { 1, 6, 2, 11,4, 10,1, 4, 4 },
 259   { 2, 7, 3, 12,4, 11,2, 4, 4 },
 260   { 3, 8, 0, 9, 4, 12,3, 4, 4 }};
 261 static int QuadPyram_nbN [] = { 8, 6, 6, 6, 6 };
 262
 263 /*
 264 //            + N4
 265 //           /|\
 266 //         9/ | \10
 267 //         /  |  \
 268 //        /   |   \
 269 //    N3 +----+----+ N5
 270 //       |    |11  |
 271 //       |    |    |
 272 //       |    +13  |                QUADRATIC
 273 //       |    |    |                PENTAHEDRON
 274 //       |    |    |
 275 //       |    |    |
 276 //       |    |    |
 277 //     12+    |    +14
 278 //       |    |    |
 279 //       |    |    |
 280 //       |    + N1 |
 281 //       |   / \   |
 282 //       | 6/   \7 |
 283 //       | /     \ |
 284 //       |/       \|
 285 //    N0 +---------+ N2
 286 //            8
 287 */
 288 static int QuadPenta_F [5][9] = {  // FORWARD
 289   { 0, 6, 1, 7, 2, 8, 0, 0, 0 },   // Top face has an internal normal, other - external
 290   { 3, 9, 4, 10,5, 11,3, 3, 3 },   // 0 is bottom, 1 is top face
 291   { 0, 8, 2, 14,5, 11,3, 12,0 },
 292   { 1, 13,4, 10,5, 14,2, 7, 1 },
 293   { 0, 12,3, 9, 4, 13,1, 6, 0 }};
 294 static int QuadPenta_R [5][9] = { // REVERSED
 295   { 0, 6, 1, 7, 2, 8, 0, 0, 0 },  // Bottom face has an internal normal, other - external
 296   { 3, 9, 4, 10,5, 11,3, 3, 3 },  // 0 is bottom, 1 is top face
 297   { 0, 12,3, 11,5, 14,2, 8, 0 },
 298   { 1, 7, 2, 14,5, 10,4, 13,1 },
 299   { 0, 6, 1, 13,4, 9, 3, 12,0 }};
 300 static int QuadPenta_FE [5][9] = { // FORWARD -> EXTERNAL
 301   { 0, 6, 1, 7, 2, 8, 0, 0, 0 },
 302   { 3,11, 5, 10,4, 9, 3, 3, 3 },
 303   { 0, 8, 2, 14,5, 11,3, 12,0 },
 304   { 1, 13,4, 10,5, 14,2, 7, 1 },
 305   { 0, 12,3, 9, 4, 13,1, 6, 0 }};
 306 static int QuadPenta_RE [5][9] = { // REVERSED -> EXTERNAL
 307   { 0, 8, 2, 7, 1, 6, 0, 0, 0 },
 308   { 3, 9, 4, 10,5, 11,3, 3, 3 },
 309   { 0, 12,3, 11,5, 14,2, 8, 0 },
 310   { 1, 7, 2, 14,5, 10,4, 13,1 },
 311   { 0, 6, 1, 13,4, 9, 3, 12,0 }};
 312 static int QuadPenta_nbN [] = { 6, 6, 8, 8, 8 };
 313
 314 /*
 315 //                 13
 316 //         N5+-----+-----+N6
 317 //          /|          /|
 318 //       12+ |       14+ |
 319 //        /  |        /  |
 320 //     N4+-----+-----+N7 |           QUADRATIC
 321 //       |   | 15    |   |           HEXAHEDRON
 322 //       |   |       |   |
 323 //       | 17+       |   +18
 324 //       |   |       |   |
 325 //       |   |       |   |
 326 //       |   |       |   |
 327 //     16+   |       +19 |
 328 //       |   |       |   |
 329 //       |   |     9 |   |
 330 //       | N1+-----+-|---+N2
 331 //       |  /        |  /
 332 //       | +8        | +10
 333 //       |/          |/
 334 //     N0+-----+-----+N3
 335 //             11
 336 */
 337 static int QuadHexa_F [6][9] = {  // FORWARD
 338   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11,0 },  // opposite faces are neighbouring,
 339   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15,4 },  // odd face(1,3,5) normal is internal, even(0,2,4) - external
 340   { 1, 8, 0, 16,4, 12,5, 17,1 },  // same index nodes of opposite faces are linked
 341   { 2, 10,3, 19,7, 14,6, 18,2 },
 342   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16,0 },
 343   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17,1 }};
 344 // static int Hexa_R [6][5] = { // REVERSED
 345 //   { 0, 3, 2, 1, 0 },         // opposite faces are neighbouring,
 346 //   { 4, 7, 6, 5, 4 },         // odd face(1,3,5) normal is external, even(0,2,4) - internal
 347 //   { 1, 5, 4, 0, 1 },         // same index nodes of opposite faces are linked
 348 //   { 2, 6, 7, 3, 2 },
 349 //   { 0, 4, 7, 3, 0 },
 350 //   { 1, 5, 6, 2, 1 }};
 351 static int QuadHexa_FE [6][9] = {  // FORWARD -> EXTERNAL
 352   { 0, 8, 1, 9, 2, 10,3, 11,0 },   // opposite faces are neighbouring,
 353   { 4, 15,7, 14,6, 13,5, 12,4 },   // all face normals are external,
 354   { 0, 16,4, 12,5, 17,1, 8, 0 },   // links in opposite faces: 0-0, 1-3, 2-2, 3-1
 355   { 3, 10,2, 18,6, 14,7, 19,3 },
 356   { 0, 11,3, 19,7, 15,4, 16,0 },
 357   { 1, 17,5, 13,6, 18,2, 9, 1 }};
 358 static int QuadHexa_RE [6][9] = {  // REVERSED -> EXTERNAL
 359   { 0, 11,3, 10,2, 9, 1, 8, 0 },   // opposite faces are neighbouring,
 360   { 4, 12,5, 13,6, 14,7, 15,4 },   // all face normals are external,
 361   { 0, 8, 1, 17,5, 12,4, 16,0 },   // links in opposite faces: 0-0, 1-3, 2-2, 3-1
 362   { 3, 19,7, 14,6, 18,2, 10,3 },
 363   { 0, 16,4, 15,7, 19,3, 11,0 },
 364   { 1, 9, 2, 18,6, 13,5, 17,1 }};
 365 static int QuadHexa_nbN [] = { 8, 8, 8, 8, 8, 8 };
 366
 367
 368 // ========================================================
 369 // to perform some calculations without linkage to CASCADE
 370 // ========================================================
 371 namespace
 372 {
 373 struct XYZ {
 374   double x;
 375   double y;
 376   double z;
 377   XYZ()                               { x = 0; y = 0; z = 0; }
 378   XYZ( double X, double Y, double Z ) { x = X; y = Y; z = Z; }
 379   XYZ( const XYZ& other )             { x = other.x; y = other.y; z = other.z; }
 380   XYZ( const SMDS_MeshNode* n )       { x = n->X(); y = n->Y(); z = n->Z(); }
 381   inline XYZ operator-( const XYZ& other );
 382   inline XYZ Crossed( const XYZ& other );
 383   inline double Dot( const XYZ& other );
 384   inline double Magnitude();
 385 };
 386 inline XYZ XYZ::operator-( const XYZ& Right ) {
 387   return XYZ(x - Right.x, y - Right.y, z - Right.z);
 388 }
 389 inline XYZ XYZ::Crossed( const XYZ& Right ) {
 390   return XYZ (y * Right.z - z * Right.y,
 391               z * Right.x - x * Right.z,
 392               x * Right.y - y * Right.x);
 393 }
 394 inline double XYZ::Dot( const XYZ& Other ) {
 395   return(x * Other.x + y * Other.y + z * Other.z);
 396 }
 397 inline double XYZ::Magnitude() {
 398   return sqrt (x * x + y * y + z * z);
 399 }
 400 }
 401
 402 //=======================================================================
 403 //function : SMDS_VolumeTool
 404 //purpose  :
 405 //=======================================================================
 406
 407 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool ()
 408      : myVolume( 0 ),
 409        myPolyedre( 0 ),
 410        myVolForward( true ),
 411        myNbFaces( 0 ),
 412        myVolumeNbNodes( 0 ),
 413        myVolumeNodes( NULL ),
 414        myExternalFaces( false ),
 415        myFaceNbNodes( 0 ),
 416        myCurFace( -1 ),
 417        myFaceNodeIndices( NULL ),
 418        myFaceNodes( NULL )
 419 {
 420 }
