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     SMESH_EXPORT 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     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( SMDSAbs_ElementType type, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  89     { myType = type; myIsPoly = isPoly; myIsQuad = isQuad; return *this; }
  90
  91     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const SMDS_MeshElement* elem, bool basicOnly=true );
  92
  93     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( double diameter )
  94     { myType = SMDSAbs_Ball; myBallDiameter = diameter; return *this; }
  95
  96     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
  97     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
  98       myPolyhedQuantities.swap( quanities ); return *this; }
  99
 100     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 101     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 102       myPolyhedQuantities = quanities; return *this; }
 103
 104     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetPoly(bool isPoly) { myIsPoly = isPoly; return *this; }
 105     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetQuad(bool isQuad) { myIsQuad = isQuad; return *this; }
 106     SMESH_EXPORT 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    * \brief Split bi-quadratic elements into linear ones without creation of additional nodes
 235    *   - bi-quadratic triangle will be split into 3 linear quadrangles;
 236    *   - bi-quadratic quadrangle will be split into 4 linear quadrangles;
 237    *   - tri-quadratic hexahedron will be split into 8 linear hexahedra;
 238    *   Quadratic elements of lower dimension  adjacent to the split bi-quadratic element
 239    *   will be split in order to keep the mesh conformal.
 240    *  \param elems - elements to split
 241    */
 242   void SplitBiQuadraticIntoLinear(TIDSortedElemSet& theElems);
 243
 244   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 245
 246   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
 247                std::set<const SMDS_MeshNode*> & theFixedNodes,
 248                const SmoothMethod               theSmoothMethod,
 249                const int                        theNbIterations,
 250                double                           theTgtAspectRatio = 1.0,
 251                const bool                       the2D = true);
 252   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 253   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 254   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 255   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 256   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 257   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 258   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
 259   // on geometrical faces
 260
 261   typedef TIDTypeCompare TElemSort;
 262   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
 263     std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
 264   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
 265   typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
 266   typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
 267   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
 268   typedef std::auto_ptr< std::list<int> > PGroupIDs;
 269
 270   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet   theElements[2],
 271                            const gp_Ax1&      theAxis,
 272                            const double       theAngle,
 273                            const int          theNbSteps,
 274                            const double       theToler,
 275                            const bool         theMakeGroups,
 276                            const bool         theMakeWalls=true);
 277   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 278   // by theAngle by theNbSteps
 279
 280   /*!
 281    * Flags of extrusion.
 282    * BOUNDARY: create or not boundary for result of extrusion
 283    * SEW:      try to use existing nodes or create new nodes in any case
 284    * GROUPS:   to create groups
 285    * BY_AVG_NORMAL: step size is measured along average normal to elements,
 286    *                else step size is measured along average normal of any element
 287    * USE_INPUT_ELEMS_ONLY: to use only input elements to compute extrusion direction
 288    *                       for ExtrusionByNormal()
 289    */
 290   enum ExtrusionFlags {
 291     EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY = 0x01,
 292     EXTRUSION_FLAG_SEW = 0x02,
 293     EXTRUSION_FLAG_GROUPS = 0x04,
 294     EXTRUSION_FLAG_BY_AVG_NORMAL = 0x08,
 295     EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY = 0x10
 296   };
 297
 298   /*!
 299    * Generator of nodes for extrusion functionality
 300    */
 301   class SMESH_EXPORT ExtrusParam {
 302     gp_Dir                          myDir;   // direction of extrusion
 303     Handle(TColStd_HSequenceOfReal) mySteps; // magnitudes for each step
 304     SMESH_SequenceOfNode            myNodes; // nodes for using in sewing
 305     int                             myFlags; // see ExtrusionFlags
 306     double                          myTolerance; // tolerance for sewing nodes
 307     const TIDSortedElemSet*         myElemsToUse; // elements to use for extrusion by normal
 308
 309     int (ExtrusParam::*myMakeNodesFun)(SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 310                                        const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 311                                        std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 312                                        const bool                        makeMediumNodes);
 313
 314   public:
 315     ExtrusParam( const gp_Vec&  theStep,
 316                  const int      theNbSteps,
 317                  const int      theFlags = 0,
 318                  const double   theTolerance = 1e-6);
 319     ExtrusParam( const gp_Dir&                   theDir,
 320                  Handle(TColStd_HSequenceOfReal) theSteps,
 321                  const int                       theFlags = 0,
 322                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 323     ExtrusParam( const double theStep,
 324                  const int    theNbSteps,
 325                  const int    theFlags,
 326                  const int    theDim); // for extrusion by normal
 327
 328     SMESH_SequenceOfNode& ChangeNodes() { return myNodes; }
 329     int& Flags()                   { return myFlags; }
 330     bool ToMakeBoundary()    const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY; }
 331     bool ToMakeGroups()      const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_GROUPS; }
 332     bool ToUseInpElemsOnly() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY; }
 333     int  NbSteps()           const { return mySteps->Length(); }
 334
 335     // stores elements to use for extrusion by normal, depending on
 336     // state of EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY flag
 337     void SetElementsToUse( const TIDSortedElemSet& elems );
 338
 339     // creates nodes and returns number of nodes added in \a newNodes
 340     int MakeNodes( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 341                    const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 342                    std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 343                    const bool                        makeMediumNodes)
 344     {
 345       return (this->*myMakeNodesFun)( mesh, srcNode, newNodes, makeMediumNodes );
 346     }
 347   private:
 348
 349     int makeNodesByDir( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 350                         const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 351                         std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 352                         const bool                        makeMediumNodes);
 353     int makeNodesByDirAndSew( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 354                               const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 355                               std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 356                               const bool                        makeMediumNodes);
 357     int makeNodesByNormal2D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 358                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 359                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 360                              const bool                        makeMediumNodes);
