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     std::vector<const SMDS_MeshNode*> myNodes; // not managed by ElemFeatures
  92
  93     SMESH_EXPORT ElemFeatures( SMDSAbs_ElementType type=SMDSAbs_All, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  94       :myType( type ), myIsPoly(isPoly), myIsQuad(isQuad), myID(-1), myBallDiameter(0) {}
  95
  96     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( SMDSAbs_ElementType type, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  97     { myType = type; myIsPoly = isPoly; myIsQuad = isQuad; return *this; }
  98
  99     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const SMDS_MeshElement* elem, bool basicOnly=true );
 100
 101     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( double diameter )
 102     { myType = SMDSAbs_Ball; myBallDiameter = diameter; return *this; }
 103
 104     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 105     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 106       myPolyhedQuantities.swap( quanities ); return *this; }
 107
 108     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 109     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 110       myPolyhedQuantities = quanities; return *this; }
 111
 112     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetPoly(bool isPoly) { myIsPoly = isPoly; return *this; }
 113     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetQuad(bool isQuad) { myIsQuad = isQuad; return *this; }
 114     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetID  (int ID)      { myID = ID; return *this; }
 115   };
 116
 117   /*!
 118    * \brief Add element
 119    */
 120   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nodes,
 121                                const ElemFeatures&                       features);
 122   /*!
 123    * \brief Add element
 124    */
 125   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<int> & nodeIDs,
 126                                const ElemFeatures&      features);
 127
 128   int Remove (const std::list< int >& theElemIDs, const bool isNodes);
 129   // Remove a node or an element.
 130   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
 131
 132   void Create0DElementsOnAllNodes( const TIDSortedElemSet& elements,
 133                                    TIDSortedElemSet&       all0DElems,
 134                                    const bool              duplicateElements);
 135   // Create 0D elements on all nodes of the given. \a all0DElems returns
 136   // all 0D elements found or created on nodes of \a elements
 137
 138   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
 139                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
 140   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
 141   // but having other common link.
 142   // Return False if args are improper
 143
 144   bool InverseDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 145                     const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 146   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 147   // with ones built on the same 4 nodes but having other common link.
 148   // Return false if proper faces not found
 149
 150   bool DeleteDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 151                    const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 152   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 153   // with a quadrangle built on the same 4 nodes.
 154   // Return false if proper faces not found
 155
 156   bool Reorient (const SMDS_MeshElement * theElement);
 157   // Reverse theElement orientation
 158
 159   int Reorient2D (TIDSortedElemSet &       theFaces,
 160                   const gp_Dir&            theDirection,
 161                   const SMDS_MeshElement * theFace);
 162   // Reverse theFaces whose orientation to be same as that of theFace
 163   // oriented according to theDirection. Return nb of reoriented faces
 164
 165   int Reorient2DBy3D (TIDSortedElemSet & theFaces,
 166                       TIDSortedElemSet & theVolumes,
 167                       const bool         theOutsideNormal);
 168   // Reorient faces basing on orientation of adjacent volumes.
 169   // Return nb of reoriented faces
 170
 171   /*!
 172    * \brief Fuse neighbour triangles into quadrangles.
 173    * \param theElems     - The triangles to be fused.
 174    * \param theCriterion - Is used to choose a neighbour to fuse with.
 175    * \param theMaxAngle  - Is a max angle between element normals at which fusion
 176    *                       is still performed; theMaxAngle is mesured in radians.
 177    * \return bool - Success or not.
 178    */
 179   bool TriToQuad (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 180                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
 181                   const double                         theMaxAngle);
 182   /*!
 183    * \brief Split quadrangles into triangles.
 184    * \param theElems     - The faces to be splitted.
 185    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 186    * \return bool - Success or not.
 187    */
 188   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 189                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 190   /*!
 191    * \brief Split quadrangles into triangles.
 192    * \param theElems  - The faces to be splitted.
 193    * \param the13Diag - Is used to choose a diagonal for splitting.
 194    * \return bool - Success or not.
 195    */
 196   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet & theElems,
 197                   const bool         the13Diag);
 198   /*!
 199    * \brief Split each of given quadrangles into 4 triangles.
 200    * \param theElems - The faces to be splitted. If empty all faces are split.