 421
 422 //=======================================================================
 423 //function : SMDS_VolumeTool
 424 //purpose  :
 425 //=======================================================================
 426
 427 SMDS_VolumeTool::SMDS_VolumeTool (const SMDS_MeshElement* theVolume)
 428      : myVolume( 0 ),
 429        myPolyedre( 0 ),
 430        myVolForward( true ),
 431        myNbFaces( 0 ),
 432        myVolumeNbNodes( 0 ),
 433        myVolumeNodes( NULL ),
 434        myExternalFaces( false ),
 435        myFaceNbNodes( 0 ),
 436        myCurFace( -1 ),
 437        myFaceNodeIndices( NULL ),
 438        myFaceNodes( NULL )
 439 {
 440   Set( theVolume );
 441 }
 442
 443 //=======================================================================
 444 //function : SMDS_VolumeTool
 445 //purpose  :
 446 //=======================================================================
 447
 448 SMDS_VolumeTool::~SMDS_VolumeTool()
 449 {
 450   if (myVolumeNodes != NULL) {
 451     delete [] myVolumeNodes;
 452     myVolumeNodes = NULL;
 453   }
 454   if (myFaceNodes != NULL) {
 455     delete [] myFaceNodes;
 456     myFaceNodes = NULL;
 457   }
 458 }
 459
 460 //=======================================================================
 461 //function : SetVolume
 462 //purpose  : Set volume to iterate on
 463 //=======================================================================
 464
 465 bool SMDS_VolumeTool::Set (const SMDS_MeshElement* theVolume)
 466 {
 467   myVolume = 0;
 468   myPolyedre = 0;
 469
 470   myVolForward = true;
 471   myNbFaces = 0;
 472   myVolumeNbNodes = 0;
 473   if (myVolumeNodes != NULL) {
 474     delete [] myVolumeNodes;
 475     myVolumeNodes = NULL;
 476   }
 477
 478   myExternalFaces = false;
 479   myFaceNbNodes = 0;
 480
 481   myCurFace = -1;
 482   myFaceNodeIndices = NULL;
 483   if (myFaceNodes != NULL) {
 484     delete [] myFaceNodes;
 485     myFaceNodes = NULL;
 486   }
 487
 488   if ( theVolume && theVolume->GetType() == SMDSAbs_Volume )
 489   {
 490     myVolume = theVolume;
 491
 492     myNbFaces = theVolume->NbFaces();
 493     myVolumeNbNodes = theVolume->NbNodes();
 494
 495     // set volume nodes
 496     int iNode = 0;
 497     myVolumeNodes = new const SMDS_MeshNode* [myVolumeNbNodes];
 498     SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = myVolume->nodesIterator();
 499     while ( nodeIt->more() ) {
 500       myVolumeNodes[ iNode++ ] = static_cast<const SMDS_MeshNode*>( nodeIt->next() );
 501     }
 502
 503     if (myVolume->IsPoly()) {
 504       myPolyedre = static_cast<const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes*>( myVolume );
 505       if (!myPolyedre) {
 506         MESSAGE("Warning: bad volumic element");
 507         return false;
 508       }
 509     }
 510     else {
 511       switch ( myVolumeNbNodes ) {
 512       case 4:
 513       case 5:
 514       case 6:
 515       case 8:
 516       case 10:
 517       case 13:
 518       case 15:
 519       case 20: {
 520         // define volume orientation
 521         XYZ botNormal;
 522         GetFaceNormal( 0, botNormal.x, botNormal.y, botNormal.z );
 523         const SMDS_MeshNode* topNode = myVolumeNodes[ myVolumeNbNodes - 1 ];
 524         const SMDS_MeshNode* botNode = myVolumeNodes[ 0 ];
 525         XYZ upDir (topNode->X() - botNode->X(),
 526                    topNode->Y() - botNode->Y(),
 527                    topNode->Z() - botNode->Z() );
 528         myVolForward = ( botNormal.Dot( upDir ) < 0 );
 529         break;
 530       }
 531       default:
 532         break;
 533       }
 534     }
 535   }
 536   return ( myVolume != 0 );
 537 }
 538
 539 //=======================================================================
 540 //function : Inverse
 541 //purpose  : Inverse volume
 542 //=======================================================================
 543
 544 #define SWAP_NODES(nodes,i1,i2)           \
 545 {                                         \
 546   const SMDS_MeshNode* tmp = nodes[ i1 ]; \
 547   nodes[ i1 ] = nodes[ i2 ];              \
 548   nodes[ i2 ] = tmp;                      \
 549 }
 550 void SMDS_VolumeTool::Inverse ()
 551 {
 552   if ( !myVolume ) return;
 553
 554   if (myVolume->IsPoly()) {
 555     MESSAGE("Warning: attempt to inverse polyhedral volume");
 556     return;
 557   }
 558
 559   myVolForward = !myVolForward;
 560   myCurFace = -1;
 561
 562   // inverse top and bottom faces
 563   switch ( myVolumeNbNodes ) {
 564   case 4:
 565     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 566     break;
 567   case 5:
 568     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 569     break;
 570   case 6:
 571     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 572     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 573     break;
 574   case 8:
 575     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 576     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 577     break;
 578
 579   case 10:
 580     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 581     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 6 );
 582     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 9 );
 583     break;
 584   case 13:
 585     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 586     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 8 );
 587     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 7 );
 588     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 10, 12 );
 589     break;
 590   case 15:
 591     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 2 );
 592     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 4, 5 );
 593     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 6, 8 );
 594     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 11 );
 595     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 596     break;
 597   case 20:
 598     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 1, 3 );
 599     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 5, 7 );
 600     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 8, 11 );
 601     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 9, 10 );
 602     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 12, 15 );
 603     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 13, 14 );
 604     SWAP_NODES( myVolumeNodes, 17, 19 );
 605     break;
 606   default:;
 607   }
 608 }
 609
 610 //=======================================================================
 611 //function : GetVolumeType
