src/SMESH/SMESH_MeshEditor.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2024  CEA, EDF, 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_Group;
  50 class SMESHDS_Mesh;
  51 class SMESHDS_SubMesh;
  52 class SMESH_ElementSearcher;
  53 class SMESH_Group;
  54 class SMESH_Mesh;
  55 class SMESH_MesherHelper;
  56 class SMESH_NodeSearcher;
  57 class SMESH_subMesh;
  58 class TopoDS_Edge;
  59 class TopoDS_Shape;
  60 class TopoDS_Vertex;
  61 class gp_Ax1;
  62 class gp_Pnt;
  63 class gp_Vec;
  64
  65 // ============================================================
  66 /*!
  67  * \brief Editor of a mesh
  68  */
  69 // ============================================================
  70
  71 class SMESH_EXPORT SMESH_MeshEditor
  72 {
  73 public:
  74
  75   SMESH_MeshEditor( SMESH_Mesh* theMesh );
  76
  77   SMESH_Mesh   *                 GetMesh() { return myMesh; }
  78   SMESHDS_Mesh *                 GetMeshDS();
  79
  80   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedNodes() const { return myLastCreatedNodes; }
  81   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedElems() const { return myLastCreatedElems; }
  82   void                           ClearLastCreated();
  83   SMESH_ComputeErrorPtr &        GetError() { return myError; }
  84
  85   // --------------------------------------------------------------------------------
  86   struct ElemFeatures //!< Features of element to create
  87   {
  88     SMDSAbs_ElementType               myType;
  89     bool                              myIsPoly, myIsQuad;
  90     smIdType                          myID;
  91     double                            myBallDiameter;
  92     std::vector<int>                  myPolyhedQuantities;
  93     std::vector<const SMDS_MeshNode*> myNodes; // not managed by ElemFeatures
  94
  95     SMESH_EXPORT ElemFeatures( SMDSAbs_ElementType type=SMDSAbs_All, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  96       :myType( type ), myIsPoly(isPoly), myIsQuad(isQuad), myID(-1), myBallDiameter(0) {}
  97
  98     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( SMDSAbs_ElementType type, bool isPoly=false, bool isQuad=false )
  99     { myType = type; myIsPoly = isPoly; myIsQuad = isQuad; return *this; }
 100
 101     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const SMDS_MeshElement* elem, bool basicOnly=true );
 102
 103     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( double diameter )
 104     { myType = SMDSAbs_Ball; myBallDiameter = diameter; return *this; }
 105
 106     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 107     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 108       myPolyhedQuantities.swap( quanities ); return *this; }
 109
 110     SMESH_EXPORT ElemFeatures& Init( const std::vector<int>& quanities, bool isQuad=false )
 111     { myType = SMDSAbs_Volume; myIsPoly = 1; myIsQuad = isQuad;
 112       myPolyhedQuantities = quanities; return *this; }
 113
 114     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetPoly(bool isPoly) { myIsPoly = isPoly; return *this; }
 115     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetQuad(bool isQuad) { myIsQuad = isQuad; return *this; }
 116     SMESH_EXPORT ElemFeatures& SetID  (smIdType ID) { myID = ID; return *this; }
 117   };
 118
 119   /*!
 120    * \brief Add element
 121    */
 122   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<const SMDS_MeshNode*> & nodes,
 123                                const ElemFeatures&                       features);
 124   /*!
 125    * \brief Add element
 126    */
 127   SMDS_MeshElement* AddElement(const std::vector<smIdType> & nodeIDs,
 128                                const ElemFeatures&           features);
 129   /*!
 130    * \brief Remove a node and fill a hole appeared by changing surrounding faces
 131    */
 132   void RemoveNodeWithReconnection( const SMDS_MeshNode* node );
 133
 134   smIdType Remove (const std::list< smIdType >& theElemIDs, const bool isNodes);
 135   // Remove a node or an element.
 136   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
 137
 138   void Create0DElementsOnAllNodes( const TIDSortedElemSet& elements,
 139                                    TIDSortedElemSet&       all0DElems,
 140                                    const bool              duplicateElements);
 141   // Create 0D elements on all nodes of the given. \a all0DElems returns
 142   // all 0D elements found or created on nodes of \a elements
 143
 144   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
 145                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
 146   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
 147   // but having other common link.
 148   // Return False if args are improper
 149
 150   bool InverseDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 151                     const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 152   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 153   // with ones built on the same 4 nodes but having other common link.
