src/SMESH/SMESH_MesherHelper.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 // File:      SMESH_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 <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  38 #include <TopoDS_Face.hxx>
  39 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  40 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  41
  42 #include <map>
  43 #include <vector>
  44
  45 class GeomAPI_ProjectPointOnSurf;
  46 class GeomAPI_ProjectPointOnCurve;
  47 class SMESH_ProxyMesh;
  48
  49 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>           TLinkNodeMap;
  50 typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItTLinkNode;
  51
  52 typedef SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>  PShapeIterator;
  53 typedef boost::shared_ptr< PShapeIterator > PShapeIteratorPtr;
  54
  55 typedef std::vector<const SMDS_MeshNode* > TNodeColumn;
  56 typedef std::map< double, TNodeColumn >    TParam2ColumnMap;
  57
  58 typedef gp_XY (*xyFunPtr)(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2);
  59
  60 //=======================================================================
  61 /*!
  62  * \brief It helps meshers to add elements and provides other utilities
  63  *
  64  * - It allows meshers not to care about creation of medium nodes
  65  * when filling a quadratic mesh. Helper does it itself.
  66  * It defines order of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
  67  * is called.
  68  * - It provides information on a shape it is initialized with:
  69  * periodicity, presence of singularities etc.
  70  * - ...
  71  */
  72 //=======================================================================
  73
  74 class SMESH_EXPORT SMESH_MesherHelper
  75 {
  76  public:
  77   // ---------- PUBLIC UTILITIES ----------
  78
  79   /*!
  80    * \brief Returns true if all elements of a sub-mesh are of same shape
  81     * \param smDS - sub-mesh to check elements of
  82     * \param shape - expected shape of elements
  83     * \param nullSubMeshRes - result value for the case of smDS == NULL
  84     * \retval bool - check result
  85    */
  86   static bool IsSameElemGeometry(const SMESHDS_SubMesh* smDS,
  87                                  SMDSAbs_GeometryType   shape,
  88                                  const bool             nullSubMeshRes = true);
  89
  90   /*!
  91    * \brief Load nodes bound to face into a map of node columns
  92     * \param theParam2ColumnMap - map of node columns to fill
  93     * \param theFace - the face on which nodes are searched for
  94     * \param theBaseSide - the edges holding nodes on which columns' bases
  95     * \param theMesh - the mesh containing nodes
  96     * \retval bool - false if something is wrong
  97    *
  98    * The key of the map is a normalized parameter of each
  99    * base node on theBaseSide. Edges in theBaseSide must be sequenced.
 100    * This method works in supposition that nodes on the face
 101    * forms a structured grid and elements can be quardrangles or triangles
 102    */
 103   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap &            theParam2ColumnMap,
 104                               const TopoDS_Face&            theFace,
 105                               const std::list<TopoDS_Edge>& theBaseSide,
 106                               SMESHDS_Mesh*                 theMesh,
 107                               SMESH_ProxyMesh*              theProxyMesh=0);
 108   /*!
 109    * \brief Variant of LoadNodeColumns() above with theBaseSide given by one edge
 110    */
 111   static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
 112                               const TopoDS_Face& theFace,
 113                               const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
 114                               SMESHDS_Mesh*      theMesh,
 115                               SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh=0);
 116   /*!
 117    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is structured
 118    */
 119   static bool IsStructured( SMESH_subMesh* faceSM );
 120
 121   /*!
 122    * \brief Return true if 2D mesh on FACE is distored
 123    */
 124   static bool IsDistorted2D( SMESH_subMesh* faceSM, bool checkUV=false );
 125
 126   /*!
 127    * \brief Returns true if given node is medium
 128     * \param n - node to check
 129     * \param typeToCheck - type of elements containing the node to ask about node status
 130     * \retval bool - check result
 131    */
 132   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
 133                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
 134   /*!
 135    * \brief Return support shape of a node
 136    * \param node - the node
 137    * \param meshDS - mesh DS
 138    * \retval TopoDS_Shape - found support shape
 139    * \sa SMESH_Algo::VertexNode( const TopoDS_Vertex&, SMESHDS_Mesh* )
 140    */
 141   static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
 142                                         const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
 143
 144   /*!
 145    * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
 146     * \param ind - node index
 147     * \param nbNodes - total nb of nodes
 148     * \retval int - valid node index
 149    */
 150   static inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
 151     return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
 152   }
 153
 154   /*!
 155    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
 156    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
 157    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
 158    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
 159    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
 160    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
 161    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
 162    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
 163    *
 164    *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
 165    *    |
 166    *   a3   p2    a2
 167    *    o---x-----o
 168    *    |   :     |
 169    *    |   :UV   |
 170    * p3 x...O.....x p1
 171    *    |   :     |
 172    *    o---x-----o    ----> X
 173    *   a0   p0    a1
 174    */
 175   inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
 176                               const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
 177                               const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3);
 178
 179   /*!