 612 //purpose  :
 613 //=======================================================================
 614
 615 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetVolumeType() const
 616 {
 617   if ( myPolyedre )
 618     return POLYHEDA;
 619
 620   if ( myVolume ) {
 621 //    static const VolumeType types[] = {
 622 //      TETRA,     // myVolumeNbNodes = 4
 623 //      PYRAM,     // myVolumeNbNodes = 5
 624 //      PENTA,     // myVolumeNbNodes = 6
 625 //      UNKNOWN,   // myVolumeNbNodes = 7
 626 //      HEXA       // myVolumeNbNodes = 8
 627 //    };
 628 //    return types[ myVolumeNbNodes - 4 ];
 629     switch(myVolumeNbNodes) {
 630     case 4: return TETRA; break;
 631     case 5: return PYRAM; break;
 632     case 6: return PENTA; break;
 633     case 8: return HEXA; break;
 634     case 10: return QUAD_TETRA; break;
 635     case 13: return QUAD_PYRAM; break;
 636     case 15: return QUAD_PENTA; break;
 637     case 20: return QUAD_HEXA; break;
 638     default: break;
 639     }
 640   }
 641
 642   return UNKNOWN;
 643 }
 644
 645 //=======================================================================
 646 //function : getTetraVolume
 647 //purpose  :
 648 //=======================================================================
 649
 650 static double getTetraVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 651                              const SMDS_MeshNode* n2,
 652                              const SMDS_MeshNode* n3,
 653                              const SMDS_MeshNode* n4)
 654 {
 655   double X1 = n1->X();
 656   double Y1 = n1->Y();
 657   double Z1 = n1->Z();
 658
 659   double X2 = n2->X();
 660   double Y2 = n2->Y();
 661   double Z2 = n2->Z();
 662
 663   double X3 = n3->X();
 664   double Y3 = n3->Y();
 665   double Z3 = n3->Z();
 666
 667   double X4 = n4->X();
 668   double Y4 = n4->Y();
 669   double Z4 = n4->Z();
 670
 671   double Q1 = -(X1-X2)*(Y3*Z4-Y4*Z3);
 672   double Q2 =  (X1-X3)*(Y2*Z4-Y4*Z2);
 673   double R1 = -(X1-X4)*(Y2*Z3-Y3*Z2);
 674   double R2 = -(X2-X3)*(Y1*Z4-Y4*Z1);
 675   double S1 =  (X2-X4)*(Y1*Z3-Y3*Z1);
 676   double S2 = -(X3-X4)*(Y1*Z2-Y2*Z1);
 677
 678   return (Q1+Q2+R1+R2+S1+S2)/6.0;
 679 }
 680
 681 //=======================================================================
 682 //function : GetSize
 683 //purpose  : Return element volume
 684 //=======================================================================
 685
 686 double SMDS_VolumeTool::GetSize() const
 687 {
 688   double V = 0.;
 689   if ( !myVolume )
 690     return 0.;
 691
 692   if ( myVolume->IsPoly() )
 693   {
 694     if ( !myPolyedre )
 695       return 0.;
 696
 697     // split a polyhedron into tetrahedrons
 698
 699     SMDS_VolumeTool* me = const_cast< SMDS_VolumeTool* > ( this );
 700     XYZ baryCenter;
 701     me->GetBaryCenter(baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z);
 702     SMDS_MeshNode bcNode ( baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z );
 703
 704     for ( int f = 0; f < NbFaces(); ++f )
 705     {
 706       bool externalFace = me->IsFaceExternal( f ); // it calls setFace()
 707       for ( int n = 2; n < myFaceNbNodes; ++n )
 708       {
 709         double Vn = getTetraVolume( myFaceNodes[ 0 ],
 710                                     myFaceNodes[ n-1 ],
 711                                     myFaceNodes[ n ],
 712                                     & bcNode );
 713 ///         cout <<"++++   " << Vn << "   nodes " <<myFaceNodes[ 0 ]->GetID() << " " <<myFaceNodes[ n-1 ]->GetID() << " " <<myFaceNodes[ n ]->GetID() << "        < " << V << endl;
 714         V += externalFace ? -Vn : Vn;
 715       }
 716     }
 717   }
 718   else
 719   {
 720     const static int ind[] = {
 721       0, 1, 3, 6, 11, 19, 32, 46, 66};
 722     const static int vtab[][4] = {
 723       // tetrahedron
 724       { 0, 1, 2, 3 },
 725       // pyramid
 726       { 0, 1, 3, 4 },
 727       { 1, 2, 3, 4 },
 728       // pentahedron
 729       { 0, 1, 2, 3 },
 730       { 1, 5, 3, 4 },
 731       { 1, 5, 2, 3 },
 732       // hexahedron
 733       { 1, 4, 3, 0 },
 734       { 4, 1, 6, 5 },
 735       { 1, 3, 6, 2 },
 736       { 4, 6, 3, 7 },
 737       { 1, 4, 6, 3 },
 738
 739       // quadratic tetrahedron
 740       { 0, 4, 6, 7 },
 741       { 1, 5, 4, 8 },
 742       { 2, 6, 5, 9 },
 743       { 7, 8, 9, 3 },
 744       { 4, 6, 7, 9 },
 745       { 4, 5, 6, 9 },
 746       { 4, 7, 8, 9 },
 747       { 4, 5, 9, 8 },
 748
 749       // quadratic pyramid
 750       { 0, 5, 8, 9 },
 751       { 1, 5,10, 6 },
 752       { 2, 6,11, 7 },
 753       { 3, 7,12, 8 },
 754       { 4, 9,11,10 },
 755       { 4, 9,12,11 },
 756       { 10, 5, 9, 8 },
 757       { 10, 8, 9,12 },
 758       { 10, 8,12, 7 },
 759       { 10, 7,12,11 },
 760       { 10, 7,11, 6 },
 761       { 10, 5, 8, 6 },
 762       { 10, 6, 8, 7 },
 763
 764       // quadratic pentahedron
 765       { 12, 0, 8, 6 },
 766       { 12, 8, 7, 6 },
 767       { 12, 8, 2, 7 },
 768       { 12, 6, 7, 1 },
 769       { 12, 1, 7,13 },
 770       { 12, 7, 2,13 },
 771       { 12, 2,14,13 },
 772
 773       { 12, 3, 9,11 },
 774       { 12,11, 9,10 },
 775       { 12,11,10, 5 },
 776       { 12, 9, 4,10 },
 777       { 12,14, 5,10 },
 778       { 12,14,10, 4 },
 779       { 12,14, 4,13 },
 780
 781       // quadratic hexahedron
 782       { 16, 0,11, 8 },
 783       { 16,11, 9, 8 },
 784       { 16, 8, 9, 1 },
 785       { 16,11, 3,10 },
 786       { 16,11,10, 9 },
 787       { 16,10, 2, 9 },
 788       { 16, 3,19, 2 },
 789       { 16, 2,19,18 },
 790       { 16, 2,18,17 },
 791       { 16, 2,17, 1 },
 792
 793       { 16, 4,12,15 },
 794       { 16,12, 5,13 },
 795       { 16,12,13,15 },
 796       { 16,13, 6,14 },
 797       { 16,13,14,15 },
 798       { 16,14, 7,15 },
 799       { 16, 6, 5,17 },
 800       { 16,18, 6,17 },
 801       { 16,18, 7, 6 },
 802       { 16,18,19, 7 },
 803
 804     };
 805
 806     int type = GetVolumeType();
 807     int n1 = ind[type];
 808     int n2 = ind[type+1];
 809
 810     for (int i = n1; i <  n2; i++) {
 811       V -= getTetraVolume( myVolumeNodes[ vtab[i][0] ],
 812                            myVolumeNodes[ vtab[i][1] ],
 813                            myVolumeNodes[ vtab[i][2] ],
 814                            myVolumeNodes[ vtab[i][3] ]);
 815     }
 816   }
 817   return V;
 818 }
 819
 820 //=======================================================================
 821 //function : GetBaryCenter
 822 //purpose  :
 823 //=======================================================================
