src/SMESH/SMESH_MesherHelper.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2014  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_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 structured 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    * \sa SMESH_Algo::VertexNode( const TopoDS_Vertex&, SMESHDS_Mesh* )
 134    */
 135   static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 136                                         const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
 137
 138   /*!
 139    * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
 140     * \param ind - node index
 141     * \param nbNodes - total nb of nodes
 142     * \retval int - valid node index
 143    */
 144   static inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
 145     return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
 146   }
 147
 148   /*!
 149    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
 150    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
 151    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
 152    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
 153    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
 154    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
 155    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
 156    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
 157    *
 158    *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
 159    *    |
 160    *   a3   p2    a2
 161    *    o---x-----o
 162    *    |   :     |
 163    *    |   :UV   |
 164    * p3 x...O.....x p1
 165    *    |   :     |
 166    *    o---x-----o    ----> X
 167    *   a0   p0    a1
 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 double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
 222                           const TopoDS_Face & F,  const TopoDS_Vertex & V,
 223                           gp_Vec* faceNormal=0);
 224
 225   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
 226
 227   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
 228
 229   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
 230                                        const bool          avoidCompound=false);
 231
 232
 233 public:
 234   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
 235
 236   // constructor
 237   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
 238
 239   SMESH_Mesh* GetMesh() const { return myMesh; }
 240
 241   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
 242
 243   /*!
 244    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
 245    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
 246    */
 247   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 248   /*!
 249    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
 250    */
 251
 252   /*!
 253    * \brief Set myCreateQuadratic flag
 254    */
 255   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
 256   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 257
 258   /*!
 259    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
 260    */
 261   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
 262   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
 263
 264   /*!
 265    * \brief Return myCreateQuadratic flag
 266    */
 267   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 268
 269   /*
 270    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 271    */
 272   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 273
 274   /*!
 275    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
 276    */
 277   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 278
 279   /*!
 280    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
 281    * \param error - container of fixed distorted elements
 282    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
 283    */
 284   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
 285
 286   /*!
 287    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
 288    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
 289    *        a mesh has no shape to be meshed
 290    */
 291   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
 292   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
 293
 294   /*!
 295    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
 296    */
 297   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
 298   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
 299   /*!
 300    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 301     * \retval int - shape index in SMESHDS
 302    */
 303   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
 304   /*!
 305    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 306    */
 307   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
 308
 309   /*!
 310    * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
 311    */
 312   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
 313   /*!
 314    * Creates quadratic or linear edge
 315    */
 316   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 317                          const SMDS_MeshNode* n2,
 318                          const int id = 0,
 319                          const bool force3d = true);
 320   /*!
 321    * Creates quadratic or linear triangle
 322    */
 323   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 324                          const SMDS_MeshNode* n2,
 325                          const SMDS_MeshNode* n3,
 326                          const int id=0,
 327                          const bool force3d = false);
 328   /*!
 329    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
 330    */
 331   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 332                          const SMDS_MeshNode* n2,
 333                          const SMDS_MeshNode* n3,
 334                          const SMDS_MeshNode* n4,
 335                          const int id = 0,
 336                          const bool force3d = false);
 337   /*!
 338    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
 339    */
 340   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 341                                    const int id = 0,
 342                                    const bool force3d = false);
 343   /*!
 344    * Creates quadratic or linear tetrahedron
 345    */
 346   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 347                              const SMDS_MeshNode* n2,
 348                              const SMDS_MeshNode* n3,
 349                              const SMDS_MeshNode* n4,
 350                              const int id = 0,
 351                              const bool force3d = true);
 352   /*!
 353    * Creates quadratic or linear pyramid
 354    */
 355   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 356                              const SMDS_MeshNode* n2,
 357                              const SMDS_MeshNode* n3,
 358                              const SMDS_MeshNode* n4,
 359                              const SMDS_MeshNode* n5,
 360                              const int id = 0,
 361                              const bool force3d = true);
 362   /*!
 363    * Creates quadratic or linear pentahedron
 364    */
 365   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 366                              const SMDS_MeshNode* n2,
 367                              const SMDS_MeshNode* n3,
 368                              const SMDS_MeshNode* n4,
 369                              const SMDS_MeshNode* n5,
 370                              const SMDS_MeshNode* n6,
 371                              const int id = 0,
 372                              const bool force3d = true);
 373   /*!
