src/SMESH/SMESH_MeshEditor.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2015  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 "SMDS_MeshElement.hxx"
  34 #include "SMESH_Controls.hxx"
  35 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  36 #include "SMESH_TypeDefs.hxx"
  37 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  38
  39 #include <utilities.h>
  40
  41 #include <TColStd_HSequenceOfReal.hxx>
  42 #include <gp_Dir.hxx>
  43
  44 #include <list>
  45 #include <map>
  46 #include <set>
  47
  48 class SMDS_MeshFace;
  49 class SMDS_MeshNode;
  50 class gp_Ax1;
  51 class gp_Vec;
  52 class gp_Pnt;
  53 class SMESH_MesherHelper;
  54 class SMESH_NodeSearcher;
  55
  56 // ============================================================
  57 /*!
  58  * \brief Editor of a mesh
  59  */
  60 // ============================================================
  61
  62 class SMESH_EXPORT SMESH_MeshEditor
  63 {
  64 public:
  65
  66   SMESH_MeshEditor( SMESH_Mesh* theMesh );
  67
  68   SMESH_Mesh   *                 GetMesh()   { return myMesh; }
  69   SMESHDS_Mesh *                 GetMeshDS() { return myMesh->GetMeshDS(); }
  70
  71   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedNodes() const { return myLastCreatedNodes; }
  72   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedElems() const { return myLastCreatedElems; }
  73   void                           ClearLastCreated();
  74   SMESH_ComputeErrorPtr &        GetError() { return myError; }
  75
  76   // --------------------------------------------------------------------------------
  77   struct ElemFeatures //!< Features of element to create
  78   {
  79     SMDSAbs_ElementType myType;
  80     bool                myIsPoly, myIsQuad;
  81     int                 myID;
  82     double              myBallDiameter;
  83     std::vector<int>    myPolyhedQuantities;
  84
  85     ElemFeatures( SMDSAbs_ElementType type=SMDSAbs_All, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  86       :myType( type ), myIsPoly(isPoly), myIsQuad(isQuad), myID(-1), myBallDiameter(0) {}
  87
  88     ElemFeatures& Init( SMDSAbs_ElementType type, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  89     { myType = type; myIsPoly = isPoly; myIsQuad = isQuad; return *this; }
  90
  91     ElemFeatures& Init( const SMDS_MeshElement* elem, bool basicOnly=true );
  92
  93     ElemFeatures& Init( double diameter )
  94     { myType = SMDSAbs_Ball; myBallDiameter = diameter; return *this; }
  95
  96     ElemFeatures& Init( vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
  97     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
  98       myPolyhedQuantities.swap( quanities ); return *this; }
  99
 100     ElemFeatures& Init( const vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 101     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 102       myPolyhedQuantities = quanities; return *this; }
 103
 104     ElemFeatures& SetPoly(bool isPoly) { myIsPoly = isPoly; return *this; }
 105     ElemFeatures& SetQuad(bool isQuad) { myIsQuad = isQuad; return *this; }
 106     ElemFeatures& SetID  (int ID)      { myID = ID; return *this; }
 107   };
 108
 109   /*!
 110    * \brief Add element
 111    */
 112   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nodes,
 113                                const ElemFeatures&                       features);
 114   /*!
 115    * \brief Add element
 116    */
 117   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<int> & nodeIDs,
 118                                const ElemFeatures&      features);
 119
 120   int Remove (const std::list< int >& theElemIDs, const bool isNodes);
 121   // Remove a node or an element.
 122   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
 123
 124   void Create0DElementsOnAllNodes( const TIDSortedElemSet& elements,
 125                                    TIDSortedElemSet&       all0DElems);
 126   // Create 0D elements on all nodes of the given object except those
 127   // nodes on which a 0D element already exists. \a all0DElems returns
 128   // all 0D elements found or created on nodes of \a elements
 129
 130   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
 131                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
 132   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
 133   // but having other common link.
 134   // Return False if args are improper
 135
 136   bool InverseDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 137                     const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 138   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 139   // with ones built on the same 4 nodes but having other common link.
 140   // Return false if proper faces not found
 141
 142   bool DeleteDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 143                    const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 144   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 145   // with a quadrangle built on the same 4 nodes.