 201    */
 202   void QuadTo4Tri (TIDSortedElemSet & theElems);
 203
 204   /*!
 205    * \brief Find better diagonal for splitting.
 206    * \param theQuad      - The face to find better splitting of.
 207    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 208    * \return int - 1 for 1-3 diagonal, 2 for 2-4, -1 - for errors.
 209    */
 210   int BestSplit (const SMDS_MeshElement*              theQuad,
 211                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 212
 213
 214   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*, int, TIDCompare > TFacetOfElem;
 215
 216     //!<2nd arg of SplitVolumes()
 217   enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, // split into tetrahedra
 218                                 HEXA_TO_6,
 219                                 HEXA_TO_24,
 220                                 HEXA_TO_2_PRISMS, // split into prisms
 221                                 HEXA_TO_4_PRISMS };
 222   /*!
 223    * \brief Split volumic elements into tetrahedra or prisms.
 224    *        If facet ID < 0, element is split into tetrahedra,
 225    *        else a hexahedron is split into prisms so that the given facet is
 226    *        split into triangles
 227    */
 228   void SplitVolumes (const TFacetOfElem & theElems, const int theMethodFlags);
 229
 230   /*!
 231    * \brief For hexahedra that will be split into prisms, finds facets to
 232    *        split into triangles
 233    *  \param [in,out] theHexas - the hexahedra
 234    *  \param [in]     theFacetNormal - facet normal
 235    *  \param [out]    theFacets - the hexahedra and found facet IDs
 236    */
 237   void GetHexaFacetsToSplit( TIDSortedElemSet& theHexas,
 238                              const gp_Ax1&     theFacetNormal,
 239                              TFacetOfElem &    theFacets);
 240
 241   /*!
 242    * \brief Split bi-quadratic elements into linear ones without creation of additional nodes
 243    *   - bi-quadratic triangle will be split into 3 linear quadrangles;
 244    *   - bi-quadratic quadrangle will be split into 4 linear quadrangles;
 245    *   - tri-quadratic hexahedron will be split into 8 linear hexahedra;
 246    *   Quadratic elements of lower dimension  adjacent to the split bi-quadratic element
 247    *   will be split in order to keep the mesh conformal.
 248    *  \param elems - elements to split
 249    */
 250   void SplitBiQuadraticIntoLinear(TIDSortedElemSet& theElems);
 251
 252   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 253
 254   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
 255                std::set<const SMDS_MeshNode*> & theFixedNodes,
 256                const SmoothMethod               theSmoothMethod,
 257                const int                        theNbIterations,
 258                double                           theTgtAspectRatio = 1.0,
 259                const bool                       the2D = true);
 260   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 261   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 262   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 263   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 264   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 265   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 266   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
 267   // on geometrical faces
 268
 269   typedef TIDTypeCompare TElemSort;
 270   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
 271     std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
 272   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
 273   typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
 274   typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
 275   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
 276   typedef std::auto_ptr< std::list<int> > PGroupIDs;
 277
 278   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet   theElements[2],
 279                            const gp_Ax1&      theAxis,
 280                            const double       theAngle,
 281                            const int          theNbSteps,
 282                            const double       theToler,
 283                            const bool         theMakeGroups,
 284                            const bool         theMakeWalls=true);
 285   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 286   // by theAngle by theNbSteps
 287
 288   /*!
 289    * Flags of extrusion.
 290    * BOUNDARY: create or not boundary for result of extrusion
 291    * SEW:      try to use existing nodes or create new nodes in any case
 292    * GROUPS:   to create groups
 293    * BY_AVG_NORMAL: step size is measured along average normal to elements,
 294    *                else step size is measured along average normal of any element
 295    * USE_INPUT_ELEMS_ONLY: to use only input elements to compute extrusion direction
 296    *                       for ExtrusionByNormal()
 297    * SCALE_LINEAR_VARIATION: to make linear variation of scale factors
 298    */
 299   enum ExtrusionFlags {
 300     EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY = 0x01,
 301     EXTRUSION_FLAG_SEW = 0x02,
 302     EXTRUSION_FLAG_GROUPS = 0x04,
 303     EXTRUSION_FLAG_BY_AVG_NORMAL = 0x08,
 304     EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY = 0x10,
 305     EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION = 0x20
 306   };
 307
 308   /*!