 154   // Return false if proper faces not found
 155
 156   bool DeleteDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 157                    const SMDS_MeshNode * theNode2 );
 158   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
 159   // with a quadrangle built on the same 4 nodes.
 160   // Return false if proper faces not found
 161
 162   void SplitEdge (const SMDS_MeshNode * theNode1,
 163                   const SMDS_MeshNode * theNode2,
 164                   double                thePosition);
 165   // Replace each triangle bound by theNode1-theNode2 link
 166   // with two triangles by connecting a node made on the link with a node opposite to the link.
 167
 168   void SplitFace (const SMDS_MeshElement * theFace,
 169                   double                   theX,
 170                   double                   theY,
 171                   double                   theZ );
 172   // Split a face into triangles each formed by two nodes of the face and a new node added
 173   // at the given coordinates.
 174
 175
 176   bool Reorient (const SMDS_MeshElement * theElement);
 177   // Reverse theElement orientation
 178
 179   int Reorient2D (TIDSortedElemSet &  theFaces,
 180                   const gp_Vec&       theDirection,
 181                   TIDSortedElemSet &  theRefFaces,
 182                   bool                theAllowNonManifold);
 183   // Reverse theFaces whose orientation to be same as that of theRefFaces
 184   // optionally oriented according to theDirection. Return nb of reoriented faces
 185
 186   int Reorient2DBy3D (TIDSortedElemSet & theFaces,
 187                       TIDSortedElemSet & theVolumes,
 188                       const bool         theOutsideNormal);
 189   // Reorient faces basing on orientation of adjacent volumes.
 190   // Return nb of reoriented faces
 191
 192   /*!
 193    * \brief Fuse neighbour triangles into quadrangles.
 194    * \param theElems     - The triangles to be fused.
 195    * \param theCriterion - Is used to choose a neighbour to fuse with.
 196    * \param theMaxAngle  - Is a max angle between element normals at which fusion
 197    *                       is still performed; theMaxAngle is measured in radians.
 198    * \return bool - Success or not.
 199    */
 200   bool TriToQuad (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 201                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
 202                   const double                         theMaxAngle);
 203   /*!
 204    * \brief Split quadrangles into triangles.
 205    * \param theElems     - The faces to be split.
 206    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 207    * \return bool - Success or not.
 208    */
 209   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet &                   theElems,
 210                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 211   /*!
 212    * \brief Split quadrangles into triangles.
 213    * \param theElems  - The faces to be split.
 214    * \param the13Diag - Is used to choose a diagonal for splitting.
 215    * \return bool - Success or not.
 216    */
 217   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet & theElems,
 218                   const bool         the13Diag);
 219   /*!
 220    * \brief Split each of given quadrangles into 4 triangles.
 221    * \param theElems - The faces to be split. If empty all faces are split.
 222    */
 223   void QuadTo4Tri (TIDSortedElemSet & theElems);
 224
 225   /*!
 226    * \brief Find better diagonal for splitting.
 227    * \param theQuad      - The face to find better splitting of.
 228    * \param theCriterion - Is used to choose a diagonal for splitting.
 229    * \return int - 1 for 1-3 diagonal, 2 for 2-4, -1 - for errors.
 230    */
 231   int BestSplit (const SMDS_MeshElement*              theQuad,
 232                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 233
 234
 235   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*, int, TIDCompare > TFacetOfElem;
 236
 237     //!<2nd arg of SplitVolumes()
 238   enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, // split into tetrahedra
 239                                 HEXA_TO_6,
 240                                 HEXA_TO_24,
 241                                 HEXA_TO_2_PRISMS, // split into prisms
 242                                 HEXA_TO_4_PRISMS };
 243   /*!
 244    * \brief Split volumic elements into tetrahedra or prisms.
 245    *        If facet ID < 0, element is split into tetrahedra,
 246    *        else a hexahedron is split into prisms so that the given facet is
 247    *        split into triangles
 248    */
 249   void SplitVolumes (const TFacetOfElem & theElems, const int theMethodFlags);
 250
 251   /*!
 252    * \brief For hexahedra that will be split into prisms, finds facets to
 253    *        split into triangles
 254    *  \param [in,out] theHexas - the hexahedra
 255    *  \param [in]     theFacetNormal - facet normal
 256    *  \param [out]    theFacets - the hexahedra and found facet IDs
 257    */
 258   void GetHexaFacetsToSplit( TIDSortedElemSet& theHexas,
 259                              const gp_Ax1&     theFacetNormal,
 260                              TFacetOfElem &    theFacets);
 261
 262   /*!