 146   // Return false if proper faces not found
 147
 148   bool Reorient (const SMDS_MeshElement * theElement);
 149   // Reverse theElement orientation
 150
 151   int Reorient2D (TIDSortedElemSet &       theFaces,
 152                   const gp_Dir&            theDirection,
 153                   const SMDS_MeshElement * theFace);
 154   // Reverse theFaces whose orientation to be same as that of theFace
 155   // oriented according to theDirection. Return nb of reoriented faces
 156
 157   int Reorient2DBy3D (TIDSortedElemSet & theFaces,
 158                       TIDSortedElemSet & theVolumes,
 159                       const bool         theOutsideNormal);
 160   // Reorient faces basing on orientation of adjacent volumes.
 161   // Return nb of reoriented faces
 162
 163   /*!
 164    * \brief Fuse neighbour triangles into quadrangles.
 165    * \param theElems     - The triangles to be fused.
 166    * \param theCriterion - Is used to choose a neighbour to fuse with.
 167    * \param theMaxAngle  - Is a max angle between element normals at which fusion
 168    *                       is still performed; theMaxAngle is mesured in radians.
 169    * \return bool - Success or not.
 170    */
 171   bool TriToQuad (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 172                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
 173                   const double                         theMaxAngle);
 174   /*!
 175    * \brief Split quadrangles into triangles.
 176    * \param theElems     - The faces to be splitted.
 177    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 178    * \return bool - Success or not.
 179    */
 180   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 181                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 182   /*!
 183    * \brief Split quadrangles into triangles.
 184    * \param theElems  - The faces to be splitted.
 185    * \param the13Diag - Is used to choose a diagonal for splitting.
 186    * \return bool - Success or not.
 187    */
 188   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet & theElems,
 189                   const bool         the13Diag);
 190   /*!
 191    * \brief Split each of given quadrangles into 4 triangles.
 192    * \param theElems - The faces to be splitted. If empty all faces are split.
 193    */
 194   void QuadTo4Tri (TIDSortedElemSet & theElems);
 195
 196   /*!
 197    * \brief Find better diagonal for splitting.
 198    * \param theQuad      - The face to find better splitting of.
 199    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 200    * \return int - 1 for 1-3 diagonal, 2 for 2-4, -1 - for errors.
 201    */
 202   int BestSplit (const SMDS_MeshElement*              theQuad,
 203                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 204
 205
 206   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*, int, TIDCompare > TFacetOfElem;
 207
 208     //!<2nd arg of SplitVolumes()
 209   enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, // split into tetrahedra
 210                                 HEXA_TO_6,
 211                                 HEXA_TO_24,
 212                                 HEXA_TO_2_PRISMS, // split into prisms
 213                                 HEXA_TO_4_PRISMS };
 214   /*!
 215    * \brief Split volumic elements into tetrahedra or prisms.
 216    *        If facet ID < 0, element is split into tetrahedra,
 217    *        else a hexahedron is split into prisms so that the given facet is
 218    *        split into triangles
 219    */
 220   void SplitVolumes (const TFacetOfElem & theElems, const int theMethodFlags);
 221
 222   /*!
 223    * \brief For hexahedra that will be split into prisms, finds facets to
 224    *        split into triangles
 225    *  \param [in,out] theHexas - the hexahedra
 226    *  \param [in]     theFacetNormal - facet normal
 227    *  \param [out]    theFacets - the hexahedra and found facet IDs
 228    */
 229   void GetHexaFacetsToSplit( TIDSortedElemSet& theHexas,
 230                              const gp_Ax1&     theFacetNormal,
 231                              TFacetOfElem &    theFacets);
 232
 233
 234   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 235
 236   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
 237                std::set<const SMDS_MeshNode*> & theFixedNodes,
 238                const SmoothMethod               theSmoothMethod,
 239                const int                        theNbIterations,
 240                double                           theTgtAspectRatio = 1.0,
 241                const bool                       the2D = true);
 242   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 243   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 244   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 245   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 246   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 247   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 248   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
 249   // on geometrical faces
 250
 251   typedef TIDTypeCompare TElemSort;
 252   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
 253     std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
 254   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
 255   typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
 256   typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
 257   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
 258   typedef std::auto_ptr< std::list<int> > PGroupIDs;
 259
 260   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet   theElements[2],
 261                            const gp_Ax1&      theAxis,
 262                            const double       theAngle,
 263                            const int          theNbSteps,
 264                            const double       theToler,
 265                            const bool         theMakeGroups,
 266                            const bool         theMakeWalls=true);
 267   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 268   // by theAngle by theNbSteps
 269
 270   /*!