 180    * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
 181    */
 182   inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
 183                                const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
 184                                const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3);
 185   /*!
 186    * \brief Count nb of sub-shapes
 187     * \param shape - the shape
 188     * \param type - the type of sub-shapes to count
 189     * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, esle use explorer
 190     * \retval int - the calculated number
 191    */
 192   static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
 193                    const TopAbs_ShapeEnum type,
 194                    const bool             ignoreSame);
 195
 196   /*!
 197    * \brief Return number of unique ancestors of the shape
 198    */
 199   static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 200                          const SMESH_Mesh&   mesh,
 201                          TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
 202   /*!
 203    * \brief Return iterator on ancestors of the given type
 204    */
 205   static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 206                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 207                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 208   /*!
 209    * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
 210    */
 211   static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
 212                                         const TopoDS_Shape& shape2,
 213                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 214                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 215   /*!
 216    * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
 217    */
 218   static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
 219                                            const TopoDS_Shape& subShape);
 220
 221   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
 222
 223   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
 224
 225   static bool IsBlock( const TopoDS_Shape& shape );
 226
 227   static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
 228
 229   static double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
 230                           const TopoDS_Face & F,  const TopoDS_Vertex & V,
 231                           gp_Vec* faceNormal=0);
 232
 233   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
 234
 235   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
 236
 237   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
 238                                        const bool          avoidCompound=false);
 239
 240   static TopoDS_Shape GetShapeOfHypothesis( const SMESHDS_Hypothesis * hyp,
 241                                             const TopoDS_Shape&        shape,
 242                                             SMESH_Mesh*                mesh);
 243
 244
 245 public:
 246   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
 247
 248   // constructor
 249   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
 250
 251   SMESH_Gen*    GetGen() const { return GetMesh()->GetGen(); }
 252
 253   SMESH_Mesh*   GetMesh() const { return myMesh; }
 254
 255   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
 256
 257   /*!
 258    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
 259    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
 260    */
 261   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 262
 263   /*!
 264    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
 265    */
 266   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
 267   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 268
 269   /*!
 270    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
 271    */
 272   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
 273   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
 274
 275   /*!
 276    * \brief Return myCreateQuadratic flag
 277    */
 278   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 279
 280   /*
 281    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 282    */
 283   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 284
 285   /*!
 286    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
 287    */
 288   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 289
 290   /*!
 291    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
 292    * \param error - container of fixed distorted elements
 293    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
 294    */
 295   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
 296
 297   /*!
 298    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
 299    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
 300    *        a mesh has no shape to be meshed
 301    */
 302   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
 303   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
 304
 305   /*!
 306    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
 307    */
 308   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
 309   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
 310   /*!
 311    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 312     * \retval int - shape index in SMESHDS
 313    */
 314   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
 315   /*!
 316    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 317    */
 318   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
 319
 320   /*!
 321    * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
 322    */
 323   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
 324   /*!
 325    * Creates quadratic or linear edge
 326    */
 327   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 328                          const SMDS_MeshNode* n2,
 329                          const int id = 0,
 330                          const bool force3d = true);
 331   /*!
 332    * Creates quadratic or linear triangle
 333    */
 334   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 335                          const SMDS_MeshNode* n2,
 336                          const SMDS_MeshNode* n3,
 337                          const int id=0,
 338                          const bool force3d = false);
 339   /*!
 340    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
 341    */
 342   SMDS_MeshFace* AddFace(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 = false);
 348   /*!
 349    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
 350    */
 351   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 352                                    const int id = 0,
 353                                    const bool force3d = false);
 354   /*!
 355    * Creates quadratic or linear tetrahedron
 356    */
 357   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 358                              const SMDS_MeshNode* n2,
 359                              const SMDS_MeshNode* n3,
 360                              const SMDS_MeshNode* n4,
 361                              const int id = 0,
 362                              const bool force3d = true);
 363   /*!
 364    * Creates quadratic or linear pyramid
 365    */
 366   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 367                              const SMDS_MeshNode* n2,
 368                              const SMDS_MeshNode* n3,
 369                              const SMDS_MeshNode* n4,
 370                              const SMDS_MeshNode* n5,
 371                              const int id = 0,
 372                              const bool force3d = true);
 373   /*!
 374    * Creates quadratic or linear pentahedron
 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 int id = 0,
 383                              const bool force3d = true);
 384   /*!