 263    * \brief Split bi-quadratic elements into linear ones without creation of additional nodes
 264    *   - bi-quadratic triangle will be split into 3 linear quadrangles;
 265    *   - bi-quadratic quadrangle will be split into 4 linear quadrangles;
 266    *   - tri-quadratic hexahedron will be split into 8 linear hexahedra;
 267    *   Quadratic elements of lower dimension  adjacent to the split bi-quadratic element
 268    *   will be split in order to keep the mesh conformal.
 269    *  \param elems - elements to split
 270    */
 271   void SplitBiQuadraticIntoLinear(TIDSortedElemSet& theElems);
 272
 273   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
 274
 275   void Smooth (TIDSortedElemSet &               theElements,
 276                std::set<const SMDS_MeshNode*> & theFixedNodes,
 277                const SmoothMethod               theSmoothMethod,
 278                const int                        theNbIterations,
 279                double                           theTgtAspectRatio = 1.0,
 280                const bool                       the2D = true);
 281   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 282   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 283   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 284   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 285   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 286   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 287   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
 288   // on geometrical faces
 289
 290   typedef TIDTypeCompare TElemSort;
 291   typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
 292     std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
 293   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
 294   typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
 295   typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
 296   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
 297   typedef std::unique_ptr< std::list< int > >                              PGroupIDs;
 298
 299   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet   theElements[2],
 300                            const gp_Ax1&      theAxis,
 301                            const double       theAngle,
 302                            const int          theNbSteps,
 303                            const double       theToler,
 304                            const bool         theMakeGroups,
 305                            const bool         theMakeWalls=true);
 306   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 307   // by theAngle by theNbSteps
 308
 309   /*!
 310    * Flags of extrusion.
 311    * BOUNDARY: create or not boundary for result of extrusion
 312    * SEW:      try to use existing nodes or create new nodes in any case
 313    * GROUPS:   to create groups
 314    * BY_AVG_NORMAL: step size is measured along average normal to elements,
 315    *                else step size is measured along average normal of any element
 316    * USE_INPUT_ELEMS_ONLY: to use only input elements to compute extrusion direction
 317    *                       for ExtrusionByNormal()
 318    * SCALE_LINEAR_VARIATION: to make linear variation of scale factors
 319    * ANGLE_LINEAR_VARIATION: to make linear variation of angles
 320    */
 321   enum ExtrusionFlags {
 322     EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY = 0x01,
 323     EXTRUSION_FLAG_SEW = 0x02,
 324     EXTRUSION_FLAG_GROUPS = 0x04,
 325     EXTRUSION_FLAG_BY_AVG_NORMAL = 0x08,
 326     EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY = 0x10,
 327     EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION = 0x20,
 328     EXTRUSION_FLAG_ANGLE_LINEAR_VARIATION = 0x40
 329   };
 330
 331   /*!