 824
 825 bool SMDS_VolumeTool::GetBaryCenter(double & X, double & Y, double & Z) const
 826 {
 827   X = Y = Z = 0.;
 828   if ( !myVolume )
 829     return false;
 830
 831   for ( int i = 0; i < myVolumeNbNodes; i++ ) {
 832     X += myVolumeNodes[ i ]->X();
 833     Y += myVolumeNodes[ i ]->Y();
 834     Z += myVolumeNodes[ i ]->Z();
 835   }
 836   X /= myVolumeNbNodes;
 837   Y /= myVolumeNbNodes;
 838   Z /= myVolumeNbNodes;
 839
 840   return true;
 841 }
 842
 843 //================================================================================
 844 /*!
 845  * \brief Classify a point
 846  *  \param tol - thickness of faces
 847  */
 848 //================================================================================
 849
 850 bool SMDS_VolumeTool::IsOut(double X, double Y, double Z, double tol)
 851 {
 852   // LIMITATION: for convex volumes only
 853   XYZ p( X,Y,Z );
 854   for ( int iF = 0; iF < myNbFaces; ++iF )
 855   {
 856     XYZ faceNormal;
 857     if ( !GetFaceNormal( iF, faceNormal.x, faceNormal.y, faceNormal.z ))
 858       continue;
 859     if ( !IsFaceExternal( iF ))
 860       faceNormal = XYZ() - faceNormal; // reverse
 861
 862     XYZ face2p( p - XYZ( myFaceNodes[0] ));
 863     if ( face2p.Dot( faceNormal ) > tol )
 864       return true;
 865   }
 866   return false;
 867 }
 868
 869 //=======================================================================
 870 //function : SetExternalNormal
 871 //purpose  : Node order will be so that faces normals are external
 872 //=======================================================================
 873
 874 void SMDS_VolumeTool::SetExternalNormal ()
 875 {
 876   myExternalFaces = true;
 877   myCurFace = -1;
 878 }
 879
 880 //=======================================================================
 881 //function : NbFaceNodes
 882 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
 883 //=======================================================================
 884
 885 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes( int faceIndex )
 886 {
 887     if ( !setFace( faceIndex ))
 888       return 0;
 889     return myFaceNbNodes;
 890 }
 891
 892 //=======================================================================
 893 //function : GetFaceNodes
 894 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes.
 895 //           To comfort link iteration, the array
 896 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
 897 //           the last node == the first one.
 898 //=======================================================================
 899
 900 const SMDS_MeshNode** SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes( int faceIndex )
 901 {
 902   if ( !setFace( faceIndex ))
 903     return 0;
 904   return myFaceNodes;
 905 }
 906
 907 //=======================================================================
 908 //function : GetFaceNodesIndices
 909 //purpose  : Return pointer to the array of face nodes indices
 910 //           To comfort link iteration, the array
 911 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
 912 //           the last node index == the first one.
 913 //=======================================================================
 914
 915 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices( int faceIndex )
 916 {
 917   if (myVolume->IsPoly()) {
 918     MESSAGE("Warning: attempt to obtain FaceNodesIndices of polyhedral volume");
 919     return NULL;
 920   }
 921   if ( !setFace( faceIndex ))
 922     return 0;
 923   return myFaceNodeIndices;
 924 }
 925
 926 //=======================================================================
 927 //function : GetFaceNodes
 928 //purpose  : Return a set of face nodes.
 929 //=======================================================================
 930
 931 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNodes (int                        faceIndex,
 932                                     set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes )
 933 {
 934   if ( !setFace( faceIndex ))
 935     return false;
 936
 937   theFaceNodes.clear();
 938   int iNode, nbNode = myFaceNbNodes;
 939   for ( iNode = 0; iNode < nbNode; iNode++ )
 940     theFaceNodes.insert( myFaceNodes[ iNode ]);
 941
 942   return true;
 943 }
 944
 945 //=======================================================================
 946 //function : IsFaceExternal
 947 //purpose  : Check normal orientation of a returned face
 948 //=======================================================================
 949
 950 bool SMDS_VolumeTool::IsFaceExternal( int faceIndex )
 951 {
 952   if ( myExternalFaces || !myVolume )
 953     return true;
 954
 955   if (myVolume->IsPoly()) {
 956     XYZ aNormal, baryCenter, p0 (myPolyedre->GetFaceNode(faceIndex + 1, 1));
 957     GetFaceNormal(faceIndex, aNormal.x, aNormal.y, aNormal.z);
 958     GetBaryCenter(baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z);
 959     XYZ insideVec (baryCenter - p0);
 960     if (insideVec.Dot(aNormal) > 0)
 961       return false;
 962     return true;
 963   }
 964
 965   switch ( myVolumeNbNodes ) {
 966   case 4:
 967   case 5:
 968   case 10:
 969   case 13:
 970     // only the bottom of a reversed tetrahedron can be internal
 971     return ( myVolForward || faceIndex != 0 );
 972   case 6:
 973   case 15:
 974     // in a forward pentahedron, the top is internal, in a reversed one - bottom
 975     return ( myVolForward ? faceIndex != 1 : faceIndex != 0 );
 976   case 8:
 977   case 20: {
 978     // in a forward hexahedron, even face normal is external, odd - internal
 979     bool odd = faceIndex % 2;
 980     return ( myVolForward ? !odd : odd );
 981   }
 982   default:;
 983   }
 984   return false;
 985 }
 986
 987 //=======================================================================
 988 //function : GetFaceNormal
 989 //purpose  : Return a normal to a face
 990 //=======================================================================
 991
 992 bool SMDS_VolumeTool::GetFaceNormal (int faceIndex, double & X, double & Y, double & Z)
 993 {
 994   if ( !setFace( faceIndex ))
 995     return false;
 996
 997   XYZ p1 ( myFaceNodes[0] );
 998   XYZ p2 ( myFaceNodes[1] );
 999   XYZ p3 ( myFaceNodes[2] );
1000   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1001   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1002   XYZ cross = aVec12.Crossed( aVec13 );
1003
1004   //if ( myFaceNbNodes == 4 ) {
1005   if ( myFaceNbNodes >3 ) {
1006     XYZ p4 ( myFaceNodes[3] );