 361     int makeNodesByNormal1D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 362                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 363                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 364                              const bool                        makeMediumNodes);
 365     // step iteration
 366     void   beginStepIter( bool withMediumNodes );
 367     bool   moreSteps();
 368     double nextStep();
 369     std::vector< double > myCurSteps;
 370     bool                  myWithMediumNodes;
 371     int                   myNextStep;
 372   };
 373
 374   /*!
 375    * Generate new elements by extrusion of theElements
 376    * It is a method used in .idl file. All functionality
 377    * is implemented in the next method (see below) which
 378    * is used in the current method.
 379    * @param theElems - list of elements for extrusion
 380    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 381    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 382    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 383    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 384    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 385    */
 386   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 387                             const gp_Vec&        theStep,
 388                             const int            theNbSteps,
 389                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
 390                             const int            theFlags,
 391                             const double         theTolerance = 1.e-6);
 392
 393   /*!
 394    * Generate new elements by extrusion of theElements
 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    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
 402    */
 403   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 404                             ExtrusParam&         theParams,
 405                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap);
 406
 407
 408   // Generate new elements by extrusion of theElements
 409   // by theStep by theNbSteps
 410
 411   enum Extrusion_Error {
 412     EXTR_OK,
 413     EXTR_NO_ELEMENTS,
 414     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 415     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 416     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 417     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 418     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 419     };
 420
 421   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 422                                        SMESH_subMesh*       theTrackPattern,
 423                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 424                                        const bool           theHasAngles,
 425                                        std::list<double>&   theAngles,
 426                                        const bool           theLinearVariation,
 427                                        const bool           theHasRefPoint,
 428                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 429                                        const bool           theMakeGroups);
 430   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 431                                        SMESH_Mesh*          theTrackPattern,
 432                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 433                                        const bool           theHasAngles,
 434                                        std::list<double>&   theAngles,
 435                                        const bool           theLinearVariation,
 436                                        const bool           theHasRefPoint,
 437                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 438                                        const bool           theMakeGroups);
 439   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackPattern,
 440   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 441
 442   PGroupIDs Transform (TIDSortedElemSet & theElements,
 443                        const gp_Trsf&     theTrsf,
 444                        const bool         theCopy,
 445                        const bool         theMakeGroups,
 446                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
 447   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 448
 449   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 450
 451   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
 452                             const double         theTolerance,
 453                             TListOfListOfNodes & theGroupsOfNodes,
 454                             bool                 theSeparateCornersAndMedium);
 455   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 456   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 457
 458   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups);
 459   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 460   // in all elements.
 461
 462   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 463
 464   void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
 465                          TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 466   // Return list of group of elements build on the same nodes.
 467   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 468
 469   void MergeElements(TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 470   // In each group remove all but first of elements.
 471
 472   void MergeEqualElements();
 473   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 474   // Return nb of successfully merged groups.
 475
 476   int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
 477                     std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
 478                     std::vector<int>&                         quantities) const;
 479   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
 480   // Is used by MergeNodes()
 481
 482   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 483                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 484                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 485   // Return true if the three nodes are on a free border
 486
 487   static bool FindFreeBorder (const SMDS_MeshNode*                  theFirstNode,
 488                               const SMDS_MeshNode*                  theSecondNode,
 489                               const SMDS_MeshNode*                  theLastNode,
 490                               std::list< const SMDS_MeshNode* > &   theNodes,
 491                               std::list< const SMDS_MeshElement* >& theFaces);
 492   // Return nodes and faces of a free border if found
 493
 494   enum Sew_Error {
 495     SEW_OK,
 496     // for SewFreeBorder()
 497     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 498     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 499     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 500     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 501     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 502     // for SewSideElements()
 503     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 504     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 505     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 506     SEW_BAD_SIDE2_NODES,
 507     SEW_INTERNAL_ERROR
 508     };
 509
 510
 511   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 512                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 513                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 514                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 515                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 516                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 517                            const bool           theSide2IsFreeBorder = true,
 518                            const bool           toCreatePolygons = false,
 519                            const bool           toCreatePolyedrs = false);
 520   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 521   // elements on the free border with nodes of the elements
 522   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 523   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 524   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 525   // volume elements share the splitted link.