 332    * Generator of nodes for extrusion functionality
 333    */
 334   class SMESH_EXPORT ExtrusParam
 335   {
 336   public:
 337     //! Point on extrusion path
 338     struct PathPoint
 339     {
 340       gp_Pnt myPnt;
 341       gp_Dir myTgt;
 342       double myAngle, myScale;
 343       PathPoint(): myPnt(99., 99., 99.), myTgt(1.,0.,0.), myAngle(0), myScale(0) {}
 344     };
 345
 346     ExtrusParam( const gp_Vec&                   theStep,
 347                  const int                       theNbSteps,
 348                  const std::list<double>&        theScales,
 349                  const std::list<double>&        theAngles,
 350                  const gp_XYZ*                   theBaseP,
 351                  const int                       theFlags = 0,
 352                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 353     ExtrusParam( const gp_Dir&                   theDir,
 354                  Handle(TColStd_HSequenceOfReal) theSteps,
 355                  const int                       theFlags = 0,
 356                  const double                    theTolerance = 1e-6);
 357     ExtrusParam( const double                    theStep,
 358                  const int                       theNbSteps,
 359                  const int                       theFlags,
 360                  const int                       theDim); // for extrusion by normal
 361     ExtrusParam( const std::vector< PathPoint >& thePoints,
 362                  const gp_Pnt*                   theBaseP,
 363                  const std::list<double>&        theScales,
 364                  const bool                      theMakeGroups); // for extrusion along path
 365
 366     SMESH_SequenceOfNode& ChangeNodes() { return myNodes; }
 367     int& Flags()                   { return myFlags; }
 368     bool ToMakeBoundary()    const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY; }
 369     bool ToMakeGroups()      const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_GROUPS; }
 370     bool ToUseInpElemsOnly() const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY; }
 371     bool IsScaleVariation()  const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_SCALE_LINEAR_VARIATION; }
 372     bool IsAngleVariation()  const { return myFlags & EXTRUSION_FLAG_ANGLE_LINEAR_VARIATION; }
 373     int  NbSteps()           const {
 374       return mySteps.IsNull() ? (int)myPathPoints.size() - 1: mySteps->Length();
 375     }
 376     // stores elements to use for extrusion by normal, depending on
 377     // state of EXTRUSION_FLAG_USE_INPUT_ELEMS_ONLY flag;
 378     // define myBaseP for scaling
 379     void SetElementsToUse( const TIDSortedElemSet& elems, const TIDSortedElemSet& nodes );
 380
 381     // creates nodes and returns number of nodes added in \a newNodes
 382     int MakeNodes( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 383                    const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 384                    std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 385                    const bool                        makeMediumNodes)
 386     {
 387       return (this->*myMakeNodesFun)( mesh, srcNode, newNodes, makeMediumNodes );
 388     }
 389   private:
 390
 391     gp_Dir                          myDir;   // direction of extrusion
 392     Handle(TColStd_HSequenceOfReal) mySteps; // magnitudes for each step
 393     std::vector<double>             myScales;// scale factors
 394     std::vector<double>             myAngles;// angles
 395     gp_XYZ                          myBaseP; // scaling/rotation center
 396     SMESH_SequenceOfNode            myNodes; // nodes for using in sewing
 397     int                             myFlags; // see ExtrusionFlags
 398     double                          myTolerance; // tolerance for sewing nodes
 399     const TIDSortedElemSet*         myElemsToUse; // elements to use for extrusion by normal
 400     std::vector< PathPoint >        myPathPoints; // points along a path
 401     int (ExtrusParam::*             myMakeNodesFun)(SMESHDS_Mesh*, // function of extrusion method
 402                                                     const SMDS_MeshNode*,
 403                                                     std::list<const SMDS_MeshNode*> &,
 404                                                     const bool);
 405     int makeNodesByDir( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 406                         const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 407                         std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 408                         const bool                        makeMediumNodes);
 409     int makeNodesByDirAndSew( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 410                               const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 411                               std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 412                               const bool                        makeMediumNodes);
 413     int makeNodesByNormal2D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 414                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 415                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 416                              const bool                        makeMediumNodes);
 417     int makeNodesByNormal1D( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 418                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 419                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 420                              const bool                        makeMediumNodes);
 421     int makeNodesAlongTrack( SMESHDS_Mesh*                     mesh,
 422                              const SMDS_MeshNode*              srcNode,
 423                              std::list<const SMDS_MeshNode*> & newNodes,
 424                              const bool                        makeMediumNodes);
 425     // step iteration
 426     void   beginStepIter( bool withMediumNodes );
 427     bool   moreSteps();
 428     double nextStep();
 429     std::vector< double > myCurSteps;
 430     bool                  myWithMediumNodes;
 431     int                   myNextStep;
 432   };
 433
 434   /*!
 435    * Generate new elements by extrusion of theElements
 436    * It is a method used in .idl file. All functionality
 437    * is implemented in the next method (see below) which
 438    * is used in the current method.
 439    * @param theElems - list of elements for extrusion
 440    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 441    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 442    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 443    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 444    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 445    */
 446   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 447                             const gp_Vec&        theStep,
 448                             const int            theNbSteps,
 449                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
 450                             const int            theFlags,
 451                             const double         theTolerance = 1.e-6);
 452
 453   /*!