1007     XYZ aVec14( p4 - p1 );
1008     XYZ cross2 = aVec13.Crossed( aVec14 );
1009     cross.x += cross2.x;
1010     cross.y += cross2.y;
1011     cross.z += cross2.z;
1012   }
1013
1014   double size = cross.Magnitude();
1015   if ( size <= DBL_MIN )
1016     return false;
1017
1018   X = cross.x / size;
1019   Y = cross.y / size;
1020   Z = cross.z / size;
1021
1022   return true;
1023 }
1024
1025 //=======================================================================
1026 //function : GetFaceArea
1027 //purpose  : Return face area
1028 //=======================================================================
1029
1030 double SMDS_VolumeTool::GetFaceArea( int faceIndex )
1031 {
1032   if (myVolume->IsPoly()) {
1033     MESSAGE("Warning: attempt to obtain area of a face of polyhedral volume");
1034     return 0;
1035   }
1036
1037   if ( !setFace( faceIndex ))
1038     return 0;
1039
1040   XYZ p1 ( myFaceNodes[0] );
1041   XYZ p2 ( myFaceNodes[1] );
1042   XYZ p3 ( myFaceNodes[2] );
1043   XYZ aVec12( p2 - p1 );
1044   XYZ aVec13( p3 - p1 );
1045   double area = aVec12.Crossed( aVec13 ).Magnitude() * 0.5;
1046
1047   if ( myFaceNbNodes == 4 ) {
1048     XYZ p4 ( myFaceNodes[3] );
1049     XYZ aVec14( p4 - p1 );
1050     area += aVec14.Crossed( aVec13 ).Magnitude() * 0.5;
1051   }
1052   return area;
1053 }
1054
1055 //=======================================================================
1056 //function : GetOppFaceIndex
1057 //purpose  : Return index of the opposite face if it exists, else -1.
1058 //=======================================================================
1059
1060 int SMDS_VolumeTool::GetOppFaceIndex( int faceIndex ) const
1061 {
1062   int ind = -1;
1063   if (myVolume->IsPoly()) {
1064     MESSAGE("Warning: attempt to obtain opposite face on polyhedral volume");
1065     return ind;
1066   }
1067
1068   if ( faceIndex >= 0 && faceIndex < NbFaces() ) {
1069     switch ( myVolumeNbNodes ) {
1070     case 6:
1071       if ( faceIndex == 0 || faceIndex == 1 )
1072         ind = 1 - faceIndex;
1073         break;
1074     case 8:
1075       ind = faceIndex + ( faceIndex % 2 ? -1 : 1 );
1076       break;
1077     default:;
1078     }
1079   }
1080   return ind;
1081 }
1082
1083 //=======================================================================
1084 //function : IsLinked
1085 //purpose  : return true if theNode1 is linked with theNode2
1086 //=======================================================================
1087
1088 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const SMDS_MeshNode* theNode1,
1089                                 const SMDS_MeshNode* theNode2) const
1090 {
1091   if ( !myVolume )
1092     return false;
1093
1094   if (myVolume->IsPoly()) {
1095     if (!myPolyedre) {
1096       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
1097       return false;
1098     }
1099     bool isLinked = false;
1100     int iface;
1101     for (iface = 1; iface <= myNbFaces && !isLinked; iface++) {
1102       int inode, nbFaceNodes = myPolyedre->NbFaceNodes(iface);
1103
1104       for (inode = 1; inode <= nbFaceNodes && !isLinked; inode++) {
1105         const SMDS_MeshNode* curNode = myPolyedre->GetFaceNode(iface, inode);
1106
1107         if (curNode == theNode1 || curNode == theNode2) {
1108           int inextnode = (inode == nbFaceNodes) ? 1 : inode + 1;
1109           const SMDS_MeshNode* nextNode = myPolyedre->GetFaceNode(iface, inextnode);
1110
1111           if ((curNode == theNode1 && nextNode == theNode2) ||
1112               (curNode == theNode2 && nextNode == theNode1)) {
1113             isLinked = true;
1114           }
1115         }
1116       }
1117     }
1118     return isLinked;
1119   }
1120
1121   // find nodes indices
1122   int i1 = -1, i2 = -1;
1123   for ( int i = 0; i < myVolumeNbNodes; i++ ) {
1124     if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode1 )
1125       i1 = i;
1126     else if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode2 )
1127       i2 = i;
1128   }
1129   return IsLinked( i1, i2 );
1130 }
1131
1132 //=======================================================================
1133 //function : IsLinked
1134 //purpose  : return true if the node with theNode1Index is linked
1135 //           with the node with theNode2Index
1136 //=======================================================================
1137
1138 bool SMDS_VolumeTool::IsLinked (const int theNode1Index,
1139                                 const int theNode2Index) const
1140 {
1141   if ( myVolume->IsPoly() ) {
1142     return IsLinked(myVolumeNodes[theNode1Index], myVolumeNodes[theNode2Index]);
1143   }
1144
1145   int minInd = min( theNode1Index, theNode2Index );
1146   int maxInd = max( theNode1Index, theNode2Index );
1147
1148   if ( minInd < 0 || maxInd > myVolumeNbNodes - 1 || maxInd == minInd )
1149     return false;
1150
1151   switch ( myVolumeNbNodes ) {
1152   case 4:
1153     return true;
1154   case 5:
1155     if ( maxInd == 4 )
1156       return true;
1157     switch ( maxInd - minInd ) {
1158     case 1:
1159     case 3: return true;
1160     default:;
1161     }
1162     break;
1163   case 6:
1164     switch ( maxInd - minInd ) {
1165     case 1: return minInd != 2;
1166     case 2: return minInd == 0 || minInd == 3;
1167     case 3: return true;
1168     default:;
1169     }
1170     break;
1171   case 8:
1172     switch ( maxInd - minInd ) {
1173     case 1: return minInd != 3;
1174     case 3: return minInd == 0 || minInd == 4;
1175     case 4: return true;
1176     default:;
1177     }
1178     break;
1179   case 10:
1180     {
1181       switch ( minInd ) {
1182       case 0: if( maxInd==4 ||  maxInd==6 ||  maxInd==7 ) return true;
1183       case 1: if( maxInd==4 ||  maxInd==5 ||  maxInd==8 ) return true;
1184       case 2: if( maxInd==5 ||  maxInd==6 ||  maxInd==9 ) return true;
1185       case 3: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==9 ) return true;
1186       default:;
1187       }
1188       break;
1189     }
1190   case 13:
1191     {
1192       switch ( minInd ) {
1193       case 0: if( maxInd==5 ||  maxInd==8 ||  maxInd==9 ) return true;
1194       case 1: if( maxInd==5 ||  maxInd==6 ||  maxInd==10 ) return true;
1195       case 2: if( maxInd==6 ||  maxInd==7 ||  maxInd==11 ) return true;
1196       case 3: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==12 ) return true;
1197       case 4: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 ) return true;
1198       default:;
1199       }
1200       break;
1201     }