 385    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
 386    */
 387   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 388                              const SMDS_MeshNode* n2,
 389                              const SMDS_MeshNode* n3,
 390                              const SMDS_MeshNode* n4,
 391                              const SMDS_MeshNode* n5,
 392                              const SMDS_MeshNode* n6,
 393                              const SMDS_MeshNode* n7,
 394                              const SMDS_MeshNode* n8,
 395                              const int id = 0,
 396                              bool force3d = true);
 397
 398   /*!
 399    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
 400    */
 401   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 402                              const SMDS_MeshNode* n2,
 403                              const SMDS_MeshNode* n3,
 404                              const SMDS_MeshNode* n4,
 405                              const SMDS_MeshNode* n5,
 406                              const SMDS_MeshNode* n6,
 407                              const SMDS_MeshNode* n7,
 408                              const SMDS_MeshNode* n8,
 409                              const SMDS_MeshNode* n9,
 410                              const SMDS_MeshNode* n10,
 411                              const SMDS_MeshNode* n11,
 412                              const SMDS_MeshNode* n12,
 413                              const int id = 0,
 414                              bool force3d = true);
 415
 416   /*!
 417    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
 418    */
 419   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 420                                         const std::vector<int>&                  quantities,
 421                                         const int                                ID=0,
 422                                         const bool                               force3d = true);
 423   /*!
 424    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
 425    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
 426    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
 427    * Default is False
 428    */
 429   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 430
 431   /*!
 432    * \brief Return U of the given node on the edge
 433    */
 434   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
 435                   const SMDS_MeshNode* theNode,
 436                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
 437                   bool*                check=0) const;
 438   /*!
 439    * \brief Return node UV on face
 440    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
 441    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
 442    */
 443   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 444                   const SMDS_MeshNode* n,
 445                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
 446                   bool*                check=0) const;
 447   /*!
 448    * \brief Check and fix node UV on a face
 449    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
 450    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 451    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
 452    */
 453   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 454                    const SMDS_MeshNode* n,
 455                    gp_XY&               uv,
 456                    const double         tol,
 457                    const bool           force=false,
 458                    double               distXYZ[4]=0) const;
 459   /*!
 460    * \brief Check and fix node U on an edge
 461    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
 462    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 463    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
 464    */
 465   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 466                   const SMDS_MeshNode* n,
 467                   double&              u,
 468                   const double         tol,
 469                   const bool           force=false,
 470                   double               distXYZ[4]=0) const;
 471   /*!
 472    * \brief Return middle UV taking in account surface period
 473    */
 474   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 475                            const gp_XY&                uv1,
 476                            const gp_XY&                uv2);
 477   /*!
 478    * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
 479    */
 480   static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
 481                            const gp_XY& uv2,
 482                            const gp_XY& uv3,
 483                            const gp_XY& uv12,
 484                            const gp_XY& uv23,
 485                            const gp_XY& uv31,
 486                            bool *       isBadTria=0);
 487   /*!
 488    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
 489    *       suitable to pass as xyFunPtr to ApplyIn2D().
 490    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
 491    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
 492    *       ApplyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
 493    */
 494 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
 495   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
 496   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 497
 498   /*!
 499    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 500    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 501    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
 502    */
 503   static gp_XY ApplyIn2D(Handle(Geom_Surface) surface,
 504                          const gp_XY&         uv1,
 505                          const gp_XY&         uv2,
 506                          xyFunPtr             fun,
 507                          const bool           resultInPeriod=true);
 508
 509   /*!
 510    * \brief Move node positions on a FACE within surface period
 511    *  \param [in] face - the FACE
 512    *  \param [inout] uv - node positions to adjust
 513    *  \param [in] nbUV - nb of \a uv
 514    */
 515   void AdjustByPeriod( const TopoDS_Face& face, gp_XY uv[], const int nbUV );
 516
 517   /*!
 518    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 519    *  \retval bool - return true if the face is periodic
 520    *
 521    * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 522    * SetSubShape()
 523    */
 524   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
 525
 526   /*!
 527    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 528    */
 529   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 530                                            TopLoc_Location&   loc,
 531                                            double             tol=0 ) const;
 532   /*!
 533    * \brief Return a cached ShapeAnalysis_Surface of a FACE
 534    */
 535   Handle(ShapeAnalysis_Surface) GetSurface(const TopoDS_Face& F ) const;
 536
 537   /*!
 538    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
 539    *  \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 540    *  \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
 541    *
 542    * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
 543    */
 544   bool IsDegenShape(const int subShape) const
 545   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
 546   /*!
 547    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 548    *        has a degenerated edges
 549     * \retval bool - true if it has
 550    */
 551   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
 552
 553   /*!
 554    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 555     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 556     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 557     *
 558     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 559     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 560    */
 561   bool IsSeamShape(const int subShape) const
 562   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 563   /*!
 564    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 565     * \param subShape - edge or vertex
 566     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 567     *
 568     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 569     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 570    */
 571   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
 572   { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
 573   /*!