 454    * Generate new elements by extrusion of theElements
 455    * @param theElems - list of elements for extrusion
 456    * @param newElemsMap returns history of extrusion
 457    * @param theFlags set flags for performing extrusion (see description
 458    *   of enum ExtrusionFlags for additional information)
 459    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
 460    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
 461    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
 462    */
 463   PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet     theElems[2],
 464                             ExtrusParam&         theParams,
 465                             TTElemOfElemListMap& newElemsMap);
 466
 467
 468   // Generate new elements by extrusion of theElements
 469   // by theStep by theNbSteps
 470
 471   enum Extrusion_Error {
 472     EXTR_OK,
 473     EXTR_NO_ELEMENTS,
 474     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 475     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 476     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 477     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 478     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 479     };
 480
 481   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (TIDSortedElemSet     theElements[2],
 482                                        SMESH_Mesh*          theTrackMesh,
 483                                        SMDS_ElemIteratorPtr theTrackIterator,
 484                                        const SMDS_MeshNode* theNodeStart,
 485                                        std::list<double>&   theAngles,
 486                                        const bool           theAngleVariation,
 487                                        std::list<double>&   theScales,
 488                                        const bool           theScaleVariation,
 489                                        const gp_Pnt*        theRefPoint,
 490                                        const bool           theMakeGroups);
 491   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackIterator,
 492   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 493
 494   PGroupIDs Transform (TIDSortedElemSet & theElements,
 495                        const gp_Trsf&     theTrsf,
 496                        const bool         theCopy,
 497                        const bool         theMakeGroups,
 498                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
 499   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 500
 501   PGroupIDs Offset( TIDSortedElemSet & theElements,
 502                     const double       theValue,
 503                     SMESH_Mesh*        theTgtMesh,
 504                     const bool         theMakeGroups,
 505                     const bool         theCopyElements,
 506                     const bool         theFixSelfIntersection);
 507   // Make an offset mesh from a source 2D mesh
 508
 509   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 510
 511   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
 512                             const double         theTolerance,
 513                             TListOfListOfNodes & theGroupsOfNodes,
 514                             bool                 theSeparateCornersAndMedium);
 515   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 516   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 517
 518   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups,
 519                    const bool           theAvoidMakingHoles = false);
 520   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 521   // in all elements.
 522
 523   typedef std::list< std::list< smIdType > > TListOfListOfElementsID;
 524
 525   void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
 526                          TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 527   // Return list of group of elements build on the same nodes.
 528   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 529
 530   void MergeElements(TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
 531   // In each group remove all but first of elements.
 532
 533   void MergeEqualElements();
 534   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 535   // Return nb of successfully merged groups.
 536
 537   int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
 538                     std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
 539                     std::vector<int>&                         quantities) const;
 540   // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
 541   // Is used by MergeNodes()
 542
 543   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 544                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 545                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 546   // Return true if the three nodes are on a free border
 547
 548   static bool FindFreeBorder (const SMDS_MeshNode*                  theFirstNode,
 549                               const SMDS_MeshNode*                  theSecondNode,
 550                               const SMDS_MeshNode*                  theLastNode,
 551                               std::list< const SMDS_MeshNode* > &   theNodes,
 552                               std::list< const SMDS_MeshElement* >& theFaces);
 553   // Return nodes and faces of a free border if found
 554
 555   enum Sew_Error {
 556     SEW_OK,
 557     // for SewFreeBorder()
 558     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 559     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 560     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 561     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 562     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 563     // for SewSideElements()
 564     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 565     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 566     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 567     SEW_BAD_SIDE2_NODES,
 568     SEW_INTERNAL_ERROR
 569     };
 570
 571
 572   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 573                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 574                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 575                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 576                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 577                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 578                            const bool           theSide2IsFreeBorder = true,
 579                            const bool           toCreatePolygons = false,
 580                            const bool           toCreatePolyedrs = false);
 581   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 582   // elements on the free border with nodes of the elements
 583   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 584   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 585   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 586   // volume elements share the split link.
 587   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 588   // Sewing is performed between the given first, second and last
 589   // nodes on the sides.
 590   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 591   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 592   // the last node on the side 2, which will be merged with
 593   // theBorderLastNode.
 594   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 595   // be merged with theBorderSecondNode.
 596   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 597   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 598   // nodes are inserted.
 599   // Return false, if sewing failed.
 600
 601   Sew_Error SewSideElements (TIDSortedElemSet&    theSide1,
 602                              TIDSortedElemSet&    theSide2,
 603                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode1ToMerge,
 604                              const SMDS_MeshNode* theFirstNode2ToMerge,
 605                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode1ToMerge,
 606                              const SMDS_MeshNode* theSecondNode2ToMerge);
 607   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 608   // merged with nodes of elements of theSide2.