1202   case 15:
1203     {
1204       switch ( minInd ) {
1205       case 0: if( maxInd==6 ||  maxInd==8 ||  maxInd==12 ) return true;
1206       case 1: if( maxInd==6 ||  maxInd==7 ||  maxInd==13 ) return true;
1207       case 2: if( maxInd==7 ||  maxInd==8 ||  maxInd==14 ) return true;
1208       case 3: if( maxInd==9 ||  maxInd==11 ||  maxInd==12 ) return true;
1209       case 4: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==13 ) return true;
1210       case 5: if( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==14 ) return true;
1211       default:;
1212       }
1213       break;
1214     }
1215   case 20:
1216     {
1217       switch ( minInd ) {
1218       case 0: if( maxInd==8 ||  maxInd==11 ||  maxInd==16 ) return true;
1219       case 1: if( maxInd==8 ||  maxInd==9 ||  maxInd==17 ) return true;
1220       case 2: if( maxInd==9 ||  maxInd==10 ||  maxInd==18 ) return true;
1221       case 3: if( maxInd==10 ||  maxInd==11 ||  maxInd==19 ) return true;
1222       case 4: if( maxInd==12 ||  maxInd==15 ||  maxInd==16 ) return true;
1223       case 5: if( maxInd==12 ||  maxInd==13 ||  maxInd==17 ) return true;
1224       case 6: if( maxInd==13 ||  maxInd==14 ||  maxInd==18 ) return true;
1225       case 7: if( maxInd==14 ||  maxInd==15 ||  maxInd==19 ) return true;
1226       default:;
1227       }
1228       break;
1229     }
1230   default:;
1231   }
1232   return false;
1233 }
1234
1235 //=======================================================================
1236 //function : GetNodeIndex
1237 //purpose  : Return an index of theNode
1238 //=======================================================================
1239
1240 int SMDS_VolumeTool::GetNodeIndex(const SMDS_MeshNode* theNode) const
1241 {
1242   if ( myVolume ) {
1243     for ( int i = 0; i < myVolumeNbNodes; i++ ) {
1244       if ( myVolumeNodes[ i ] == theNode )
1245         return i;
1246     }
1247   }
1248   return -1;
1249 }
1250
1251 //================================================================================
1252 /*!
1253  * \brief Fill vector with boundary faces existing in the mesh
1254   * \param faces - vector of found nodes
1255   * \retval int - nb of found faces
1256  */
1257 //================================================================================
1258
1259 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingFaces(vector<const SMDS_MeshElement*> & faces)
1260 {
1261   faces.clear();
1262   faces.reserve( NbFaces() );
1263   for ( int iF = 0; iF < NbFaces(); ++iF ) {
1264     const SMDS_MeshFace* face = 0;
1265     const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iF );
1266     switch ( NbFaceNodes( iF )) {
1267     case 3:
1268       face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2] ); break;
1269     case 4:
1270       face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3] ); break;
1271     case 6:
1272       face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2],
1273                                   nodes[3], nodes[4], nodes[5]); break;
1274     case 8:
1275       face = SMDS_Mesh::FindFace( nodes[0], nodes[1], nodes[2], nodes[3],
1276                                   nodes[4], nodes[5], nodes[6], nodes[7]); break;
1277     }
1278     if ( face )
1279       faces.push_back( face );
1280   }
1281   return faces.size();
1282 }
1283
1284
1285 //================================================================================
1286 /*!
1287  * \brief Fill vector with boundary edges existing in the mesh
1288   * \param edges - vector of found edges
1289   * \retval int - nb of found faces
1290  */
1291 //================================================================================
1292
1293 int SMDS_VolumeTool::GetAllExistingEdges(vector<const SMDS_MeshElement*> & edges) const
1294 {
1295   edges.clear();
1296   edges.reserve( myVolumeNbNodes * 2 );
1297   for ( int i = 0; i < myVolumeNbNodes; ++i ) {
1298     for ( int j = i + 1; j < myVolumeNbNodes; ++j ) {
1299       if ( IsLinked( i, j )) {
1300         const SMDS_MeshElement* edge =
1301           SMDS_Mesh::FindEdge( myVolumeNodes[i], myVolumeNodes[j] );
1302         if ( edge )
1303           edges.push_back( edge );
1304       }
1305     }
1306   }
1307   return edges.size();
1308 }
1309
1310 //=======================================================================
1311 //function : IsFreeFace
1312 //purpose  : check that only one volume is build on the face nodes
1313 //=======================================================================
1314
1315 bool SMDS_VolumeTool::IsFreeFace( int faceIndex )
1316 {
1317   const int free = true;
1318
1319   if (!setFace( faceIndex ))
1320     return !free;
1321
1322   const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( faceIndex );
1323   int nbFaceNodes = myFaceNbNodes;
1324
1325   // evaluate nb of face nodes shared by other volume
1326   int maxNbShared = -1;
1327   typedef map< const SMDS_MeshElement*, int > TElemIntMap;
1328   TElemIntMap volNbShared;
1329   TElemIntMap::iterator vNbIt;
1330   for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
1331     const SMDS_MeshNode* n = nodes[ iNode ];
1332     SMDS_ElemIteratorPtr eIt = n->GetInverseElementIterator();
1333     while ( eIt->more() ) {
1334       const SMDS_MeshElement* elem = eIt->next();
1335       if ( elem != myVolume && elem->GetType() == SMDSAbs_Volume ) {
1336         int nbShared = 1;
1337         vNbIt = volNbShared.find( elem );
1338         if ( vNbIt == volNbShared.end() ) {
1339           volNbShared.insert ( TElemIntMap::value_type( elem, nbShared ));
1340         }
1341         else {
1342           nbShared = ++(*vNbIt).second;
1343         }
1344         if ( nbShared > maxNbShared )
1345           maxNbShared = nbShared;
1346       }
1347     }
1348   }
1349   if ( maxNbShared < 3 )
1350     return free; // is free
1351
1352   // find volumes laying on the opposite side of the face
1353   // and sharing all nodes
1354   XYZ intNormal; // internal normal
1355   GetFaceNormal( faceIndex, intNormal.x, intNormal.y, intNormal.z );
1356   if ( IsFaceExternal( faceIndex ))
1357     intNormal = XYZ( -intNormal.x, -intNormal.y, -intNormal.z );
1358   XYZ p0 ( nodes[0] ), baryCenter;
1359   for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end(); vNbIt++ ) {
1360     int nbShared = (*vNbIt).second;
1361     if ( nbShared >= 3 ) {
1362       SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
1363       volume.GetBaryCenter( baryCenter.x, baryCenter.y, baryCenter.z );
1364       XYZ intNormal2( baryCenter - p0 );