 309    * Generator of nodes for extrusion functionality
 310    */
 311   class SMESH_EXPORT ExtrusParam
 312   {
 313     gp_Dir                          myDir;   // direction of extrusion
 314     Handle(TColStd_HSequenceOfReal) mySteps; // magnitudes for each step
 315     std::vector<double>             myScales, myMediumScales;// scale factors
 316     gp_XYZ                          myBaseP; // scaling center
 317     SMESH_SequenceOfNode            myNodes; // nodes for using in sewing
 318     int                             myFlags; // see ExtrusionFlags
 319     double                          myTolerance; // tolerance for sewing nodes
 320     const TIDSortedElemSet*         myElemsToUse; // elements to use for extrusion by normal
 321
 322     int (ExtrusParam::*myMakeNodesFun)(SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 323                                        const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 324                                        std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 325                                        const bool                        makeMediumNodes);
 326
 327   public:
 328     ExtrusParam( const gp_Vec&                   theStep,
 329                  const int                       theNbSteps,
 330                  const std::list<double>&        theScales,
 331                  const gp_XYZ*                   theBaseP,
 332                  const int                       theFlags = 0,
 333                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 334     ExtrusParam( const gp_Dir&                   theDir,
 335                  Handle(TColStd_HSequenceOfReal) theSteps,
 336                  const int                       theFlags = 0,
 337                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 338     ExtrusParam( const double                    theStep,
 339                  const int                       theNbSteps,
 340                  const int                       theFlags,
 341                  const int                       theDim); // for extrusion by normal
 342
 343     SMESH_SequenceOfNode& ChangeNodes() { return myNodes; }
 344     int& Flags()                   { return myFlags; }
 345     bool ToMakeBoundary()    const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY; }
 346     bool ToMakeGroups()      const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_GROUPS; }
 347     bool ToUseInpElemsOnly() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY; }
 348     bool IsLinearVariation() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION; }
 349     int  NbSteps()           const { return mySteps->Length(); }
 350
 351     // stores elements to use for extrusion by normal, depending on
 352     // state of EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY flag;
 353     // define myBaseP for scaling
 354     void SetElementsToUse( const TIDSortedElemSet& elems, const TIDSortedElemSet& nodes );
 355
 356     // creates nodes and returns number of nodes added in \a newNodes
 357     int MakeNodes( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 358                    const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 359                    std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 360                    const bool                        makeMediumNodes)
 361     {
 362       return (this->*myMakeNodesFun)( mesh, srcNode, newNodes, makeMediumNodes );
 363     }
 364   private:
 365
 366     int makeNodesByDir( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 367                         const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 368                         std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 369                         const bool                        makeMediumNodes);
 370     int makeNodesByDirAndSew( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 371                               const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 372                               std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 373                               const bool                        makeMediumNodes);
 374     int makeNodesByNormal2D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 375                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 376                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 377                              const bool                        makeMediumNodes);
 378     int makeNodesByNormal1D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 379                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 380                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 381                              const bool                        makeMediumNodes);
 382     // step iteration
 383     void   beginStepIter( bool withMediumNodes );
 384     bool   moreSteps();
 385     double nextStep();
 386     std::vector< double > myCurSteps;
 387     bool                  myWithMediumNodes;
 388     int                   myNextStep;
 389   };
 390
 391   /*!
 392    * Generate new elements by extrusion of theElements
 393    * It is a method used in .idl file. All functionality
 394    * is implemented in the next method (see below) which
 395    * is used in the current method.
 396    * @param theElems - list of elements for extrusion
 397    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 398    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 399    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 400    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 401    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 402    */
 403   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 404                             const gp_Vec&        theStep,
 405                             const int            theNbSteps,
 406                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
 407                             const int            theFlags,
 408                             const double         theTolerance = 1.e-6);
 409
 410   /*!
