src/SMESH/SMESH_Block.hxx

   1 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   2 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   3 //
   4 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
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  10 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  13 //
  14 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  16 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  17 //
  18 //  See http://www.opencascade.org/SALOME/ or email : webmaster.salome@opencascade.org
  19
  20 // File      : SMESH_Block.hxx
  21 // Created   : Tue Nov 30 12:42:18 2004
  22 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  23
  24
  25 #ifndef SMESH_Block_HeaderFile
  26 #define SMESH_Block_HeaderFile
  27
  28 #include <Geom2d_Curve.hxx>
  29 #include <Geom_Curve.hxx>
  30 #include <Geom_Surface.hxx>
  31 #include <TopExp.hxx>
  32 #include <TopTools_IndexedMapOfOrientedShape.hxx>
  33 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  34 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  35 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  36 #include <gp_Pnt.hxx>
  37 #include <gp_Trsf.hxx>
  38 #include <gp_XY.hxx>
  39 #include <gp_XYZ.hxx>
  40 #include <math_FunctionSetWithDerivatives.hxx>
  41 #include <math_Matrix.hxx>
  42 #include <math_Vector.hxx>
  43
  44 #include <ostream>
  45 #include <vector>
  46
  47 // =========================================================
  48 // class calculating coordinates of 3D points by normalized
  49 // parameters inside the block and vice versa
  50 // =========================================================
  51
  52 class SMESH_Block: public math_FunctionSetWithDerivatives
  53 {
  54  public:
  55   enum TShapeID { // ids of the block sub-shapes
  56     ID_NONE = 0,
  57
  58     ID_V000 = 1, ID_V100, ID_V010, ID_V110, ID_V001, ID_V101, ID_V011, ID_V111,
  59
  60     ID_Ex00, ID_Ex10, ID_Ex01, ID_Ex11,
  61     ID_E0y0, ID_E1y0, ID_E0y1, ID_E1y1,
  62     ID_E00z, ID_E10z, ID_E01z, ID_E11z,
  63
  64     ID_Fxy0, ID_Fxy1, ID_Fx0z, ID_Fx1z, ID_F0yz, ID_F1yz,
  65
  66     ID_Shell
  67     };
  68   static inline bool IsVertexID( int theShapeID )
  69   { return ( theShapeID >= ID_V000 && theShapeID <= ID_V111 ); }
  70
  71   static inline bool IsEdgeID( int theShapeID )
  72   { return ( theShapeID >= ID_Ex00 && theShapeID <= ID_E11z ); }
  73
  74   static inline bool IsFaceID( int theShapeID )
  75   { return ( theShapeID >= ID_Fxy0 && theShapeID <= ID_F1yz ); }
  76
  77
  78   SMESH_Block (): myNbIterations(0), mySumDist(0.) {}
  79
  80   bool LoadBlockShapes(const TopoDS_Shell&         theShell,
  81                        const TopoDS_Vertex&        theVertex000,
  82                        const TopoDS_Vertex&        theVertex001,
  83 //                       TopTools_IndexedMapOfShape& theShapeIDMap
  84                        TopTools_IndexedMapOfOrientedShape& theShapeIDMap );
  85   // add sub-shapes of theBlock to theShapeIDMap so that they get
  86   // IDs acoording to enum TShapeID
  87
  88   static int GetShapeIDByParams ( const gp_XYZ& theParams );
  89   // define an id of the block sub-shape by point parameters
  90
  91   bool VertexPoint( const int theVertexID, gp_XYZ& thePoint ) const {
  92     if ( !IsVertexID( theVertexID ))           return false;
  93     thePoint = myPnt[ theVertexID - ID_V000 ]; return true;
  94   }
  95   // return vertex coordinates
  96
  97   bool EdgePoint( const int theEdgeID, const gp_XYZ& theParams, gp_XYZ& thePoint ) const {
  98     if ( !IsEdgeID( theEdgeID ))                                 return false;
  99     thePoint = myEdge[ theEdgeID - ID_Ex00 ].Point( theParams ); return true;
 100   }
 101   // return coordinates of a point on edge
 102
 103   bool FacePoint( const int theFaceID, const gp_XYZ& theParams, gp_XYZ& thePoint ) const {
 104     if ( !IsFaceID ( theFaceID ))                                return false;
 105     thePoint = myFace[ theFaceID - ID_Fxy0 ].Point( theParams ); return true;
 106   }
 107   // return coordinates of a point on face
