src/SMESH/SMESH_MeshEditor.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   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
  14 // Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  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      : SMESH_MeshEditor.hxx
  24 // Created   : Mon Apr 12 14:56:19 2004
  25 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  26 // Module    : SMESH
  27 //
  28 #ifndef SMESH_MeshEditor_HeaderFile
  29 #define SMESH_MeshEditor_HeaderFile
  30
  31 #include "SMESH_SMESH.hxx"
  32
  33 #include "SMESH_Controls.hxx"
  34 #include "SMESH_TypeDefs.hxx"
  35 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  36
  37 #include <utilities.h>
  38
  39 #include <TColStd_HSequenceOfReal.hxx>
  40 #include <gp_Dir.hxx>
  41
  42 #include <list>
  43 #include <map>
  44 #include <set>
  45
  46 class SMDS_MeshElement;
  47 class SMDS_MeshFace;
  48 class SMDS_MeshNode;
  49 class SMESHDS_Mesh;
  50 class SMESHDS_SubMesh;
  51 class SMESH_Group;
  52 class SMESH_Mesh;
  53 class SMESH_MesherHelper;
  54 class SMESH_NodeSearcher;
  55 class SMESH_subMesh;
  56 class TopoDS_Edge;
  57 class TopoDS_Shape;
  58 class TopoDS_Vertex;
  59 class gp_Ax1;
  60 class gp_Pnt;
  61 class gp_Vec;
  62
  63 // ============================================================
  64 /*!
  65  * \brief Editor of a mesh
  66  */
  67 // ============================================================
  68
  69 class SMESH_EXPORT SMESH_MeshEditor
  70 {
  71 public:
  72
  73   SMESH_MeshEditor( SMESH_Mesh* theMesh );
  74
  75   SMESH_Mesh   *                 GetMesh() { return myMesh; }
  76   SMESHDS_Mesh *                 GetMeshDS();
  77
  78   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedNodes() const { return myLastCreatedNodes; }
  79   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedElems() const { return myLastCreatedElems; }
  80   void                           ClearLastCreated();
  81   SMESH_ComputeErrorPtr &        GetError() { return myError; }
  82
  83   // --------------------------------------------------------------------------------
  84   struct ElemFeatures //!< Features of element to create
  85   {
  86     SMDSAbs_ElementType myType;
  87     bool                myIsPoly, myIsQuad;
  88     int                 myID;
  89     double              myBallDiameter;
  90     std::vector<int>    myPolyhedQuantities;
  91
  92     SMESH_EXPORT ElemFeatures( SMDSAbs_ElementType type=SMDSAbs_All, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  93       :myType( type ), myIsPoly(isPoly), myIsQuad(isQuad), myID(-1), myBallDiameter(0) {}
  94
  95     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( SMDSAbs_ElementType type, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  96     { myType = type; myIsPoly = isPoly; myIsQuad = isQuad; return *this; }
  97
  98     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const SMDS_MeshElement* elem, bool basicOnly=true );
  99
 100     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( double diameter )
 101     { myType = SMDSAbs_Ball; myBallDiameter = diameter; return *this; }
 102
 103     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 104     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 105       myPolyhedQuantities.swap( quanities ); return *this; }
 106
 107     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 108     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 109       myPolyhedQuantities = quanities; return *this; }
 110
 111     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetPoly(bool isPoly) { myIsPoly = isPoly; return *this; }
 112     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetQuad(bool isQuad) { myIsQuad = isQuad; return *this; }
 113     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetID  (int ID)      { myID = ID; return *this; }
 114   };
 115
 116   /*!
 117    * \brief Add element
 118    */
 119   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nodes,
 120                                const ElemFeatures&                       features);
 121   /*!
 122    * \brief Add element
 123    */
 124   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<int> & nodeIDs,
 125                                const ElemFeatures&      features);
 126
 127   int Remove (const std::list< int >& theElemIDs, const bool isNodes);
 128   // Remove a node or an element.
 129   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
 130
 131   void Create0DElementsOnAllNodes( const TIDSortedElemSet& elements,
 132                                    TIDSortedElemSet&       all0DElems,
 133                                    const bool              duplicateElements);
 134   // Create 0D elements on all nodes of the given. \a all0DElems returns
 135   // all 0D elements found or created on nodes of \a elements
 136
 137   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
 138                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
 139   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
 140   // but having other common link.
 141   // Return False if args are improper
 142
 143   bool InverseDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 144                     const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 145   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 146   // with ones built on the same 4 nodes but having other common link.
