src/SMESH/SMESH_MesherHelper.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2013  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.
  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_MesherHelper.hxx
  24 // Created:   15.02.06 14:48:09
  25 // Author:    Sergey KUUL
  26 //
  27 #ifndef SMESH_MesherHelper_HeaderFile
  28 #define SMESH_MesherHelper_HeaderFile
  29
  30 #include "SMESH_SMESH.hxx"
  31
  32 #include "SMESH_MeshEditor.hxx" // needed for many meshers
  33 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  34 #include <SMDS_QuadraticEdge.hxx>
  35
  36 #include <Geom_Surface.hxx>
  37 #include <TopoDS_Face.hxx>
  38 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  39 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  40
  41 #include <map>
  42 #include <vector>
  43
  44 class GeomAPI_ProjectPointOnSurf;
  45 class GeomAPI_ProjectPointOnCurve;
  46 class SMESH_ProxyMesh;
  47
  48 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>           TLinkNodeMap;
  49 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItTLinkNode;
  50
  51 typedef SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>  PShapeIterator;
  52 typedef boost::shared_ptr< PShapeIterator > PShapeIteratorPtr;
  53
  54 typedef std::vector<const SMDS_MeshNode* > TNodeColumn;
  55 typedef std::map< double, TNodeColumn >    TParam2ColumnMap;
  56
  57 typedef gp_XY (*xyFunPtr)(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2);
  58
  59 //=======================================================================
  60 /*!
  61  * \brief It helps meshers to add elements and provides other utilities
  62  *
  63  * - It allows meshers not to care about creation of medium nodes
  64  * when filling a quadratic mesh. Helper does it itself.
  65  * It defines order of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
  66  * is called.
  67  * - It provides information on a shape it is initialized with:
  68  * periodicity, presence of singularities etc.
  69  * - ...
  70  */
  71 //=======================================================================
  72
  73 class SMESH_EXPORT SMESH_MesherHelper
  74 {
  75  public:
  76   // ---------- PUBLIC UTILITIES ----------
  77
  78   /*!
  79    * \brief Returns true if all elements of a sub-mesh are of same shape
  80     * \param smDS - sub-mesh to check elements of
  81     * \param shape - expected shape of elements
  82     * \param nullSubMeshRes - result value for the case of smDS == NULL
  83     * \retval bool - check result
  84    */
  85   static bool IsSameElemGeometry(const SMESHDS_SubMesh* smDS,
  86                                  SMDSAbs_GeometryType   shape,
  87                                  const bool             nullSubMeshRes = true);
  88
  89   /*!
  90    * \brief Load nodes bound to face into a map of node columns
  91     * \param theParam2ColumnMap - map of node columns to fill
  92     * \param theFace - the face on which nodes are searched for
  93     * \param theBaseSide - the edges holding nodes on which columns' bases
  94     * \param theMesh - the mesh containing nodes
  95     * \retval bool - false if something is wrong
  96    *
  97    * The key of the map is a normalized parameter of each
  98    * base node on theBaseSide. Edges in theBaseSide must be sequenced.
  99    * This method works in supposition that nodes on the face
 100    * forms a rectangular grid and elements can be quardrangles or triangles
 101    */
 102   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap &            theParam2ColumnMap,
 103                               const TopoDS_Face&            theFace,
 104                               const std::list<TopoDS_Edge>& theBaseSide,
 105                               SMESHDS_Mesh*                 theMesh,
 106                               SMESH_ProxyMesh*              theProxyMesh=0);
 107   /*!
 108    * \brief Variant of LoadNodeColumns() above with theBaseSide given by one edge
 109    */
 110   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
 111                               const TopoDS_Face& theFace,
 112                               const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
 113                               SMESHDS_Mesh*      theMesh,
 114                               SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh=0);
 115   /*!
 116    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is structured
 117    */
 118   static bool IsStructured( SMESH_subMesh* faceSM );
 119
 120   /*!
 121    * \brief Returns true if given node is medium
 122     * \param n - node to check
 123     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 124     * \retval bool - check result
 125    */
 126   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 127                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 128   /*!
 129    * \brief Return support shape of a node
 130    * \param node - the node
 131    * \param meshDS - mesh DS
 132    * \retval TopoDS_Shape - found support shape
 133    */
 134   static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 135                                         const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
 136
 137   /*!
 138    * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
 139     * \param ind - node index
 140     * \param nbNodes - total nb of nodes
 141     * \retval int - valid node index
 142    */
 143   static int WrapIndex(const int ind, const int nbNodes) {
 144     if ( ind < 0 ) return nbNodes + ind % nbNodes;
 145     if ( ind >= nbNodes ) return ind % nbNodes;
 146     return ind;
 147   }
 148
 149   /*!