1365       if ( intNormal.Dot( intNormal2 ) < 0 )
1366         continue; // opposite side
1367     }
1368     // remove a volume from volNbShared map
1369     volNbShared.erase( vNbIt-- );
1370   }
1371
1372   // here volNbShared contains only volumes laying on the
1373   // opposite side of the face
1374   if ( volNbShared.empty() ) {
1375     return free; // is free
1376   }
1377
1378   // check if the whole area of a face is shared
1379   bool isShared[] = { false, false, false, false }; // 4 triangle parts of a quadrangle
1380   for ( vNbIt = volNbShared.begin(); vNbIt != volNbShared.end(); vNbIt++ ) {
1381     SMDS_VolumeTool volume( (*vNbIt).first );
1382     bool prevLinkShared = false;
1383     int nbSharedLinks = 0;
1384     for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ ) {
1385       bool linkShared = volume.IsLinked( nodes[ iNode ], nodes[ iNode + 1] );
1386       if ( linkShared )
1387         nbSharedLinks++;
1388       if ( linkShared && prevLinkShared &&
1389           volume.IsLinked( nodes[ iNode - 1 ], nodes[ iNode + 1] ))
1390         isShared[ iNode ] = true;
1391       prevLinkShared = linkShared;
1392     }
1393     if ( nbSharedLinks == nbFaceNodes )
1394       return !free; // is not free
1395     if ( nbFaceNodes == 4 ) {
1396       // check traingle parts 1 & 3
1397       if ( isShared[1] && isShared[3] )
1398         return !free; // is not free
1399       // check triangle parts 0 & 2;
1400       // 0 part could not be checked in the loop; check it here
1401       if ( isShared[2] && prevLinkShared &&
1402           volume.IsLinked( nodes[ 0 ], nodes[ 1 ] ) &&
1403           volume.IsLinked( nodes[ 1 ], nodes[ 3 ] ) )
1404         return !free; // is not free
1405     }
1406   }
1407   return free;
1408 }
1409
1410 //=======================================================================
1411 //function : GetFaceIndex
1412 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
1413 //=======================================================================
1414
1415 int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const set<const SMDS_MeshNode*>& theFaceNodes )
1416 {
1417   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ ) {
1418     const SMDS_MeshNode** nodes = GetFaceNodes( iFace );
1419     int nbFaceNodes = NbFaceNodes( iFace );
1420     set<const SMDS_MeshNode*> nodeSet;
1421     for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
1422       nodeSet.insert( nodes[ iNode ] );
1423     if ( theFaceNodes == nodeSet )
1424       return iFace;
1425   }
1426   return -1;
1427 }
1428
1429 //=======================================================================
1430 //function : GetFaceIndex
1431 //purpose  : Return index of a face formed by theFaceNodes
1432 //=======================================================================
1433
1434 /*int SMDS_VolumeTool::GetFaceIndex( const set<int>& theFaceNodesIndices )
1435 {
1436   for ( int iFace = 0; iFace < myNbFaces; iFace++ ) {
1437     const int* nodes = GetFaceNodesIndices( iFace );
1438     int nbFaceNodes = NbFaceNodes( iFace );
1439     set<int> nodeSet;
1440     for ( int iNode = 0; iNode < nbFaceNodes; iNode++ )
1441       nodeSet.insert( nodes[ iNode ] );
1442     if ( theFaceNodesIndices == nodeSet )
1443       return iFace;
1444   }
1445   return -1;
1446 }*/
1447
1448 //=======================================================================
1449 //function : setFace
1450 //purpose  :
1451 //=======================================================================
1452
1453 bool SMDS_VolumeTool::setFace( int faceIndex )
1454 {
1455   if ( !myVolume )
1456     return false;
1457
1458   if ( myCurFace == faceIndex )
1459     return true;
1460
1461   myCurFace = -1;
1462
1463   if ( faceIndex < 0 || faceIndex >= NbFaces() )
1464     return false;
1465
1466   if (myFaceNodes != NULL) {
1467     delete [] myFaceNodes;
1468     myFaceNodes = NULL;
1469   }
1470
1471   if (myVolume->IsPoly()) {
1472     if (!myPolyedre) {
1473       MESSAGE("Warning: bad volumic element");
1474       return false;
1475     }
1476
1477     // check orientation
1478     bool isGoodOri = true;
1479     if (myExternalFaces)
1480       isGoodOri = IsFaceExternal( faceIndex );
1481
1482     // set face nodes
1483     int iNode;
1484     myFaceNbNodes = myPolyedre->NbFaceNodes(faceIndex + 1);
1485     myFaceNodes = new const SMDS_MeshNode* [myFaceNbNodes + 1];
1486     if (isGoodOri) {
1487       for ( iNode = 0; iNode < myFaceNbNodes; iNode++ )
1488         myFaceNodes[ iNode ] = myPolyedre->GetFaceNode(faceIndex + 1, iNode + 1);
1489     } else {
1490       for ( iNode = 0; iNode < myFaceNbNodes; iNode++ )
1491         myFaceNodes[ iNode ] = myPolyedre->GetFaceNode(faceIndex + 1, myFaceNbNodes - iNode);
1492     }
1493     myFaceNodes[ myFaceNbNodes ] = myFaceNodes[ 0 ]; // last = first
1494
1495   }
1496   else {
1497     // choose face node indices
1498     switch ( myVolumeNbNodes ) {
1499     case 4:
1500       myFaceNbNodes = Tetra_nbN[ faceIndex ];
1501       if ( myExternalFaces )
1502         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Tetra_F[ faceIndex ] : Tetra_RE[ faceIndex ];
1503       else
1504         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Tetra_F[ faceIndex ] : Tetra_R[ faceIndex ];
1505       break;
1506     case 5:
1507       myFaceNbNodes = Pyramid_nbN[ faceIndex ];
1508       if ( myExternalFaces )
1509         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Pyramid_F[ faceIndex ] : Pyramid_RE[ faceIndex ];
1510       else
1511         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Pyramid_F[ faceIndex ] : Pyramid_R[ faceIndex ];
1512       break;
1513     case 6:
1514       myFaceNbNodes = Penta_nbN[ faceIndex ];
1515       if ( myExternalFaces )
1516         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Penta_FE[ faceIndex ] : Penta_RE[ faceIndex ];
1517       else
1518         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Penta_F[ faceIndex ] : Penta_R[ faceIndex ];
1519       break;
1520     case 8:
1521       myFaceNbNodes = Hexa_nbN[ faceIndex ];
1522       if ( myExternalFaces )
1523         myFaceNodeIndices = myVolForward ? Hexa_FE[ faceIndex ] : Hexa_RE[ faceIndex ];
1524       else
1525         myFaceNodeIndices = Hexa_F[ faceIndex ];
1526       break;
1527     case 10:
1528       myFaceNbNodes = QuadTetra_nbN[ faceIndex ];
1529       if ( myExternalFaces )
1530         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadTetra_F[ faceIndex ] : QuadTetra_RE[ faceIndex ];