 526   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 527   // Sewing is peformed between the given first, second and last
 528   // nodes on the sides.
 529   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 530   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 531   // the last node on the side 2, which will be merged with
 532   // theBorderLastNode.
 533   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 534   // be merged with theBorderSecondNode.
 535   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 536   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 537   // nodes are inserted.
 538   // Return false, if sewing failed.
 539
 540   Sew_Error SewSideElements (TIDSortedElemSet&    theSide1,
 541                              TIDSortedElemSet&    theSide2,
 542                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode1ToMerge,
 543                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode2ToMerge,
 544                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode1ToMerge,
 545                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode2ToMerge);
 546   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 547   // merged with nodes of elements of theSide2.
 548   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 549   // equal and they should have similar node connectivity.
 550   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 551   // the first node should be linked to the second.
 552
 553   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 554                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 555                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 556                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert,
 557                            const bool                       toCreatePoly = false);
 558   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 559   // If toCreatePoly is true, replace theFace by polygon, else split theFace.
 560
 561   void UpdateVolumes (const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 562                       const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 563                       std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 564   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
 565   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 566
 567   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
 568   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
 569                           TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
 570   // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements,
 571   // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
 572   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the
 573   // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
 574   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the
 575   // geometrical edge from which the mesh element is built.
 576
 577   bool ConvertFromQuadratic();
 578   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
 579   // Converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing
 580   // them with ordinary mesh elements with the same id.
 581   // Returns true in case of success, false otherwise.
 582
 583   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 584                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 585                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 586   // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 587
 588   static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
 589                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 590   // remove element from the all groups
 591
 592   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
 593                                    const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 594                                    SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 595   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 596
 597   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
 598                                    const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
 599                                    SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
 600   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 601
 602   /*!
 603    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
 604    */
 605   static void GetLinkedNodes( const SMDS_MeshNode* node,
 606                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
 607                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 608
 609   /*!
 610    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces
 611     * \param theSide1 - first face set
 612     * \param theSide2 - second first face
 613     * \param theFirstNode1 - a boundary node of set 1
 614     * \param theFirstNode2 - a node of set 2 corresponding to theFirstNode1
 615     * \param theSecondNode1 - a boundary node of set 1 linked with theFirstNode1
 616     * \param theSecondNode2 - a node of set 2 corresponding to theSecondNode1
 617     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
 618     * \return Sew_Error  - is a success or not
 619    */
 620   static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 621                                      std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 622                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
 623                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
 624                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
 625                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
 626                                      TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 627
 628   /*!
 629    * \brief Returns true if given node is medium
 630     * \param n - node to check
 631     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 632     * \return bool - check result
 633    */
 634   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 635                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 636
 637   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 638   // Return an index of the shape theElem is on
 639   // or zero if a shape not found
 640
 641   void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
 642
 643   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes,
 644                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
 645
 646   bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems,
 647                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 648                     const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
 649
 650   bool AffectedElemGroupsInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 651                                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 652                                    const TopoDS_Shape&     theShape,
 653                                    TIDSortedElemSet& theAffectedElems);
 654
 655   bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 656                             const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 657                             const TopoDS_Shape&     theShape );
 658
 659   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 660
 661   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
 662                                      bool                                 createJointElems,
 663                                      bool                                 onAllBoundaries);
 664
 665   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 666
 667   void CreateHoleSkin(double radius,
 668                       const TopoDS_Shape& theShape,
 669                       SMESH_NodeSearcher* theNodeSearcher,
 670                       const char* groupName,
 671                       std::vector<double>&   nodesCoords,
 672                       std::vector<std::vector<int> >& listOfListOfNodes);
 673
 674   /*!
 675    * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
 676    * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
 677    * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
 678    */
 679   bool Make2DMeshFrom3D();
 680
 681   enum Bnd_Dimension { BND_2DFROM3D, BND_1DFROM3D, BND_1DFROM2D };
 682
 683   int MakeBoundaryMesh(const TIDSortedElemSet& elements,
 684                        Bnd_Dimension           dimension,
 685                        SMESH_Group*            group = 0,
 686                        SMESH_Mesh*             targetMesh = 0,
 687                        bool                    toCopyElements = false,
 688                        bool                    toCopyExistingBondary = false,
 689                        bool                    toAddExistingBondary = false,
 690                        bool                    aroundElements = false);
 691
 692  private:
 693
 694   /*!