 108
 109   bool ShellPoint( const gp_XYZ& theParams, gp_XYZ& thePoint ) const;
 110   // return coordinates of a point in shell
 111
 112   bool ComputeParameters (const gp_Pnt& thePoint,
 113                           gp_XYZ&       theParams,
 114                           const int     theShapeID = ID_Shell);
 115   // compute point parameters in the block
 116
 117   static void GetFaceEdgesIDs (const int faceID, vector< int >& edgeVec );
 118   // return edges IDs of a face in the order u0, u1, 0v, 1v
 119
 120   static int GetCoordIndOnEdge (const int theEdgeID)
 121   { return (theEdgeID < ID_E0y0) ? 1 : (theEdgeID < ID_E00z) ? 2 : 3; }
 122   // return an index of a coordinate which varies along the edge
 123
 124   static double* GetShapeCoef (const int theShapeID);
 125   // for theShapeID( TShapeID ), returns 3 coefficients used
 126   // to compute an addition of an on-theShape point to coordinates
 127   // of an in-shell point. If an in-shell point has parameters (Px,Py,Pz),
 128   // then the addition of a point P is computed as P*kx*ky*kz and ki is
 129   // defined by the returned coef like this:
 130   // ki = (coef[i] == 0) ? 1 : (coef[i] < 0) ? 1 - Pi : Pi
 131
 132   static bool IsForwardEdge (const TopoDS_Edge &         theEdge,
 133                              //TopTools_IndexedMapOfShape& theShapeIDMap
 134                              TopTools_IndexedMapOfOrientedShape& theShapeIDMap) {
 135     int v1ID = theShapeIDMap.FindIndex( TopExp::FirstVertex( theEdge ).Oriented( TopAbs_FORWARD ));
 136     int v2ID = theShapeIDMap.FindIndex( TopExp::LastVertex( theEdge ).Oriented( TopAbs_FORWARD ));
 137     return ( v1ID < v2ID );
 138   }
 139   // Return true if an in-block parameter increases along theEdge curve
 140
 141   static void Swap(double& a, double& b) { double tmp = a; a = b; b = tmp; }
 142
 143   // methods of math_FunctionSetWithDerivatives
 144   Standard_Integer NbVariables() const;
 145   Standard_Integer NbEquations() const;
 146   Standard_Boolean Value(const math_Vector& X,math_Vector& F) ;
 147   Standard_Boolean Derivatives(const math_Vector& X,math_Matrix& D) ;
 148   Standard_Boolean Values(const math_Vector& X,math_Vector& F,math_Matrix& D) ;
 149   Standard_Integer GetStateNumber ();
 150
 151   static ostream& DumpShapeID (const int theBlockShapeID, ostream& stream);
 152   // DEBUG: dump an id of a block sub-shape
 153
 154  private:
 155
 156   struct TEdge {
 157     int                myCoordInd;
 158     double             myFirst;
 159     double             myLast;
 160     Handle(Geom_Curve) myC3d;
 161     gp_Trsf            myTrsf;
 162     double GetU( const gp_XYZ& theParams ) const;
 163     gp_XYZ Point( const gp_XYZ& theParams ) const;
 164   };
 165
 166   struct TFace {
 167     // 4 edges in the order u0, u1, 0v, 1v
 168     int                  myCoordInd[ 4 ];
 169     double               myFirst   [ 4 ];
 170     double               myLast    [ 4 ];
 171     Handle(Geom2d_Curve) myC2d     [ 4 ];
 172     // 4 corner points in the order 00, 10, 11, 01
 173     gp_XY                myCorner  [ 4 ];
 174     // surface
 175     Handle(Geom_Surface) myS;
 176     gp_Trsf              myTrsf;
 177     gp_XY  GetUV( const gp_XYZ& theParams ) const;
 178     gp_XYZ Point( const gp_XYZ& theParams ) const;
 179     int GetUInd() const { return myCoordInd[ 0 ]; }
 180     int GetVInd() const { return myCoordInd[ 2 ]; }
 181   };
 182
 183   TopoDS_Shell myShell;
 184   // geometry:
 185   // 8 vertices
 186   gp_XYZ myPnt[ 8 ];
 187   // 12 edges
 188   TEdge  myEdge[ 12 ];
 189   // 6 faces
 190   TFace  myFace[ 6 ];
 191
 192   // for param computation
 193
 194   int      myFaceIndex;
 195   double   myFaceParam;
 196   int      myNbIterations;
 197   double   mySumDist;
 198
 199   gp_XYZ   myPoint; // the given point
 200   gp_XYZ   myParam; // the best parameters guess
 201   double   myValues[ 4 ]; // values computed at myParam
 202
 203   typedef pair<gp_XYZ,gp_XYZ> TxyzPair;
 204   TxyzPair my3x3x3GridNodes[ 27 ];
 205   bool     myGridComputed;
 206 };
 207
 208
 209 #endif