 150    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
 151    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
 152    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
 153    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
 154    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
 155    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
 156    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
 157    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
 158    *
 159    * Order of those UV in the FACE is as follows.
 160    *   a4   p3    a3
 161    *    o---x-----o
 162    *    |   :     |
 163    *    |   :UV   |
 164    * p4 x...O.....x p2
 165    *    |   :     |
 166    *    o---x-----o
 167    *   a1   p1    a2
 168    */
 169   inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
 170                               const gp_XY a0,const gp_XY a1,const gp_XY a2,const gp_XY a3,
 171                               const gp_XY p0,const gp_XY p1,const gp_XY p2,const gp_XY p3);
 172
 173   /*!
 174    * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
 175    */
 176   inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
 177                                const gp_XYZ a0,const gp_XYZ a1,const gp_XYZ a2,const gp_XYZ a3,
 178                                const gp_XYZ p0,const gp_XYZ p1,const gp_XYZ p2,const gp_XYZ p3);
 179   /*!
 180    * \brief Count nb of sub-shapes
 181     * \param shape - the shape
 182     * \param type - the type of sub-shapes to count
 183     * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, esle use explorer
 184     * \retval int - the calculated number
 185    */
 186   static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
 187                    const TopAbs_ShapeEnum type,
 188                    const bool             ignoreSame);
 189
 190   /*!
 191    * \brief Return number of unique ancestors of the shape
 192    */
 193   static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 194                          const SMESH_Mesh&   mesh,
 195                          TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
 196   /*!
 197    * \brief Return iterator on ancestors of the given type
 198    */
 199   static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 200                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 201                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 202   /*!
 203    * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
 204    */
 205   static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
 206                                         const TopoDS_Shape& shape2,
 207                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 208                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 209   /*!
 210    * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
 211    */
 212   static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
 213                                            const TopoDS_Shape& subShape);
 214
 215   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
 216
 217   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
 218
 219   static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
 220
 221   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
 222
 223   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
 224
 225   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
 226                                        const bool          avoidCompound=false);
 227
 228
 229 public:
 230   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
 231
 232   // constructor
 233   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
 234
 235   SMESH_Mesh* GetMesh() const { return myMesh; }
 236
 237   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
 238
 239   /*!
 240    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
 241    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
 242    */
 243   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 244   /*!
 245    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
 246    */
 247
 248   /*!
 249    * \brief Set myCreateQuadratic flag
 250    */
 251   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
 252   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 253
 254   /*!
 255    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
 256    */
 257   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
 258   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
 259
 260   /*!
 261    * \brief Return myCreateQuadratic flag
 262    */
 263   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 264
 265   /*
 266    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 267    */
 268   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 269
 270   /*!
 271    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
 272    */
 273   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 274
 275   /*!
 276    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
 277    * \param error - container of fixed distorted elements
 278    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
 279    */
 280   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
 281
 282   /*!
 283    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
 284    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
 285    *        a mesh has no shape to be meshed
 286    */
 287   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
 288   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
 289
 290   /*!
 291    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
 292    */
 293   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
 294   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
 295   /*!
 296    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 297     * \retval int - shape index in SMESHDS
 298    */
 299   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
 300   /*!
 301    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 302    */
 303   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
 304
 305   /*!
 306    * Creates a node
 307    */
 308   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
 309   /*!
 310    * Creates quadratic or linear edge
 311    */
 312   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 313                          const SMDS_MeshNode* n2,
 314                          const int id = 0,
 315                          const bool force3d = true);
 316   /*!
 317    * Creates quadratic or linear triangle
 318    */
 319   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 320                          const SMDS_MeshNode* n2,
 321                          const SMDS_MeshNode* n3,
 322                          const int id=0,
 323                          const bool force3d = false);
 324   /*!
 325    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
 326    */
 327   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 328                          const SMDS_MeshNode* n2,
 329                          const SMDS_MeshNode* n3,
 330                          const SMDS_MeshNode* n4,
 331                          const int id = 0,
 332                          const bool force3d = false);
 333   /*!
 334    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
 335    */
 336   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 337                                    const int id = 0,
 338                                    const bool force3d = false);
 339   /*!
 340    * Creates quadratic or linear tetrahedron
 341    */
 342   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 343                              const SMDS_MeshNode* n2,
 344                              const SMDS_MeshNode* n3,
 345                              const SMDS_MeshNode* n4,
 346                              const int id = 0,
 347                              const bool force3d = true);
 348   /*!