 695    * \brief Convert elements contained in a submesh to quadratic
 696    * \return int - nb of checked elements
 697    */
 698   int convertElemToQuadratic(SMESHDS_SubMesh *   theSm,
 699                              SMESH_MesherHelper& theHelper,
 700                              const bool          theForce3d);
 701
 702   /*!
 703    * \brief Convert quadratic elements to linear ones and remove quadratic nodes
 704    * \return nb of checked elements
 705    */
 706   int removeQuadElem( SMESHDS_SubMesh *    theSm,
 707                       SMDS_ElemIteratorPtr theItr,
 708                       const int            theShapeID);
 709   /*!
 710    * \brief Create groups of elements made during transformation
 711    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
 712    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
 713    * \param postfix - to append to names of new groups
 714    * \param targetMesh - mesh to create groups in
 715    * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
 716    */
 717   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
 718                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
 719                            const std::string&             postfix,
 720                            SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
 721                            const bool                     topPresent=true);
 722   /*!
 723    * \brief Create elements by sweeping an element
 724    * \param elem - element to sweep
 725    * \param newNodesItVec - nodes generated from each node of the element
 726    * \param newElems - generated elements
 727    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 728    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 729    */
 730   void sweepElement(const SMDS_MeshElement*                    elem,
 731                     const std::vector<TNodeOfNodeListMapItr> & newNodesItVec,
 732                     std::list<const SMDS_MeshElement*>&        newElems,
 733                     const size_t                               nbSteps,
 734                     SMESH_SequenceOfElemPtr&                   srcElements);
 735
 736   /*!
 737    * \brief Create 1D and 2D elements around swept elements
 738    * \param mapNewNodes - source nodes and ones generated from them
 739    * \param newElemsMap - source elements and ones generated from them
 740    * \param elemNewNodesMap - nodes generated from each node of each element
 741    * \param elemSet - all swept elements
 742    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 743    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 744    */
 745   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
 746                   TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
 747                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
 748                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
 749                   const int                nbSteps,
 750                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
 751
 752   struct SMESH_MeshEditor_PathPoint
 753   {
 754     gp_Pnt myPnt;
 755     gp_Dir myTgt;
 756     double myAngle, myPrm;
 757
 758     SMESH_MeshEditor_PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myPrm(0) {}
 759     void          SetPnt      (const gp_Pnt& aP3D)  { myPnt  =aP3D; }
 760     void          SetTangent  (const gp_Dir& aTgt)  { myTgt  =aTgt; }
 761     void          SetAngle    (const double& aBeta) { myAngle=aBeta; }
 762     void          SetParameter(const double& aPrm)  { myPrm  =aPrm; }
 763     const gp_Pnt& Pnt         ()const               { return myPnt; }
 764     const gp_Dir& Tangent     ()const               { return myTgt; }
 765     double        Angle       ()const               { return myAngle; }
 766     double        Parameter   ()const               { return myPrm; }
 767   };
 768   Extrusion_Error MakeEdgePathPoints(std::list<double>&                     aPrms,
 769                                      const TopoDS_Edge&                     aTrackEdge,
 770                                      bool                                   aFirstIsStart,
 771                                      std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& aLPP);
 772   Extrusion_Error MakeExtrElements(TIDSortedElemSet                       theElements[2],
 773                                    std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& theFullList,
 774                                    const bool                             theHasAngles,
 775                                    std::list<double>&                     theAngles,
 776                                    const bool                             theLinearVariation,
 777                                    const bool                             theHasRefPoint,
 778                                    const gp_Pnt&                          theRefPoint,
 779                                    const bool                             theMakeGroups);
 780   void LinearAngleVariation(const int          NbSteps,
 781                             std::list<double>& theAngles);
 782
 783   bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*           theMeshDS,
 784                     const TIDSortedElemSet& theElems,
 785                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 786                     TNodeNodeMap&           theNodeNodeMap,
 787                     const bool              theIsDoubleElem );
 788
 789   void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
 790                      const SMDS_MeshNode* to );
 791
 792 private:
 793
 794   SMESH_Mesh *            myMesh;
 795
 796   // Nodes and elements created during last operation
 797   SMESH_SequenceOfElemPtr myLastCreatedNodes, myLastCreatedElems;
 798
 799   // Description of error/warning occured during last operation
 800   SMESH_ComputeErrorPtr   myError;
 801 };
 802
 803 #endif