 271    * Flags of extrusion.
 272    * BOUNDARY: create or not boundary for result of extrusion
 273    * SEW:      try to use existing nodes or create new nodes in any case
 274    * GROUPS:   to create groups
 275    * BY_AVG_NORMAL: step size is measured along average normal to elements,
 276    *                else step size is measured along average normal of any element
 277    * USE_INPUT_ELEMS_ONLY: to use only input elements to compute extrusion direction
 278    *                       for ExtrusionByNormal()
 279    */
 280   enum ExtrusionFlags {
 281     EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY = 0x01,
 282     EXTRUSION_FLAG_SEW = 0x02,
 283     EXTRUSION_FLAG_GROUPS = 0x04,
 284     EXTRUSION_FLAG_BY_AVG_NORMAL = 0x08,
 285     EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY = 0x10
 286   };
 287
 288   /*!
 289    * Generator of nodes for extrusion functionality
 290    */
 291   class SMESH_EXPORT ExtrusParam {
 292     gp_Dir                          myDir;   // direction of extrusion
 293     Handle(TColStd_HSequenceOfReal) mySteps; // magnitudes for each step
 294     SMESH_SequenceOfNode            myNodes; // nodes for using in sewing
 295     int                             myFlags; // see ExtrusionFlags
 296     double                          myTolerance; // tolerance for sewing nodes
 297     const TIDSortedElemSet*         myElemsToUse; // elements to use for extrusion by normal
 298
 299     int (ExtrusParam::*myMakeNodesFun)(SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 300                                        const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 301                                        std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 302                                        const bool                        makeMediumNodes);
 303
 304   public:
 305     ExtrusParam( const gp_Vec&  theStep,
 306                  const int      theNbSteps,
 307                  const int      theFlags = 0,
 308                  const double   theTolerance = 1e-6);
 309     ExtrusParam( const gp_Dir&                   theDir,
 310                  Handle(TColStd_HSequenceOfReal) theSteps,
 311                  const int                       theFlags = 0,
 312                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 313     ExtrusParam( const double theStep,
 314                  const int    theNbSteps,
 315                  const int    theFlags,
 316                  const int    theDim); // for extrusion by normal
 317
 318     SMESH_SequenceOfNode& ChangeNodes() { return myNodes; }
 319     int& Flags()                   { return myFlags; }
 320     bool ToMakeBoundary()    const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY; }
 321     bool ToMakeGroups()      const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_GROUPS; }
 322     bool ToUseInpElemsOnly() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY; }
 323     int  NbSteps()           const { return mySteps->Length(); }
 324
 325     // stores elements to use for extrusion by normal, depending on
 326     // state of EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY flag
 327     void SetElementsToUse( const TIDSortedElemSet& elems );
 328
 329     // creates nodes and returns number of nodes added in \a newNodes
 330     int MakeNodes( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 331                    const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 332                    std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 333                    const bool                        makeMediumNodes)
 334     {
 335       return (this->*myMakeNodesFun)( mesh, srcNode, newNodes, makeMediumNodes );
 336     }
 337   private:
 338
 339     int makeNodesByDir( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 340                         const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 341                         std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 342                         const bool                        makeMediumNodes);
 343     int makeNodesByDirAndSew( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 344                               const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 345                               std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 346                               const bool                        makeMediumNodes);
 347     int makeNodesByNormal2D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 348                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 349                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 350                              const bool                        makeMediumNodes);
 351     int makeNodesByNormal1D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 352                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 353                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 354                              const bool                        makeMediumNodes);
 355     // step iteration
 356     void   beginStepIter( bool withMediumNodes );
 357     bool   moreSteps();
 358     double nextStep();
 359     std::vector< double > myCurSteps;
 360     bool                  myWithMediumNodes;
 361     int                   myNextStep;
 362   };
 363
 364   /*!