 349    * Creates quadratic or linear pyramid
 350    */
 351   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 352                              const SMDS_MeshNode* n2,
 353                              const SMDS_MeshNode* n3,
 354                              const SMDS_MeshNode* n4,
 355                              const SMDS_MeshNode* n5,
 356                              const int id = 0,
 357                              const bool force3d = true);
 358   /*!
 359    * Creates quadratic or linear pentahedron
 360    */
 361   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 362                              const SMDS_MeshNode* n2,
 363                              const SMDS_MeshNode* n3,
 364                              const SMDS_MeshNode* n4,
 365                              const SMDS_MeshNode* n5,
 366                              const SMDS_MeshNode* n6,
 367                              const int id = 0,
 368                              const bool force3d = true);
 369   /*!
 370    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
 371    */
 372   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 373                              const SMDS_MeshNode* n2,
 374                              const SMDS_MeshNode* n3,
 375                              const SMDS_MeshNode* n4,
 376                              const SMDS_MeshNode* n5,
 377                              const SMDS_MeshNode* n6,
 378                              const SMDS_MeshNode* n7,
 379                              const SMDS_MeshNode* n8,
 380                              const int id = 0,
 381                              bool force3d = true);
 382
 383   /*!
 384    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
 385    */
 386   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 387                              const SMDS_MeshNode* n2,
 388                              const SMDS_MeshNode* n3,
 389                              const SMDS_MeshNode* n4,
 390                              const SMDS_MeshNode* n5,
 391                              const SMDS_MeshNode* n6,
 392                              const SMDS_MeshNode* n7,
 393                              const SMDS_MeshNode* n8,
 394                              const SMDS_MeshNode* n9,
 395                              const SMDS_MeshNode* n10,
 396                              const SMDS_MeshNode* n11,
 397                              const SMDS_MeshNode* n12,
 398                              const int id = 0,
 399                              bool force3d = true);
 400
 401   /*!
 402    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
 403    */
 404   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 405                                         const std::vector<int>&                  quantities,
 406                                         const int                                ID=0,
 407                                         const bool                               force3d = true);
 408   /*!
 409    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
 410    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
 411    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
 412    * Default is False
 413    */
 414   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 415
 416   /*!
 417    * \brief Return U of the given node on the edge
 418    */
 419   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
 420                   const SMDS_MeshNode* theNode,
 421                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
 422                   bool*                check=0);
 423   /*!
 424    * \brief Return node UV on face
 425    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
 426    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
 427    */
 428   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 429                   const SMDS_MeshNode* n,
 430                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
 431                   bool*                check=0) const;
 432   /*!
 433    * \brief Check and fix node UV on a face
 434    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
 435    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 436    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
 437    */
 438   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 439                    const SMDS_MeshNode* n,
 440                    gp_XY&               uv,
 441                    const double         tol,
 442                    const bool           force=false,
 443                    double               distXYZ[4]=0) const;
 444   /*!
 445    * \brief Check and fix node U on an edge
 446    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
 447    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 448    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
 449    */
 450   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 451                   const SMDS_MeshNode* n,
 452                   double&              u,
 453                   const double         tol,
 454                   const bool           force=false,
 455                   double               distXYZ[4]=0) const;
 456   /*!
 457    * \brief Return middle UV taking in account surface period
 458    */
 459   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 460                            const gp_XY&                uv1,
 461                            const gp_XY&                uv2);
 462   /*!
 463    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
 464    *       suitable to pass as xyFunPtr to applyIn2D().
 465    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
 466    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
 467    *       applyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
 468    */
 469 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
 470   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
 471   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 472
 473   /*!
 474    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 475    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 476    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
 477    */
 478   static gp_XY applyIn2D(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 479                          const gp_XY&                uv1,
 480                          const gp_XY&                uv2,
 481                          xyFunPtr                    fun,
 482                          const bool                  resultInPeriod=true);
 483
 484   /*!
 485    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 486     * \retval bool - return true if the face is periodic
 487     *
 488     * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 489     * SetSubShape()
 490    */
 491   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
 492
 493   /*!
 494    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 495    */
 496   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 497                                            TopLoc_Location&   loc,
 498                                            double             tol=0 ) const;
 499
 500   /*!
 501    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
 502     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 503     * \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
 504     *
 505     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
 506    */
 507   bool IsDegenShape(const int subShape) const
 508   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
 509   /*!
 510    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 511    *        has a degenerated edges
 512     * \retval bool - true if it has
 513    */
 514   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
 515
 516   /*!
 517    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 518     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 519     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 520     *
 521     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 522     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 523    */
 524   bool IsSeamShape(const int subShape) const
 525   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 526   /*!
 527    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 528     * \param subShape - edge or vertex
 529     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 530     *
 531     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 532     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 533    */
 534   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
 535   { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
 536   /*!