 147   // Return false if proper faces not found
 148
 149   bool DeleteDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 150                    const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 151   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 152   // with a quadrangle built on the same 4 nodes.
 153   // Return false if proper faces not found
 154
 155   bool Reorient (const SMDS_MeshElement * theElement);
 156   // Reverse theElement orientation
 157
 158   int Reorient2D (TIDSortedElemSet &       theFaces,
 159                   const gp_Dir&            theDirection,
 160                   const SMDS_MeshElement * theFace);
 161   // Reverse theFaces whose orientation to be same as that of theFace
 162   // oriented according to theDirection. Return nb of reoriented faces
 163
 164   int Reorient2DBy3D (TIDSortedElemSet & theFaces,
 165                       TIDSortedElemSet & theVolumes,
 166                       const bool         theOutsideNormal);
 167   // Reorient faces basing on orientation of adjacent volumes.
 168   // Return nb of reoriented faces
 169
 170   /*!
 171    * \brief Fuse neighbour triangles into quadrangles.
 172    * \param theElems     - The triangles to be fused.
 173    * \param theCriterion - Is used to choose a neighbour to fuse with.
 174    * \param theMaxAngle  - Is a max angle between element normals at which fusion
 175    *                       is still performed; theMaxAngle is mesured in radians.
 176    * \return bool - Success or not.
 177    */
 178   bool TriToQuad (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 179                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
 180                   const double                         theMaxAngle);
 181   /*!
 182    * \brief Split quadrangles into triangles.
 183    * \param theElems     - The faces to be splitted.
 184    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 185    * \return bool - Success or not.
 186    */
 187   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 188                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 189   /*!
 190    * \brief Split quadrangles into triangles.
 191    * \param theElems  - The faces to be splitted.
 192    * \param the13Diag - Is used to choose a diagonal for splitting.
 193    * \return bool - Success or not.
 194    */
 195   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet & theElems,
 196                   const bool         the13Diag);
 197   /*!
 198    * \brief Split each of given quadrangles into 4 triangles.
 199    * \param theElems - The faces to be splitted. If empty all faces are split.
 200    */
 201   void QuadTo4Tri (TIDSortedElemSet & theElems);
 202
 203   /*!
 204    * \brief Find better diagonal for splitting.
 205    * \param theQuad      - The face to find better splitting of.
 206    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 207    * \return int - 1 for 1-3 diagonal, 2 for 2-4, -1 - for errors.
 208    */
 209   int BestSplit (const SMDS_MeshElement*              theQuad,
 210                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 211
 212
 213   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*, int, TIDCompare > TFacetOfElem;
 214
 215     //!<2nd arg of SplitVolumes()
 216   enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, // split into tetrahedra
 217                                 HEXA_TO_6,
 218                                 HEXA_TO_24,
 219                                 HEXA_TO_2_PRISMS, // split into prisms
 220                                 HEXA_TO_4_PRISMS };
 221   /*!
 222    * \brief Split volumic elements into tetrahedra or prisms.
 223    *        If facet ID < 0, element is split into tetrahedra,
 224    *        else a hexahedron is split into prisms so that the given facet is
 225    *        split into triangles
 226    */
 227   void SplitVolumes (const TFacetOfElem & theElems, const int theMethodFlags);
 228
 229   /*!
 230    * \brief For hexahedra that will be split into prisms, finds facets to
 231    *        split into triangles
 232    *  \param [in,out] theHexas - the hexahedra
 233    *  \param [in]     theFacetNormal - facet normal
 234    *  \param [out]    theFacets - the hexahedra and found facet IDs
 235    */
 236   void GetHexaFacetsToSplit( TIDSortedElemSet& theHexas,
 237                              const gp_Ax1&     theFacetNormal,
 238                              TFacetOfElem &    theFacets);
 239
 240   /*!
 241    * \brief Split bi-quadratic elements into linear ones without creation of additional nodes
 242    *   - bi-quadratic triangle will be split into 3 linear quadrangles;
 243    *   - bi-quadratic quadrangle will be split into 4 linear quadrangles;
 244    *   - tri-quadratic hexahedron will be split into 8 linear hexahedra;
 245    *   Quadratic elements of lower dimension  adjacent to the split bi-quadratic element
 246    *   will be split in order to keep the mesh conformal.