 365    * Generate new elements by extrusion of theElements
 366    * It is a method used in .idl file. All functionality
 367    * is implemented in the next method (see below) which
 368    * is used in the current method.
 369    * @param theElems - list of elements for extrusion
 370    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 371    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 372    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 373    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 374    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 375    */
 376   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 377                             const gp_Vec&        theStep,
 378                             const int            theNbSteps,
 379                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
 380                             const int            theFlags,
 381                             const double         theTolerance = 1.e-6);
 382
 383   /*!
 384    * Generate new elements by extrusion of theElements
 385    * @param theElems - list of elements for extrusion
 386    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 387    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 388    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 389    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 390    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 391    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
 392    */
 393   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 394                             ExtrusParam&         theParams,
 395                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap);
 396
 397
 398   // Generate new elements by extrusion of theElements
 399   // by theStep by theNbSteps
 400
 401   enum Extrusion_Error {
 402     EXTR_OK,
 403     EXTR_NO_ELEMENTS,
 404     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 405     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 406     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 407     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 408     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 409     };
 410
 411   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 412                                        SMESH_subMesh*       theTrackPattern,
 413                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 414                                        const bool           theHasAngles,
 415                                        std::list<double>&   theAngles,
 416                                        const bool           theLinearVariation,
 417                                        const bool           theHasRefPoint,
 418                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 419                                        const bool           theMakeGroups);
 420   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 421                                        SMESH_Mesh*          theTrackPattern,
 422                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 423                                        const bool           theHasAngles,
 424                                        std::list<double>&   theAngles,
 425                                        const bool           theLinearVariation,
 426                                        const bool           theHasRefPoint,
 427                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 428                                        const bool           theMakeGroups);
 429   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackPattern,
 430   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 431
 432   PGroupIDs Transform (TIDSortedElemSet & theElements,
 433                        const gp_Trsf&     theTrsf,
 434                        const bool         theCopy,
 435                        const bool         theMakeGroups,
 436                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
 437   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 438
 439   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 440
 441   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
 442                             const double         theTolerance,
 443                             TListOfListOfNodes & theGroupsOfNodes,
 444                             bool                 theSeparateCornersAndMedium);
 445   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 446   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 447
 448   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups);
 449   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 450   // in all elements.
 451
 452   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 453
 454   void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
 455                          TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 456   // Return list of group of elements build on the same nodes.
 457   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 458
 459   void MergeElements(TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 460   // In each group remove all but first of elements.
 461
 462   void MergeEqualElements();
 463   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 464   // Return nb of successfully merged groups.
 465
 466   int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
 467                     std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
 468                     std::vector<int>&                         quantities) const;
 469   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
 470   // Is used by MergeNodes()
 471
 472   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 473                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 474                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 475   // Return true if the three nodes are on a free border
 476
 477   static bool FindFreeBorder (const SMDS_MeshNode*                  theFirstNode,
 478                               const SMDS_MeshNode*                  theSecondNode,
 479                               const SMDS_MeshNode*                  theLastNode,
 480                               std::list< const SMDS_MeshNode* > &   theNodes,
 481                               std::list< const SMDS_MeshElement* >& theFaces);
 482   // Return nodes and faces of a free border if found
 483
 484   enum Sew_Error {
 485     SEW_OK,
 486     // for SewFreeBorder()
 487     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 488     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 489     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 490     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 491     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 492     // for SewSideElements()
 493     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 494     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 495     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 496     SEW_BAD_SIDE2_NODES,
 497     SEW_INTERNAL_ERROR
 498     };
 499
 500
 501   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 502                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 503                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 504                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 505                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 506                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 507                            const bool           theSide2IsFreeBorder = true,
 508                            const bool           toCreatePolygons = false,
 509                            const bool           toCreatePolyedrs = false);
 510   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 511   // elements on the free border with nodes of the elements
 512   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 513   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 514   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 515   // volume elements share the splitted link.
 516   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 517   // Sewing is peformed between the given first, second and last
 518   // nodes on the sides.
 519   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 520   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 521   // the last node on the side 2, which will be merged with
 522   // theBorderLastNode.
 523   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 524   // be merged with theBorderSecondNode.
 525   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 526   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 527   // nodes are inserted.