 537    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 538    *  \param subShape - Id of edge or vertex
 539    */
 540   bool IsRealSeam(const int subShape) const
 541   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 542   /*!
 543    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 544    *  \param subShape - edge or vertex
 545    */
 546   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
 547   { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
 548   /*!
 549    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 550    *        has a seam edge
 551     * \retval bool - true if it has
 552    */
 553   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
 554   /*!
 555    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
 556     * \retval int - 1 for U, 2 for V direction
 557    */
 558   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
 559   /*!
 560    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
 561    */
 562   double GetOtherParam(const double param) const;
 563
 564   /*!
 565    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
 566    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
 567    *                   two given nodes, else node position is found on its
 568    *                   supporting geometrical shape, if any.
 569    */
 570   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 571                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 572                                      const bool force3d);
 573   /*!
 574    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
 575    *       quadratic face given its 8 nodes.
 576    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 577    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 578    */
 579   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 580                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 581                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 582                                       const SMDS_MeshNode* n4,
 583                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 584                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 585                                       const SMDS_MeshNode* n34,
 586                                       const SMDS_MeshNode* n41,
 587                                       bool                 force3d);
 588   /*!
 589    * \brief Return existing or create a new central node for a
 590    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
 591    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 592    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 593    */
 594   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 595                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 596                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 597                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 598                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 599                                       const SMDS_MeshNode* n31,
 600                                       bool                 force3d);
 601   /*!
 602    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
 603    */
 604   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
 605                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
 606                                                 const bool           useCurSubShape=false);
 607   /*!
 608    * \brief Add a link in my data structure
 609    */
 610   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 611                     const SMDS_MeshNode* n2,
 612                     const SMDS_MeshNode* n12);
 613   /*!
 614    * \brief Add many links in my data structure
 615    */
 616   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
 617     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
 618
 619   void AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
 620   void AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
 621   void AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
 622
 623   /**
 624    * Returns myTLinkNodeMap
 625    */
 626   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
 627
 628   /**
 629    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
 630    * quadratic elements will be created.
 631    * Used then generated 3D mesh without geometry.
 632    */
 633   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
 634   MType IsQuadraticMesh();
 635
 636   virtual ~SMESH_MesherHelper();
 637
 638  protected:
 639
 640   /*!
 641    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 642    *  \param uv1 - UV on the seam
 643    *  \param uv2 - UV within a face
 644    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
 645    */
 646   gp_Pnt2d GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 647
 648   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
 649                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
 650                                                    bool                 force3d);
 651  private:
 652
 653   // Forbiden copy constructor
 654   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
 655
 656   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
 657   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
 658   {
 659     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
 660             const SMDS_MeshNode* n2,
 661             const SMDS_MeshNode* n3,
 662             const SMDS_MeshNode* n4=0)
 663     {
 664       TIDSortedNodeSet s;
 665       s.insert(n1);
 666       s.insert(n2);
 667       s.insert(n3);
 668       if ( n4 ) s.insert(n4);
 669       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
 670       first = (*n++)->GetID();
 671       second.first = (*n++)->GetID();
 672       second.second = (*n++)->GetID();
 673     }
 674   };
 675
 676   // maps used during creation of quadratic elements
 677   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
 678   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
 679
 680   std::set< int > myDegenShapeIds;
 681   std::set< int > mySeamShapeIds;
 682   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
 683   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 684
 685   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* > TID2ProjectorOnSurf;
 686   TID2ProjectorOnSurf myFace2Projector;
 687   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
 688   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 689
 690   TopoDS_Shape    myShape;
 691   SMESH_Mesh*     myMesh;
 692   int             myShapeID;
 693
 694   bool            myCreateQuadratic;
 695   bool            myCreateBiQuadratic;
 696   bool            mySetElemOnShape;
 697   bool            myFixNodeParameters;
 698
 699   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
 700   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
 701   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 702 };
 703
 704 //=======================================================================
 705 inline gp_XY
 706 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 707                             const gp_XY a0,const gp_XY a1,const gp_XY a2,const gp_XY a3,
 708                             const gp_XY p0,const gp_XY p1,const gp_XY p2,const gp_XY p3)
 709 {
 710   return
 711     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 712     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 713 }
 714 //=======================================================================
 715 inline gp_XYZ
 716 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 717                             const gp_XYZ a0,const gp_XYZ a1,const gp_XYZ a2,const gp_XYZ a3,
 718                             const gp_XYZ p0,const gp_XYZ p1,const gp_XYZ p2,const gp_XYZ p3)
 719 {
 720   return
 721     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 722     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 723 }
 724 //=======================================================================
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