 247    *  \param elems - elements to split
 248    */
 249   void SplitBiQuadraticIntoLinear(TIDSortedElemSet& theElems);
 250
 251   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 252
 253   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
 254                std::set<const SMDS_MeshNode*> & theFixedNodes,
 255                const SmoothMethod               theSmoothMethod,
 256                const int                        theNbIterations,
 257                double                           theTgtAspectRatio = 1.0,
 258                const bool                       the2D = true);
 259   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 260   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 261   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 262   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 263   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 264   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 265   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
 266   // on geometrical faces
 267
 268   typedef TIDTypeCompare TElemSort;
 269   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
 270     std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
 271   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
 272   typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
 273   typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
 274   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
 275   typedef std::auto_ptr< std::list<int> > PGroupIDs;
 276
 277   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet   theElements[2],
 278                            const gp_Ax1&      theAxis,
 279                            const double       theAngle,
 280                            const int          theNbSteps,
 281                            const double       theToler,
 282                            const bool         theMakeGroups,
 283                            const bool         theMakeWalls=true);
 284   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 285   // by theAngle by theNbSteps
 286
 287   /*!
 288    * Flags of extrusion.
 289    * BOUNDARY: create or not boundary for result of extrusion
 290    * SEW:      try to use existing nodes or create new nodes in any case
 291    * GROUPS:   to create groups
 292    * BY_AVG_NORMAL: step size is measured along average normal to elements,
 293    *                else step size is measured along average normal of any element
 294    * USE_INPUT_ELEMS_ONLY: to use only input elements to compute extrusion direction
 295    *                       for ExtrusionByNormal()
 296    * SCALE_LINEAR_VARIATION: to make linear variation of scale factors
 297    */
 298   enum ExtrusionFlags {
 299     EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY = 0x01,
 300     EXTRUSION_FLAG_SEW = 0x02,
 301     EXTRUSION_FLAG_GROUPS = 0x04,
 302     EXTRUSION_FLAG_BY_AVG_NORMAL = 0x08,
 303     EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY = 0x10,
 304     EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION = 0x20
 305   };
 306
 307   /*!
 308    * Generator of nodes for extrusion functionality
 309    */
 310   class SMESH_EXPORT ExtrusParam
 311   {
 312     gp_Dir                          myDir;   // direction of extrusion
 313     Handle(TColStd_HSequenceOfReal) mySteps; // magnitudes for each step
 314     std::vector<double>             myScales, myMediumScales;// scale factors
 315     gp_XYZ                          myBaseP; // scaling center
 316     SMESH_SequenceOfNode            myNodes; // nodes for using in sewing
 317     int                             myFlags; // see ExtrusionFlags
 318     double                          myTolerance; // tolerance for sewing nodes
 319     const TIDSortedElemSet*         myElemsToUse; // elements to use for extrusion by normal
 320
 321     int (ExtrusParam::*myMakeNodesFun)(SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 322                                        const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 323                                        std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 324                                        const bool                        makeMediumNodes);
 325
 326   public:
 327     ExtrusParam( const gp_Vec&                   theStep,
 328                  const int                       theNbSteps,
 329                  const std::list<double>&        theScales,
 330                  const gp_XYZ*                   theBaseP,
 331                  const int                       theFlags = 0,
 332                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 333     ExtrusParam( const gp_Dir&                   theDir,
 334                  Handle(TColStd_HSequenceOfReal) theSteps,
 335                  const int                       theFlags = 0,
 336                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 337     ExtrusParam( const double                    theStep,
 338                  const int                       theNbSteps,
 339                  const int                       theFlags,
 340                  const int                       theDim); // for extrusion by normal
 341
 342     SMESH_SequenceOfNode& ChangeNodes() { return myNodes; }
 343     int& Flags()                   { return myFlags; }
 344     bool ToMakeBoundary()    const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY; }
 345     bool ToMakeGroups()      const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_GROUPS; }
 346     bool ToUseInpElemsOnly() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY; }
 347     bool IsLinearVariation() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION; }
 348     int  NbSteps()           const { return mySteps->Length(); }
 349
 350     // stores elements to use for extrusion by normal, depending on
 351     // state of EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY flag;
 352     // define myBaseP for scaling
 353     void SetElementsToUse( const TIDSortedElemSet& elems, const TIDSortedElemSet& nodes );
 354
 355     // creates nodes and returns number of nodes added in \a newNodes
 356     int MakeNodes( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 357                    const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 358                    std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 359                    const bool                        makeMediumNodes)
 360     {
 361       return (this->*myMakeNodesFun)( mesh, srcNode, newNodes, makeMediumNodes );
 362     }
 363   private:
 364
 365     int makeNodesByDir( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 366                         const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 367                         std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 368                         const bool                        makeMediumNodes);
 369     int makeNodesByDirAndSew( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 370                               const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 371                               std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 372                               const bool                        makeMediumNodes);
 373     int makeNodesByNormal2D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 374                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 375                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 376                              const bool                        makeMediumNodes);
 377     int makeNodesByNormal1D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 378                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 379                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 380                              const bool                        makeMediumNodes);
 381     // step iteration
 382     void   beginStepIter( bool withMediumNodes );
 383     bool   moreSteps();
 384     double nextStep();
 385     std::vector< double > myCurSteps;
 386     bool                  myWithMediumNodes;
 387     int                   myNextStep;
 388   };
 389
 390   /*!