 528   // Return false, if sewing failed.
 529
 530   Sew_Error SewSideElements (TIDSortedElemSet&    theSide1,
 531                              TIDSortedElemSet&    theSide2,
 532                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode1ToMerge,
 533                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode2ToMerge,
 534                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode1ToMerge,
 535                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode2ToMerge);
 536   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 537   // merged with nodes of elements of theSide2.
 538   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 539   // equal and they should have similar node connectivity.
 540   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 541   // the first node should be linked to the second.
 542
 543   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 544                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 545                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 546                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert,
 547                            const bool                       toCreatePoly = false);
 548   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 549   // If toCreatePoly is true, replace theFace by polygon, else split theFace.
 550
 551   void UpdateVolumes (const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 552                       const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 553                       std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 554   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
 555   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 556
 557   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
 558   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
 559                           TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
 560   // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements,
 561   // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
 562   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the
 563   // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
 564   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the
 565   // geometrical edge from which the mesh element is built.
 566
 567   bool ConvertFromQuadratic();
 568   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
 569   // Converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing
 570   // them with ordinary mesh elements with the same id.
 571   // Returns true in case of success, false otherwise.
 572
 573   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 574                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 575                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 576   // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 577
 578   static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
 579                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 580   // remove element from the all groups
 581
 582   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
 583                                    const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 584                                    SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 585   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 586
 587   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
 588                                    const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
 589                                    SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
 590   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 591
 592   /*!
 593    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
 594    */
 595   static void GetLinkedNodes( const SMDS_MeshNode* node,
 596                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
 597                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 598
 599   /*!
 600    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces
 601     * \param theSide1 - first face set
 602     * \param theSide2 - second first face
 603     * \param theFirstNode1 - a boundary node of set 1
 604     * \param theFirstNode2 - a node of set 2 corresponding to theFirstNode1
 605     * \param theSecondNode1 - a boundary node of set 1 linked with theFirstNode1
 606     * \param theSecondNode2 - a node of set 2 corresponding to theSecondNode1
 607     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
 608     * \return Sew_Error  - is a success or not
 609    */
 610   static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 611                                      std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 612                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
 613                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
 614                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
 615                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
 616                                      TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 617
 618   /*!
 619    * \brief Returns true if given node is medium
 620     * \param n - node to check
 621     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 622     * \return bool - check result
 623    */
 624   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 625                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 626
 627   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 628   // Return an index of the shape theElem is on
 629   // or zero if a shape not found
 630
 631   void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
 632
 633   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes,
 634                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
 635
 636   bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems,
 637                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 638                     const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
 639
 640   bool AffectedElemGroupsInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 641                                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 642                                    const TopoDS_Shape&     theShape,
 643                                    TIDSortedElemSet& theAffectedElems);
 644
 645   bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 646                             const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 647                             const TopoDS_Shape&     theShape );
 648
 649   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 650
 651   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
 652                                      bool                                 createJointElems,
 653                                      bool                                 onAllBoundaries);
 654
 655   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 656
 657   void CreateHoleSkin(double radius,
 658                       const TopoDS_Shape& theShape,
 659                       SMESH_NodeSearcher* theNodeSearcher,
 660                       const char* groupName,
 661                       std::vector<double>&   nodesCoords,
 662                       std::vector<std::vector<int> >& listOfListOfNodes);
 663
 664   /*!
 665    * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
 666    * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
 667    * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
 668    */
 669   bool Make2DMeshFrom3D();
 670
 671   enum Bnd_Dimension { BND_2DFROM3D, BND_1DFROM3D, BND_1DFROM2D };
 672
 673   int MakeBoundaryMesh(const TIDSortedElemSet& elements,
 674                        Bnd_Dimension           dimension,
 675                        SMESH_Group*            group = 0,
 676                        SMESH_Mesh*             targetMesh = 0,
 677                        bool                    toCopyElements = false,
 678                        bool                    toCopyExistingBondary = false,
 679                        bool                    toAddExistingBondary = false,
 680                        bool                    aroundElements = false);
 681
 682  private:
 683
 684   /*!