 609   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 610   // equal and they should have similar node connectivity.
 611   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 612   // the first node should be linked to the second.
 613
 614   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 615                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 616                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 617                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert,
 618                            const bool                       toCreatePoly = false);
 619   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 620   // If toCreatePoly is true, replace theFace by polygon, else split theFace.
 621
 622   void UpdateVolumes (const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 623                       const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 624                       std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 625   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
 626   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 627
 628   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
 629   void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
 630                           TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
 631   // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements,
 632   // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
 633   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the
 634   // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
 635   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the
 636   // geometrical edge from which the mesh element is built.
 637
 638   bool ConvertFromQuadratic();
 639   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
 640   // Converts all mesh from quadratic to ordinary ones, deletes old quadratic elements, replacing
 641   // them with ordinary mesh elements with the same id.
 642   // Returns true in case of success, false otherwise.
 643
 644   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 645                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 646                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 647   // Add elemToAdd to the all groups the elemInGroups belongs to
 648
 649   static void RemoveElemFromGroups (const SMDS_MeshElement* element,
 650                                     SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 651   // remove element from the all groups
 652
 653   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement* elemToRm,
 654                                    const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 655                                    SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 656   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 657
 658   static void ReplaceElemInGroups (const SMDS_MeshElement*                     elemToRm,
 659                                    const std::vector<const SMDS_MeshElement*>& elemToAdd,
 660                                    SMESHDS_Mesh *                              aMesh);
 661   // replace elemToRm by elemToAdd in the all groups
 662
 663   /*!
 664    * \brief Return nodes linked to the given one in elements of the type
 665    */
 666   static void GetLinkedNodes( const SMDS_MeshNode* node,
 667                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
 668                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 669
 670   /*!
 671    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces
 672     * \param theSide1 - first face set
 673     * \param theSide2 - second first face
 674     * \param theFirstNode1 - a boundary node of set 1
 675     * \param theFirstNode2 - a node of set 2 corresponding to theFirstNode1
 676     * \param theSecondNode1 - a boundary node of set 1 linked with theFirstNode1
 677     * \param theSecondNode2 - a node of set 2 corresponding to theSecondNode1
 678     * \param nReplaceMap - output map of corresponding nodes
 679     * \return Sew_Error  - is a success or not
 680    */
 681   static Sew_Error FindMatchingNodes(std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 682                                      std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 683                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1,
 684                                      const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2,
 685                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1,
 686                                      const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2,
 687                                      TNodeNodeMap &                     theNodeReplaceMap);
 688
 689   /*!
 690    * \brief Returns true if given node is medium
 691     * \param n - node to check
 692     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 693     * \return bool - check result
 694    */
 695   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 696                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 697
 698   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 699   // Return an index of the shape theElem is on
 700   // or zero if a shape not found
 701
 702   void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
 703
 704   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes,
 705                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
 706
 707   bool DoubleNodes( const TIDSortedElemSet& theElems,
 708                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 709                     const TIDSortedElemSet& theAffectedElems );
 710
 711   bool AffectedElemGroupsInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 712                                    const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 713                                    const TopoDS_Shape&     theShape,
 714                                    TIDSortedElemSet& theAffectedElems);
 715
 716   bool DoubleNodesInRegion( const TIDSortedElemSet& theElems,
 717                             const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 718                             const TopoDS_Shape&     theShape );
 719
 720   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 721
 722   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
 723                                      bool                                 createJointElems,
 724                                      bool                                 onAllBoundaries);
 725
 726   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 727
 728   void CreateHoleSkin(double radius,
 729                       const TopoDS_Shape& theShape,
 730                       SMESH_NodeSearcher* theNodeSearcher,
 731                       const char* groupName,
 732                       std::vector<double>&   nodesCoords,
 733                       std::vector<std::vector<int> >& listOfListOfNodes);
 734
 735   /*!
 736    * \brief Generated skin mesh (containing 2D cells) from 3D mesh
 737    * The created 2D mesh elements based on nodes of free faces of boundary volumes
 738    * \return TRUE if operation has been completed successfully, FALSE otherwise
 739    */
 740   bool Make2DMeshFrom3D();
 741
 742   enum Bnd_Dimension { BND_2DFROM3D, BND_1DFROM3D, BND_1DFROM2D };
 743
 744   int MakeBoundaryMesh(const TIDSortedElemSet& elements,
 745                        Bnd_Dimension           dimension,
 746                        SMESH_Group*            group = 0,
 747                        SMESH_Mesh*             targetMesh = 0,
 748                        bool                    toCopyElements = false,
 749                        bool                    toCopyExistingBondary = false,
 750                        bool                    toAddExistingBondary = false,
 751                        bool                    aroundElements = false,
 752                        bool                    toCreateAllElements= false);
 753
 754  private:
 755
 756   /*!