 374    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
 375    */
 376   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 377                              const SMDS_MeshNode* n2,
 378                              const SMDS_MeshNode* n3,
 379                              const SMDS_MeshNode* n4,
 380                              const SMDS_MeshNode* n5,
 381                              const SMDS_MeshNode* n6,
 382                              const SMDS_MeshNode* n7,
 383                              const SMDS_MeshNode* n8,
 384                              const int id = 0,
 385                              bool force3d = true);
 386
 387   /*!
 388    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
 389    */
 390   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 391                              const SMDS_MeshNode* n2,
 392                              const SMDS_MeshNode* n3,
 393                              const SMDS_MeshNode* n4,
 394                              const SMDS_MeshNode* n5,
 395                              const SMDS_MeshNode* n6,
 396                              const SMDS_MeshNode* n7,
 397                              const SMDS_MeshNode* n8,
 398                              const SMDS_MeshNode* n9,
 399                              const SMDS_MeshNode* n10,
 400                              const SMDS_MeshNode* n11,
 401                              const SMDS_MeshNode* n12,
 402                              const int id = 0,
 403                              bool force3d = true);
 404
 405   /*!
 406    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
 407    */
 408   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 409                                         const std::vector<int>&                  quantities,
 410                                         const int                                ID=0,
 411                                         const bool                               force3d = true);
 412   /*!
 413    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
 414    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
 415    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
 416    * Default is False
 417    */
 418   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 419
 420   /*!
 421    * \brief Return U of the given node on the edge
 422    */
 423   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
 424                   const SMDS_MeshNode* theNode,
 425                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
 426                   bool*                check=0) const;
 427   /*!
 428    * \brief Return node UV on face
 429    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
 430    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
 431    */
 432   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 433                   const SMDS_MeshNode* n,
 434                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
 435                   bool*                check=0) const;
 436   /*!
 437    * \brief Check and fix node UV on a face
 438    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
 439    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 440    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
 441    */
 442   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 443                    const SMDS_MeshNode* n,
 444                    gp_XY&               uv,
 445                    const double         tol,
 446                    const bool           force=false,
 447                    double               distXYZ[4]=0) const;
 448   /*!
 449    * \brief Check and fix node U on an edge
 450    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
 451    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 452    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
 453    */
 454   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 455                   const SMDS_MeshNode* n,
 456                   double&              u,
 457                   const double         tol,
 458                   const bool           force=false,
 459                   double               distXYZ[4]=0) const;
 460   /*!
 461    * \brief Return middle UV taking in account surface period
 462    */
 463   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 464                            const gp_XY&                uv1,
 465                            const gp_XY&                uv2);
 466   /*!
 467    * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
 468    */
 469   static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
 470                            const gp_XY& uv2,
 471                            const gp_XY& uv3,
 472                            const gp_XY& uv12,
 473                            const gp_XY& uv23,
 474                            const gp_XY& uv31,
 475                            bool *       isBadTria=0);
 476   /*!
 477    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
 478    *       suitable to pass as xyFunPtr to applyIn2D().
 479    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
 480    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
 481    *       applyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
 482    */
 483 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
 484   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
 485   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 486
 487   /*!
 488    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 489    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 490    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
 491    */
 492   static gp_XY applyIn2D(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 493                          const gp_XY&                uv1,
 494                          const gp_XY&                uv2,
 495                          xyFunPtr                    fun,
 496                          const bool                  resultInPeriod=true);
 497
 498   /*!
 499    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 500     * \retval bool - return true if the face is periodic
 501     *
 502     * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 503     * SetSubShape()
 504    */
 505   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
 506
 507   /*!
 508    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 509    */
 510   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 511                                            TopLoc_Location&   loc,
 512                                            double             tol=0 ) const;
 513
 514   /*!
 515    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
 516     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 517     * \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
 518     *
 519     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
 520    */
 521   bool IsDegenShape(const int subShape) const
 522   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
 523   /*!
 524    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 525    *        has a degenerated edges
 526     * \retval bool - true if it has
 527    */
 528   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
 529
 530   /*!
 531    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 532     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 533     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 534     *
 535     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 536     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 537    */
 538   bool IsSeamShape(const int subShape) const
 539   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 540   /*!
 541    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 542     * \param subShape - edge or vertex
 543     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 544     *
 545     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 546     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 547    */
 548   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
 549   { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
 550   /*!
 551    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 552    *  \param subShape - Id of edge or vertex
 553    */
 554   bool IsRealSeam(const int subShape) const
 555   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 556   /*!
 557    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 558    *  \param subShape - edge or vertex
 559    */
 560   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
 561   { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
 562   /*!
 563    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 564    *        has a seam edge, i.e. an edge that has two parametric representations
 565    *        on a surface
 566    *  \retval bool - true if it has
 567    */
 568   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
 569   /*!