 391    * Generate new elements by extrusion of theElements
 392    * It is a method used in .idl file. All functionality
 393    * is implemented in the next method (see below) which
 394    * is used in the current method.
 395    * @param theElems - list of elements for extrusion
 396    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 397    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 398    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 399    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 400    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 401    */
 402   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 403                             const gp_Vec&        theStep,
 404                             const int            theNbSteps,
 405                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
 406                             const int            theFlags,
 407                             const double         theTolerance = 1.e-6);
 408
 409   /*!
 410    * Generate new elements by extrusion of theElements
 411    * @param theElems - list of elements for extrusion
 412    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 413    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 414    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 415    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 416    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 417    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
 418    */
 419   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 420                             ExtrusParam&         theParams,
 421                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap);
 422
 423
 424   // Generate new elements by extrusion of theElements
 425   // by theStep by theNbSteps
 426
 427   enum Extrusion_Error {
 428     EXTR_OK,
 429     EXTR_NO_ELEMENTS,
 430     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 431     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 432     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 433     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 434     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 435     };
 436
 437   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 438                                        SMESH_subMesh*       theTrackPattern,
 439                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 440                                        const bool           theHasAngles,
 441                                        std::list<double>&   theAngles,
 442                                        const bool           theLinearVariation,
 443                                        const bool           theHasRefPoint,
 444                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 445                                        const bool           theMakeGroups);
 446   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 447                                        SMESH_Mesh*          theTrackPattern,
 448                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 449                                        const bool           theHasAngles,
 450                                        std::list<double>&   theAngles,
 451                                        const bool           theLinearVariation,
 452                                        const bool           theHasRefPoint,
 453                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 454                                        const bool           theMakeGroups);
 455   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackPattern,
 456   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 457
 458   PGroupIDs Transform (TIDSortedElemSet & theElements,
 459                        const gp_Trsf&     theTrsf,
 460                        const bool         theCopy,
 461                        const bool         theMakeGroups,
 462                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
 463   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 464
 465   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 466
 467   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
 468                             const double         theTolerance,
 469                             TListOfListOfNodes & theGroupsOfNodes,
 470                             bool                 theSeparateCornersAndMedium);
 471   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 472   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 473
 474   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups);
 475   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 476   // in all elements.
 477
 478   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 479
 480   void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
 481                          TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 482   // Return list of group of elements build on the same nodes.
 483   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 484
 485   void MergeElements(TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 486   // In each group remove all but first of elements.
 487
 488   void MergeEqualElements();
 489   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 490   // Return nb of successfully merged groups.
 491
 492   int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
 493                     std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
 494                     std::vector<int>&                         quantities) const;
 495   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
 496   // Is used by MergeNodes()
 497
 498   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 499                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 500                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 501   // Return true if the three nodes are on a free border
 502
 503   static bool FindFreeBorder (const SMDS_MeshNode*                  theFirstNode,
 504                               const SMDS_MeshNode*                  theSecondNode,
 505                               const SMDS_MeshNode*                  theLastNode,
 506                               std::list< const SMDS_MeshNode* > &   theNodes,
 507                               std::list< const SMDS_MeshElement* >& theFaces);
 508   // Return nodes and faces of a free border if found
 509
 510   enum Sew_Error {
 511     SEW_OK,
 512     // for SewFreeBorder()
 513     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 514     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 515     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 516     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 517     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 518     // for SewSideElements()
 519     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 520     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 521     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 522     SEW_BAD_SIDE2_NODES,
 523     SEW_INTERNAL_ERROR
 524     };
 525
 526
 527   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 528                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 529                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 530                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 531                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 532                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 533                            const bool           theSide2IsFreeBorder = true,
 534                            const bool           toCreatePolygons = false,
 535                            const bool           toCreatePolyedrs = false);
 536   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 537   // elements on the free border with nodes of the elements
 538   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 539   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 540   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 541   // volume elements share the splitted link.