1531       else
1532         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadTetra_F[ faceIndex ] : QuadTetra_R[ faceIndex ];
1533       break;
1534     case 13:
1535       myFaceNbNodes = QuadPyram_nbN[ faceIndex ];
1536       if ( myExternalFaces )
1537         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadPyram_F[ faceIndex ] : QuadPyram_RE[ faceIndex ];
1538       else
1539         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadPyram_F[ faceIndex ] : QuadPyram_R[ faceIndex ];
1540       break;
1541     case 15:
1542       myFaceNbNodes = QuadPenta_nbN[ faceIndex ];
1543       if ( myExternalFaces )
1544         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadPenta_FE[ faceIndex ] : QuadPenta_RE[ faceIndex ];
1545       else
1546         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadPenta_F[ faceIndex ] : QuadPenta_R[ faceIndex ];
1547       break;
1548     case 20:
1549       myFaceNbNodes = QuadHexa_nbN[ faceIndex ];
1550       if ( myExternalFaces )
1551         myFaceNodeIndices = myVolForward ? QuadHexa_FE[ faceIndex ] : QuadHexa_RE[ faceIndex ];
1552       else
1553         myFaceNodeIndices = QuadHexa_F[ faceIndex ];
1554       break;
1555     default:
1556       return false;
1557     }
1558
1559     // set face nodes
1560     myFaceNodes = new const SMDS_MeshNode* [myFaceNbNodes + 1];
1561     for ( int iNode = 0; iNode < myFaceNbNodes; iNode++ )
1562       myFaceNodes[ iNode ] = myVolumeNodes[ myFaceNodeIndices[ iNode ]];
1563     myFaceNodes[ myFaceNbNodes ] = myFaceNodes[ 0 ];
1564   }
1565
1566   myCurFace = faceIndex;
1567
1568   return true;
1569 }
1570
1571 //=======================================================================
1572 //function : GetType
1573 //purpose  : return VolumeType by nb of nodes in a volume
1574 //=======================================================================
1575
1576 SMDS_VolumeTool::VolumeType SMDS_VolumeTool::GetType(int nbNodes)
1577 {
1578   switch ( nbNodes ) {
1579   case 4: return TETRA;
1580   case 5: return PYRAM;
1581   case 6: return PENTA;
1582   case 8: return HEXA;
1583   case 10: return QUAD_TETRA;
1584   case 13: return QUAD_PYRAM;
1585   case 15: return QUAD_PENTA;
1586   case 20: return QUAD_HEXA;
1587   default:return UNKNOWN;
1588   }
1589 }
1590
1591 //=======================================================================
1592 //function : NbFaces
1593 //purpose  : return nb of faces by volume type
1594 //=======================================================================
1595
1596 int SMDS_VolumeTool::NbFaces( VolumeType type )
1597 {
1598   switch ( type ) {
1599   case TETRA     :
1600   case QUAD_TETRA: return 4;
1601   case PYRAM     :
1602   case QUAD_PYRAM: return 5;
1603   case PENTA     :
1604   case QUAD_PENTA: return 5;
1605   case HEXA      :
1606   case QUAD_HEXA : return 6;
1607   default:    return 0;
1608   }
1609 }
1610
1611 //================================================================================
1612 /*!
1613  * \brief Useful to know nb of corner nodes of a quadratic volume
1614   * \param type - volume type
1615   * \retval int - nb of corner nodes
1616  */
1617 //================================================================================
1618
1619 int SMDS_VolumeTool::NbCornerNodes(VolumeType type)
1620 {
1621   switch ( type ) {
1622   case TETRA     :
1623   case QUAD_TETRA: return 4;
1624   case PYRAM     :
1625   case QUAD_PYRAM: return 5;
1626   case PENTA     :
1627   case QUAD_PENTA: return 6;
1628   case HEXA      :
1629   case QUAD_HEXA : return 8;
1630   default:    return 0;
1631   }
1632   return 0;
1633 }
1634   //
1635
1636 //=======================================================================
1637 //function : GetFaceNodesIndices
1638 //purpose  : Return the array of face nodes indices
1639 //           To comfort link iteration, the array
1640 //           length == NbFaceNodes( faceIndex ) + 1 and
1641 //           the last node index == the first one.
1642 //=======================================================================
1643
1644 const int* SMDS_VolumeTool::GetFaceNodesIndices(VolumeType type,
1645                                                 int        faceIndex,
1646                                                 bool       external)
1647 {
1648   switch ( type ) {
1649   case TETRA: return Tetra_F[ faceIndex ];
1650   case PYRAM: return Pyramid_F[ faceIndex ];
1651   case PENTA: return external ? Penta_FE[ faceIndex ] : Penta_F[ faceIndex ];
1652   case HEXA:  return external ? Hexa_FE[ faceIndex ] : Hexa_F[ faceIndex ];
1653   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_F[ faceIndex ];
1654   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_F[ faceIndex ];
1655   case QUAD_PENTA: return external ? QuadPenta_FE[ faceIndex ] : QuadPenta_F[ faceIndex ];
1656   case QUAD_HEXA:  return external ? QuadHexa_FE[ faceIndex ] : QuadHexa_F[ faceIndex ];
1657   default:;
1658   }
1659   return 0;
1660 }
1661
1662 //=======================================================================
1663 //function : NbFaceNodes
1664 //purpose  : Return number of nodes in the array of face nodes
1665 //=======================================================================
1666
1667 int SMDS_VolumeTool::NbFaceNodes(VolumeType type,
1668                                  int        faceIndex )
1669 {
1670   switch ( type ) {
1671   case TETRA: return Tetra_nbN[ faceIndex ];
1672   case PYRAM: return Pyramid_nbN[ faceIndex ];
1673   case PENTA: return Penta_nbN[ faceIndex ];
1674   case HEXA:  return Hexa_nbN[ faceIndex ];
1675   case QUAD_TETRA: return QuadTetra_nbN[ faceIndex ];
1676   case QUAD_PYRAM: return QuadPyram_nbN[ faceIndex ];
1677   case QUAD_PENTA: return QuadPenta_nbN[ faceIndex ];
1678   case QUAD_HEXA:  return QuadHexa_nbN[ faceIndex ];
1679   default:;
1680   }
1681   return 0;
1682 }
1683
1684 //=======================================================================
1685 //function : Get
1686 //purpose  : return element
1687 //=======================================================================
1688
1689 const SMDS_MeshVolume* SMDS_VolumeTool::Get() const
1690 {
1691   return static_cast<const SMDS_MeshVolume*>( myVolume );
1692 }
1693
1694 //=======================================================================
1695 //function : ID
1696 //purpose  : return element ID
1697 //=======================================================================
1698
1699 int SMDS_VolumeTool::ID() const
1700 {
1701   return myVolume ? myVolume->GetID() : 0;
1702 }