 570    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 571    *        has a seam edge that encounters twice in a wire
 572    *  \retval bool - true if it has
 573    */
 574   bool HasRealSeam() const { return HasSeam() && ( *mySeamShapeIds.begin() < 0 ); }
 575   /*!
 576    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
 577    *  \retval int - 1 for U, 2 for V direction
 578    */
 579   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
 580   /*!
 581    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
 582    */
 583   double GetOtherParam(const double param) const;
 584
 585   /*!
 586    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
 587    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
 588    *                   two given nodes, else node position is found on its
 589    *                   supporting geometrical shape, if any.
 590    */
 591   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 592                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 593                                      const bool force3d);
 594   /*!
 595    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
 596    *       quadratic face given its 8 nodes.
 597    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 598    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 599    */
 600   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 601                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 602                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 603                                       const SMDS_MeshNode* n4,
 604                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 605                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 606                                       const SMDS_MeshNode* n34,
 607                                       const SMDS_MeshNode* n41,
 608                                       bool                 force3d);
 609   /*!
 610    * \brief Return existing or create a new central node for a
 611    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
 612    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 613    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 614    */
 615   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 616                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 617                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 618                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 619                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 620                                       const SMDS_MeshNode* n31,
 621                                       bool                 force3d);
 622   /*!
 623    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
 624    */
 625   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
 626                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
 627                                                 const bool           useCurSubShape=false);
 628   /*!
 629    * \brief Add a link in my data structure
 630    */
 631   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 632                     const SMDS_MeshNode* n2,
 633                     const SMDS_MeshNode* n12);
 634   /*!
 635    * \brief Add many links in my data structure
 636    */
 637   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
 638     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
 639
 640   void AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
 641   void AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
 642   void AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
 643
 644   /**
 645    * Returns myTLinkNodeMap
 646    */
 647   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
 648
 649   /**
 650    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
 651    * quadratic elements will be created.
 652    * Used then generated 3D mesh without geometry.
 653    */
 654   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
 655   MType IsQuadraticMesh();
 656
 657   virtual ~SMESH_MesherHelper();
 658
 659  protected:
 660
 661   /*!
 662    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 663    *  \param uv1 - UV on the seam
 664    *  \param uv2 - UV within a face
 665    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
 666    */
 667   gp_Pnt2d GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 668
 669   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
 670                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
 671                                                    bool                 force3d);
 672  private:
 673
 674   // Forbiden copy constructor
 675   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
 676
 677   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
 678   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
 679   {
 680     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
 681             const SMDS_MeshNode* n2,
 682             const SMDS_MeshNode* n3,
 683             const SMDS_MeshNode* n4=0)
 684     {
 685       TIDSortedNodeSet s;
 686       s.insert(n1);
 687       s.insert(n2);
 688       s.insert(n3);
 689       if ( n4 ) s.insert(n4);
 690       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
 691       first = (*n++)->GetID();
 692       second.first = (*n++)->GetID();
 693       second.second = (*n++)->GetID();
 694     }
 695   };
 696
 697   // maps used during creation of quadratic elements
 698   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
 699   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
 700
 701   std::set< int > myDegenShapeIds;
 702   std::set< int > mySeamShapeIds;
 703   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
 704   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 705
 706   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* > TID2ProjectorOnSurf;
 707   TID2ProjectorOnSurf myFace2Projector;
 708   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
 709   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 710
 711   TopoDS_Shape    myShape;
 712   SMESH_Mesh*     myMesh;
 713   int             myShapeID;
 714
 715   bool            myCreateQuadratic;
 716   bool            myCreateBiQuadratic;
 717   bool            mySetElemOnShape;
 718   bool            myFixNodeParameters;
 719
 720   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
 721   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
 722   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 723 };
 724
 725 //=======================================================================
 726 inline gp_XY
 727 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 728                             const gp_XY a0,const gp_XY a1,const gp_XY a2,const gp_XY a3,
 729                             const gp_XY p0,const gp_XY p1,const gp_XY p2,const gp_XY p3)
 730 {
 731   return
 732     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 733     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 734 }
 735 //=======================================================================
 736 inline gp_XYZ
 737 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 738                             const gp_XYZ a0,const gp_XYZ a1,const gp_XYZ a2,const gp_XYZ a3,
 739                             const gp_XYZ p0,const gp_XYZ p1,const gp_XYZ p2,const gp_XYZ p3)
 740 {
 741   return
 742     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 743     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 744 }
 745 //=======================================================================
 746
 747 #endif