 411    * Generate new elements by extrusion of theElements
 412    * @param theElems - list of elements for extrusion
 413    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 414    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 415    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 416    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 417    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 418    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
 419    */
 420   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 421                             ExtrusParam&         theParams,
 422                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap);
 423
 424
 425   // Generate new elements by extrusion of theElements
 426   // by theStep by theNbSteps
 427
 428   enum Extrusion_Error {
 429     EXTR_OK,
 430     EXTR_NO_ELEMENTS,
 431     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 432     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 433     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 434     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 435     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 436     };
 437
 438   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 439                                        SMESH_subMesh*       theTrackPattern,
 440                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 441                                        const bool           theHasAngles,
 442                                        std::list<double>&   theAngles,
 443                                        const bool           theLinearVariation,
 444                                        const bool           theHasRefPoint,
 445                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 446                                        const bool           theMakeGroups);
 447   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 448                                        SMESH_Mesh*          theTrackPattern,
 449                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 450                                        const bool           theHasAngles,
 451                                        std::list<double>&   theAngles,
 452                                        const bool           theLinearVariation,
 453                                        const bool           theHasRefPoint,
 454                                        const gp_Pnt&        theRefPoint,
 455                                        const bool           theMakeGroups);
 456   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackPattern,
 457   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 458
 459   PGroupIDs Transform (TIDSortedElemSet & theElements,
 460                        const gp_Trsf&     theTrsf,
 461                        const bool         theCopy,
 462                        const bool         theMakeGroups,
 463                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
 464   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 465
 466   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 467
 468   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
 469                             const double         theTolerance,
 470                             TListOfListOfNodes & theGroupsOfNodes,
 471                             bool                 theSeparateCornersAndMedium);
 472   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 473   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 474
 475   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups,
 476                    const bool           theAvoidMakingHoles = false);
 477   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 478   // in all elements.
 479
 480   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 481
 482   void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
 483                          TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 484   // Return list of group of elements build on the same nodes.
 485   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 486
 487   void MergeElements(TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 488   // In each group remove all but first of elements.
 489
 490   void MergeEqualElements();
 491   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 492   // Return nb of successfully merged groups.
 493
 494   int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
 495                     std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
 496                     std::vector<int>&                         quantities) const;
 497   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
 498   // Is used by MergeNodes()
 499
 500   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 501                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 502                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 503   // Return true if the three nodes are on a free border
 504
 505   static bool FindFreeBorder (const SMDS_MeshNode*                  theFirstNode,
 506                               const SMDS_MeshNode*                  theSecondNode,
 507                               const SMDS_MeshNode*                  theLastNode,
 508                               std::list< const SMDS_MeshNode* > &   theNodes,
 509                               std::list< const SMDS_MeshElement* >& theFaces);
 510   // Return nodes and faces of a free border if found
 511
 512   enum Sew_Error {
 513     SEW_OK,
 514     // for SewFreeBorder()
 515     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 516     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 517     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 518     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 519     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 520     // for SewSideElements()
 521     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 522     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 523     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 524     SEW_BAD_SIDE2_NODES,
 525     SEW_INTERNAL_ERROR
 526     };
 527
 528
 529   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 530                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 531                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 532                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 533                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 534                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 535                            const bool           theSide2IsFreeBorder = true,
 536                            const bool           toCreatePolygons = false,
 537                            const bool           toCreatePolyedrs = false);
 538   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 539   // elements on the free border with nodes of the elements
 540   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 541   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 542   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 543   // volume elements share the splitted link.
 544   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 545   // Sewing is performed between the given first, second and last
 546   // nodes on the sides.
 547   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 548   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 549   // the last node on the side 2, which will be merged with
 550   // theBorderLastNode.
 551   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 552   // be merged with theBorderSecondNode.
 553   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 554   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 555   // nodes are inserted.
 556   // Return false, if sewing failed.
 557
 558   Sew_Error SewSideElements (TIDSortedElemSet&    theSide1,
 559                              TIDSortedElemSet&    theSide2,
 560                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode1ToMerge,
 561                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode2ToMerge,
 562                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode1ToMerge,
 563                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode2ToMerge);
 564   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 565   // merged with nodes of elements of theSide2.
 566   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 567   // equal and they should have similar node connectivity.
 568   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 569   // the first node should be linked to the second.
 570
 571   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 572                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 573                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 574                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert,
 575                            const bool                       toCreatePoly = false);
 576   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 577   // If toCreatePoly is true, replace theFace by polygon, else split theFace.