 757    * \brief Convert elements contained in a submesh to quadratic
 758    * \return smIdType - nb of checked elements
 759    */
 760   smIdType convertElemToQuadratic(SMESHDS_SubMesh *   theSm,
 761                                   SMESH_MesherHelper& theHelper,
 762                                   const bool          theForce3d);
 763
 764   /*!
 765    * \brief Convert quadratic elements to linear ones and remove quadratic nodes
 766    * \return nb of checked elements
 767    */
 768   smIdType removeQuadElem( SMESHDS_SubMesh *    theSm,
 769                            SMDS_ElemIteratorPtr theItr,
 770                            const int            theShapeID);
 771   /*!
 772    * \brief Create groups of elements made during transformation
 773    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
 774    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
 775    * \param postfix - to append to names of new groups
 776    * \param targetMesh - mesh to create groups in
 777    * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
 778    */
 779   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
 780                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
 781                            const std::string&             postfix,
 782                            SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
 783                            const bool                     topPresent=true);
 784   /*!
 785    * \brief Create elements by sweeping an element
 786    * \param elem - element to sweep
 787    * \param newNodesItVec - nodes generated from each node of the element
 788    * \param newElems - generated elements
 789    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 790    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 791    */
 792   void sweepElement(const SMDS_MeshElement*                    elem,
 793                     const std::vector<TNodeOfNodeListMapItr> & newNodesItVec,
 794                     std::list<const SMDS_MeshElement*>&        newElems,
 795                     const size_t                               nbSteps,
 796                     SMESH_SequenceOfElemPtr&                   srcElements);
 797
 798   /*!
 799    * \brief Computes new connectivity of an element after merging nodes
 800    *  \param [in] elems - the element
 801    *  \param [out] newElemDefs - definition(s) of result element(s)
 802    *  \param [inout] nodeNodeMap - nodes to merge
 803    *  \param [in] avoidMakingHoles - if true and and the element becomes invalid
 804    *             after merging (but not degenerated), removes nodes causing
 805    *             the invalidity from \a nodeNodeMap.
 806    *  \return bool - true if the element should be removed
 807    */
 808   bool applyMerge( const SMDS_MeshElement*      elems,
 809                    std::vector< ElemFeatures >& newElemDefs,
 810                    TNodeNodeMap&                nodeNodeMap,
 811                    const bool                   avoidMakingHoles );
 812   /*!
 813    * \brief Create 1D and 2D elements around swept elements
 814    * \param mapNewNodes - source nodes and ones generated from them
 815    * \param newElemsMap - source elements and ones generated from them
 816    * \param elemNewNodesMap - nodes generated from each node of each element
 817    * \param elemSet - all swept elements
 818    * \param nbSteps - number of sweeping steps
 819    * \param srcElements - to append elem for each generated element
 820    */
 821   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
 822                   TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
 823                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
 824                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
 825                   const int                nbSteps,
 826                   SMESH_SequenceOfElemPtr& srcElements);
 827
 828   static void linearAngleVariation(const int          NbSteps,
 829                                    std::list<double>& theAngles);
 830   static void linearScaleVariation(const int          NbSteps,
 831                                    std::list<double>& theScales);
 832
 833   bool doubleNodes( SMESHDS_Mesh*           theMeshDS,
 834                     const TIDSortedElemSet& theElems,
 835                     const TIDSortedElemSet& theNodesNot,
 836                     TNodeNodeMap&           theNodeNodeMap,
 837                     const bool              theIsDoubleElem );
 838
 839   void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
 840                      const SMDS_MeshNode* to );
 841
 842 private:
 843
 844   SMESH_Mesh *            myMesh;
 845
 846   // Nodes and elements created during last operation
 847   SMESH_SequenceOfElemPtr myLastCreatedNodes, myLastCreatedElems;
 848
 849   // Description of error/warning occurred during last operation
 850   SMESH_ComputeErrorPtr   myError;
 851 };
 852
 853 #endif