 542   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 543   // Sewing is peformed between the given first, second and last
 544   // nodes on the sides.
 545   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 546   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 547   // the last node on the side 2, which will be merged with
 548   // theBorderLastNode.
 549   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 550   // be merged with theBorderSecondNode.
 551   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 552   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 553   // nodes are inserted.
 554   // Return false, if sewing failed.
 555
 556   Sew_Error SewSideElements (TIDSortedElemSet&    theSide1,
 557                              TIDSortedElemSet&    theSide2,
 558                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode1ToMerge,
 559                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode2ToMerge,
 560                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode1ToMerge,
 561                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode2ToMerge);
 562   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 563   // merged with nodes of elements of theSide2.
 564   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 565   // equal and they should have similar node connectivity.
 566   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 567   // the first node should be linked to the second.
 568
 569   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 570                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 571                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 572                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert,
 573                            const bool                       toCreatePoly = false);
 574   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 575   // If toCreatePoly is true, replace theFace by polygon, else split theFace.
 576
 577   void UpdateVolumes (const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 578                       const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 579                       std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 580   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
 581   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 582
 583   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
 584   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
 585                           TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
 586   // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements,
 587   // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
 588   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the
 589   // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
 590   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the
 591   // geometrical edge from which the mesh element is built.
 592
 593   bool ConvertFromQuadratic();
 594   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
 595   // Converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing
 596   // them with ordinary mesh elements with the same id.
 597   // Returns true in case of success, false otherwise.
 598
 599   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 600                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 601                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 602   // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 603
 604   static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
 605                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 606   // remove element from the all groups
 607
 608   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
 609                                    const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 610                                    SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 611   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 612
 613   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
 614                                    const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
 615                                    SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
 616   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 617
 618   /*!
 619    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
 620    */
 621   static void GetLinkedNodes( const SMDS_MeshNode* node,
 622                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
 623                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 624
 625   /*!
 626    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces
 627     * \param theSide1 - first face set
 628     * \param theSide2 - second first face
 629     * \param theFirstNode1 - a boundary node of set 1
 630     * \param theFirstNode2 - a node of set 2 corresponding to theFirstNode1
 631     * \param theSecondNode1 - a boundary node of set 1 linked with theFirstNode1
 632     * \param theSecondNode2 - a node of set 2 corresponding to theSecondNode1
 633     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
 634     * \return Sew_Error  - is a success or not
 635    */
 636   static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 637                                      std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 638                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
 639                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
 640                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
 641                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
 642                                      TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 643
 644   /*!
 645    * \brief Returns true if given node is medium
 646     * \param n - node to check
 647     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 648     * \return bool - check result
 649    */
 650   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 651                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 652
 653   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 654   // Return an index of the shape theElem is on
 655   // or zero if a shape not found
 656
 657   void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
 658
 659   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes,
 660                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
 661
 662   bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems,
 663                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 664                     const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
 665
 666   bool AffectedElemGroupsInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 667                                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 668                                    const TopoDS_Shape&     theShape,
 669                                    TIDSortedElemSet& theAffectedElems);
 670
 671   bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 672                             const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 673                             const TopoDS_Shape&     theShape );
 674
 675   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 676
 677   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
 678                                      bool                                 createJointElems,
 679                                      bool                                 onAllBoundaries);
 680
 681   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 682
 683   void CreateHoleSkin(double radius,
 684                       const TopoDS_Shape& theShape,
 685                       SMESH_NodeSearcher* theNodeSearcher,
 686                       const char* groupName,
 687                       std::vector<double>&   nodesCoords,
 688                       std::vector<std::vector<int> >& listOfListOfNodes);
 689
 690   /*!
 691    * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
 692    * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
 693    * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
 694    */
 695   bool Make2DMeshFrom3D();
 696
 697   enum Bnd_Dimension { BND_2DFROM3D, BND_1DFROM3D, BND_1DFROM2D };
 698
 699   int MakeBoundaryMesh(const TIDSortedElemSet& elements,
 700                        Bnd_Dimension           dimension,
 701                        SMESH_Group*            group = 0,
 702                        SMESH_Mesh*             targetMesh = 0,
 703                        bool                    toCopyElements = false,
 704                        bool                    toCopyExistingBondary = false,
 705                        bool                    toAddExistingBondary = false,
 706                        bool                    aroundElements = false);
 707
 708  private:
 709
 710   /*!