 685    * \brief Convert elements contained in a submesh to quadratic
 686    * \return int - nb of checked elements
 687    */
 688   int convertElemToQuadratic(SMESHDS_SubMesh *   theSm,
 689                              SMESH_MesherHelper& theHelper,
 690                              const bool          theForce3d);
 691
 692   /*!
 693    * \brief Convert quadratic elements to linear ones and remove quadratic nodes
 694    * \return nb of checked elements
 695    */
 696   int removeQuadElem( SMESHDS_SubMesh *    theSm,
 697                       SMDS_ElemIteratorPtr theItr,
 698                       const int            theShapeID);
 699   /*!
 700    * \brief Create groups of elements made during transformation
 701    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
 702    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
 703    * \param postfix - to append to names of new groups
 704    * \param targetMesh - mesh to create groups in
 705    * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
 706    */
 707   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
 708                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
 709                            const std::string&             postfix,
 710                            SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
 711                            const bool                     topPresent=true);
 712   /*!
 713    * \brief Create elements by sweeping an element
 714    * \param elem - element to sweep
 715    * \param newNodesItVec - nodes generated from each node of the element
 716    * \param newElems - generated elements
 717    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 718    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 719    */
 720   void sweepElement(const SMDS_MeshElement*                    elem,
 721                     const std::vector<TNodeOfNodeListMapItr> & newNodesItVec,
 722                     std::list<const SMDS_MeshElement*>&        newElems,
 723                     const int                                  nbSteps,
 724                     SMESH_SequenceOfElemPtr&                   srcElements);
 725
 726   /*!
 727    * \brief Create 1D and 2D elements around swept elements
 728    * \param mapNewNodes - source nodes and ones generated from them
 729    * \param newElemsMap - source elements and ones generated from them
 730    * \param elemNewNodesMap - nodes generated from each node of each element
 731    * \param elemSet - all swept elements
 732    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 733    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 734    */
 735   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
 736                   TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
 737                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
 738                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
 739                   const int                nbSteps,
 740                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
 741
 742   struct SMESH_MeshEditor_PathPoint
 743   {
 744     gp_Pnt myPnt;
 745     gp_Dir myTgt;
 746     double myAngle, myPrm;
 747
 748     SMESH_MeshEditor_PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myPrm(0) {}
 749     void          SetPnt      (const gp_Pnt& aP3D)  { myPnt  =aP3D; }
 750     void          SetTangent  (const gp_Dir& aTgt)  { myTgt  =aTgt; }
 751     void          SetAngle    (const double& aBeta) { myAngle=aBeta; }
 752     void          SetParameter(const double& aPrm)  { myPrm  =aPrm; }
 753     const gp_Pnt& Pnt         ()const               { return myPnt; }
 754     const gp_Dir& Tangent     ()const               { return myTgt; }
 755     double        Angle       ()const               { return myAngle; }
 756     double        Parameter   ()const               { return myPrm; }
 757   };
 758   Extrusion_Error MakeEdgePathPoints(std::list<double>&                     aPrms,
 759                                      const TopoDS_Edge&                     aTrackEdge,
 760                                      bool                                   aFirstIsStart,
 761                                      std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& aLPP);
 762   Extrusion_Error MakeExtrElements(TIDSortedElemSet                       theElements[2],
 763                                    std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& theFullList,
 764                                    const bool                             theHasAngles,
 765                                    std::list<double>&                     theAngles,
 766                                    const bool                             theLinearVariation,
 767                                    const bool                             theHasRefPoint,
 768                                    const gp_Pnt&                          theRefPoint,
 769                                    const bool                             theMakeGroups);
 770   void LinearAngleVariation(const int     NbSteps,
 771                             list<double>& theAngles);
 772
 773   bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*           theMeshDS,
 774                     const TIDSortedElemSet& theElems,
 775                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 776                     TNodeNodeMap&           theNodeNodeMap,
 777                     const bool              theIsDoubleElem );
 778
 779   void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
 780                      const SMDS_MeshNode* to );
 781
 782 private:
 783
 784   SMESH_Mesh *            myMesh;
 785
 786   // Nodes and elements created during last operation
 787   SMESH_SequenceOfElemPtr myLastCreatedNodes, myLastCreatedElems;
 788
 789   // Description of error/warning occured during last operation
 790   SMESH_ComputeErrorPtr   myError;
 791 };
 792
 793 #endif