 578
 579   void UpdateVolumes (const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 580                       const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 581                       std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 582   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
 583   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 584
 585   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
 586   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
 587                           TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
 588   // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements,
 589   // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
 590   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the
 591   // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
 592   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the
 593   // geometrical edge from which the mesh element is built.
 594
 595   bool ConvertFromQuadratic();
 596   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
 597   // Converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing
 598   // them with ordinary mesh elements with the same id.
 599   // Returns true in case of success, false otherwise.
 600
 601   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 602                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 603                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 604   // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 605
 606   static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
 607                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 608   // remove element from the all groups
 609
 610   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
 611                                    const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 612                                    SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 613   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 614
 615   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
 616                                    const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
 617                                    SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
 618   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 619
 620   /*!
 621    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
 622    */
 623   static void GetLinkedNodes( const SMDS_MeshNode* node,
 624                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
 625                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 626
 627   /*!
 628    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces
 629     * \param theSide1 - first face set
 630     * \param theSide2 - second first face
 631     * \param theFirstNode1 - a boundary node of set 1
 632     * \param theFirstNode2 - a node of set 2 corresponding to theFirstNode1
 633     * \param theSecondNode1 - a boundary node of set 1 linked with theFirstNode1
 634     * \param theSecondNode2 - a node of set 2 corresponding to theSecondNode1
 635     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
 636     * \return Sew_Error  - is a success or not
 637    */
 638   static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 639                                      std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 640                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
 641                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
 642                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
 643                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
 644                                      TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 645
 646   /*!
 647    * \brief Returns true if given node is medium
 648     * \param n - node to check
 649     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 650     * \return bool - check result
 651    */
 652   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 653                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 654
 655   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 656   // Return an index of the shape theElem is on
 657   // or zero if a shape not found
 658
 659   void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
 660
 661   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes,
 662                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
 663
 664   bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems,
 665                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 666                     const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
 667
 668   bool AffectedElemGroupsInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 669                                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 670                                    const TopoDS_Shape&     theShape,
 671                                    TIDSortedElemSet& theAffectedElems);
 672
 673   bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 674                             const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 675                             const TopoDS_Shape&     theShape );
 676
 677   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 678
 679   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
 680                                      bool                                 createJointElems,
 681                                      bool                                 onAllBoundaries);
 682
 683   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 684
 685   void CreateHoleSkin(double radius,
 686                       const TopoDS_Shape& theShape,
 687                       SMESH_NodeSearcher* theNodeSearcher,
 688                       const char* groupName,
 689                       std::vector<double>&   nodesCoords,
 690                       std::vector<std::vector<int> >& listOfListOfNodes);
 691
 692   /*!
 693    * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
 694    * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
 695    * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
 696    */
 697   bool Make2DMeshFrom3D();
 698
 699   enum Bnd_Dimension { BND_2DFROM3D, BND_1DFROM3D, BND_1DFROM2D };
 700
 701   int MakeBoundaryMesh(const TIDSortedElemSet& elements,
 702                        Bnd_Dimension           dimension,
 703                        SMESH_Group*            group = 0,
 704                        SMESH_Mesh*             targetMesh = 0,
 705                        bool                    toCopyElements = false,
 706                        bool                    toCopyExistingBondary = false,
 707                        bool                    toAddExistingBondary = false,
 708                        bool                    aroundElements = false);
 709
 710  private:
 711
 712   /*!
 713    * \brief Convert elements contained in a submesh to quadratic
 714    * \return int - nb of checked elements
 715    */
 716   int convertElemToQuadratic(SMESHDS_SubMesh *   theSm,
 717                              SMESH_MesherHelper& theHelper,
 718                              const bool          theForce3d);
 719
 720   /*!
 721    * \brief Convert quadratic elements to linear ones and remove quadratic nodes
 722    * \return nb of checked elements
 723    */
 724   int removeQuadElem( SMESHDS_SubMesh *    theSm,
 725                       SMDS_ElemIteratorPtr theItr,
 726                       const int            theShapeID);
 727   /*!
 728    * \brief Create groups of elements made during transformation
 729    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
 730    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
 731    * \param postfix - to append to names of new groups
 732    * \param targetMesh - mesh to create groups in
 733    * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
 734    */
 735   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
 736                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
 737                            const std::string&             postfix,
 738                            SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
 739                            const bool                     topPresent=true);
 740   /*!