 711    * \brief Convert elements contained in a submesh to quadratic
 712    * \return int - nb of checked elements
 713    */
 714   int convertElemToQuadratic(SMESHDS_SubMesh *   theSm,
 715                              SMESH_MesherHelper& theHelper,
 716                              const bool          theForce3d);
 717
 718   /*!
 719    * \brief Convert quadratic elements to linear ones and remove quadratic nodes
 720    * \return nb of checked elements
 721    */
 722   int removeQuadElem( SMESHDS_SubMesh *    theSm,
 723                       SMDS_ElemIteratorPtr theItr,
 724                       const int            theShapeID);
 725   /*!
 726    * \brief Create groups of elements made during transformation
 727    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
 728    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
 729    * \param postfix - to append to names of new groups
 730    * \param targetMesh - mesh to create groups in
 731    * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
 732    */
 733   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
 734                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
 735                            const std::string&             postfix,
 736                            SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
 737                            const bool                     topPresent=true);
 738   /*!
 739    * \brief Create elements by sweeping an element
 740    * \param elem - element to sweep
 741    * \param newNodesItVec - nodes generated from each node of the element
 742    * \param newElems - generated elements
 743    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 744    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 745    */
 746   void sweepElement(const SMDS_MeshElement*                    elem,
 747                     const std::vector<TNodeOfNodeListMapItr> & newNodesItVec,
 748                     std::list<const SMDS_MeshElement*>&        newElems,
 749                     const size_t                               nbSteps,
 750                     SMESH_SequenceOfElemPtr&                   srcElements);
 751
 752   /*!
 753    * \brief Create 1D and 2D elements around swept elements
 754    * \param mapNewNodes - source nodes and ones generated from them
 755    * \param newElemsMap - source elements and ones generated from them
 756    * \param elemNewNodesMap - nodes generated from each node of each element
 757    * \param elemSet - all swept elements
 758    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 759    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 760    */
 761   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
 762                   TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
 763                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
 764                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
 765                   const int                nbSteps,
 766                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
 767
 768   struct SMESH_MeshEditor_PathPoint
 769   {
 770     gp_Pnt myPnt;
 771     gp_Dir myTgt;
 772     double myAngle, myPrm;
 773
 774     SMESH_MeshEditor_PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myPrm(0) {}
 775     void          SetPnt      (const gp_Pnt& aP3D)  { myPnt  =aP3D; }
 776     void          SetTangent  (const gp_Dir& aTgt)  { myTgt  =aTgt; }
 777     void          SetAngle    (const double& aBeta) { myAngle=aBeta; }
 778     void          SetParameter(const double& aPrm)  { myPrm  =aPrm; }
 779     const gp_Pnt& Pnt         ()const               { return myPnt; }
 780     const gp_Dir& Tangent     ()const               { return myTgt; }
 781     double        Angle       ()const               { return myAngle; }
 782     double        Parameter   ()const               { return myPrm; }
 783   };
 784   Extrusion_Error MakeEdgePathPoints(std::list<double>&                     aPrms,
 785                                      const TopoDS_Edge&                     aTrackEdge,
 786                                      bool                                   aFirstIsStart,
 787                                      std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& aLPP);
 788   Extrusion_Error MakeExtrElements(TIDSortedElemSet                       theElements[2],
 789                                    std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& theFullList,
 790                                    const bool                             theHasAngles,
 791                                    std::list<double>&                     theAngles,
 792                                    const bool                             theLinearVariation,
 793                                    const bool                             theHasRefPoint,
 794                                    const gp_Pnt&                          theRefPoint,
 795                                    const bool                             theMakeGroups);
 796   static void LinearAngleVariation(const int          NbSteps,
 797                                    std::list<double>& theAngles);
 798
 799   bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*           theMeshDS,
 800                     const TIDSortedElemSet& theElems,
 801                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 802                     TNodeNodeMap&           theNodeNodeMap,
 803                     const bool              theIsDoubleElem );
 804
 805   void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
 806                      const SMDS_MeshNode* to );
 807
 808 private:
 809
 810   SMESH_Mesh *            myMesh;
 811
 812   // Nodes and elements created during last operation
 813   SMESH_SequenceOfElemPtr myLastCreatedNodes, myLastCreatedElems;
 814
 815   // Description of error/warning occured during last operation
 816   SMESH_ComputeErrorPtr   myError;
 817 };
 818
 819 #endif