 741    * \brief Create elements by sweeping an element
 742    * \param elem - element to sweep
 743    * \param newNodesItVec - nodes generated from each node of the element
 744    * \param newElems - generated elements
 745    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 746    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 747    */
 748   void sweepElement(const SMDS_MeshElement*                    elem,
 749                     const std::vector<TNodeOfNodeListMapItr> & newNodesItVec,
 750                     std::list<const SMDS_MeshElement*>&        newElems,
 751                     const size_t                               nbSteps,
 752                     SMESH_SequenceOfElemPtr&                   srcElements);
 753
 754   /*!
 755    * \brief Computes new connectivity of an element after merging nodes
 756    *  \param [in] elems - the element
 757    *  \param [out] newElemDefs - definition(s) of result element(s)
 758    *  \param [inout] nodeNodeMap - nodes to merge
 759    *  \param [in] avoidMakingHoles - if true and and the element becomes invalid
 760    *             after merging (but not degenerated), removes nodes causing
 761    *             the invalidity from \a nodeNodeMap.
 762    *  \return bool - true if the element should be removed
 763    */
 764   bool applyMerge( const SMDS_MeshElement*      elems,
 765                    std::vector< ElemFeatures >& newElemDefs,
 766                    TNodeNodeMap&                nodeNodeMap,
 767                    const bool                   avoidMakingHoles );
 768   /*!
 769    * \brief Create 1D and 2D elements around swept elements
 770    * \param mapNewNodes - source nodes and ones generated from them
 771    * \param newElemsMap - source elements and ones generated from them
 772    * \param elemNewNodesMap - nodes generated from each node of each element
 773    * \param elemSet - all swept elements
 774    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 775    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 776    */
 777   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
 778                   TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
 779                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
 780                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
 781                   const int                nbSteps,
 782                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
 783
 784   struct SMESH_MeshEditor_PathPoint
 785   {
 786     gp_Pnt myPnt;
 787     gp_Dir myTgt;
 788     double myAngle, myPrm;
 789
 790     SMESH_MeshEditor_PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myPrm(0) {}
 791     void          SetPnt      (const gp_Pnt& aP3D)  { myPnt  =aP3D; }
 792     void          SetTangent  (const gp_Dir& aTgt)  { myTgt  =aTgt; }
 793     void          SetAngle    (const double& aBeta) { myAngle=aBeta; }
 794     void          SetParameter(const double& aPrm)  { myPrm  =aPrm; }
 795     const gp_Pnt& Pnt         ()const               { return myPnt; }
 796     const gp_Dir& Tangent     ()const               { return myTgt; }
 797     double        Angle       ()const               { return myAngle; }
 798     double        Parameter   ()const               { return myPrm; }
 799   };
 800   Extrusion_Error makeEdgePathPoints(std::list<double>&                     aPrms,
 801                                      const TopoDS_Edge&                     aTrackEdge,
 802                                      bool                                   aFirstIsStart,
 803                                      std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& aLPP);
 804   Extrusion_Error makeExtrElements(TIDSortedElemSet                       theElements[2],
 805                                    std::list<SMESH_MeshEditor_PathPoint>& theFullList,
 806                                    const bool                             theHasAngles,
 807                                    std::list<double>&                     theAngles,
 808                                    const bool                             theLinearVariation,
 809                                    const bool                             theHasRefPoint,
 810                                    const gp_Pnt&                          theRefPoint,
 811                                    const bool                             theMakeGroups);
 812   static void linearAngleVariation(const int          NbSteps,
 813                                    std::list<double>& theAngles);
 814
 815   bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*           theMeshDS,
 816                     const TIDSortedElemSet& theElems,
 817                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 818                     TNodeNodeMap&           theNodeNodeMap,
 819                     const bool              theIsDoubleElem );
 820
 821   void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
 822                      const SMDS_MeshNode* to );
 823
 824 private:
 825
 826   SMESH_Mesh *            myMesh;
 827
 828   // Nodes and elements created during last operation
 829   SMESH_SequenceOfElemPtr myLastCreatedNodes, myLastCreatedElems;
 830
 831   // Description of error/warning occurred during last operation
 832   SMESH_ComputeErrorPtr   myError;
 833 };
 834
 835 #endif