 574    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 575    *  \param subShape - Id of edge or vertex
 576    */
 577   bool IsRealSeam(const int subShape) const
 578   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 579   /*!
 580    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 581    *  \param subShape - edge or vertex
 582    */
 583   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
 584   { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
 585   /*!
 586    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 587    *        has a seam edge, i.e. an edge that has two parametric representations
 588    *        on a surface
 589    *  \retval bool - true if it has
 590    */
 591   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
 592   /*!
 593    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 594    *        has a seam edge that encounters twice in a wire
 595    *  \retval bool - true if it has
 596    */
 597   bool HasRealSeam() const { return HasSeam() && ( *mySeamShapeIds.begin() < 0 ); }
 598   /*!
 599    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
 600    *  \retval int - 1 for U, 2 for V direction
 601    */
 602   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
 603   /*!
 604    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
 605    */
 606   double GetOtherParam(const double param) const;
 607
 608   /*!
 609    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
 610    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
 611    *                   two given nodes, else node position is found on its
 612    *                   supporting geometrical shape, if any.
 613    *  \param expectedSupport - shape type corresponding to element being created
 614    *                           , e.g TopAbs_EDGE if SMDSAbs_Edge is created
 615    *                           basing on \a n1 and \a n2
 616    */
 617   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 618                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 619                                      const bool           force3d,
 620                                      TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
 621   /*!
 622    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
 623    *       quadratic face given its 8 nodes.
 624    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 625    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 626    */
 627   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 628                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 629                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 630                                       const SMDS_MeshNode* n4,
 631                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 632                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 633                                       const SMDS_MeshNode* n34,
 634                                       const SMDS_MeshNode* n41,
 635                                       bool                 force3d);
 636   /*!
 637    * \brief Return existing or create a new central node for a
 638    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
 639    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 640    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 641    */
 642   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 643                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 644                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 645                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 646                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 647                                       const SMDS_MeshNode* n31,
 648                                       bool                 force3d);
 649   /*!
 650    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
 651    */
 652   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
 653                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
 654                                                 const bool           useCurSubShape=false,
 655                                                 TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
 656   /*!
 657    * \brief Add a link in my data structure
 658    */
 659   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 660                     const SMDS_MeshNode* n2,
 661                     const SMDS_MeshNode* n12);
 662   /*!
 663    * \brief Add many links in my data structure
 664    */
 665   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
 666     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
 667
 668   bool AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
 669   bool AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
 670   bool AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
 671
 672   /**
 673    * Returns myTLinkNodeMap
 674    */
 675   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
 676
 677   /**
 678    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
 679    * quadratic elements will be created.
 680    * Used then generated 3D mesh without geometry.
 681    */
 682   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
 683   MType IsQuadraticMesh();
 684
 685   virtual ~SMESH_MesherHelper();
 686
 687  protected:
 688
 689   /*!
 690    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 691    *  \param uv1 - UV on the seam
 692    *  \param uv2 - UV within a face
 693    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
 694    */
 695   gp_Pnt2d getUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 696
 697   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
 698                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
 699                                                    bool                 force3d);
 700
 701   double getFaceMaxTol( const TopoDS_Shape& face ) const;
 702
 703  private:
 704
 705   // Forbiden copy constructor
 706   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
 707
 708   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
 709   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
 710   {
 711     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
 712             const SMDS_MeshNode* n2,
 713             const SMDS_MeshNode* n3,
 714             const SMDS_MeshNode* n4=0)
 715     {
 716       TIDSortedNodeSet s;
 717       s.insert(n1);
 718       s.insert(n2);
 719       s.insert(n3);
 720       if ( n4 ) s.insert(n4);
 721       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
 722       first = (*n++)->GetID();
 723       second.first = (*n++)->GetID();
 724       second.second = (*n++)->GetID();
 725     }
 726   };
 727
 728   // maps used during creation of quadratic elements
 729   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
 730   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
 731
 732   std::set< int > myDegenShapeIds;
 733   std::set< int > mySeamShapeIds;
 734   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
 735   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 736
 737   std::map< int, double > myFaceMaxTol;
 738
 739   typedef std::map< int, Handle(ShapeAnalysis_Surface)> TID2Surface;
 740   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* >  TID2ProjectorOnSurf;
 741   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
 742   mutable TID2Surface  myFace2Surface;
 743   TID2ProjectorOnSurf  myFace2Projector;
 744   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 745
 746   TopoDS_Shape    myShape;
 747   SMESH_Mesh*     myMesh;
 748   int             myShapeID;
 749
 750   bool            myCreateQuadratic;
 751   bool            myCreateBiQuadratic;
 752   bool            mySetElemOnShape;
 753   bool            myFixNodeParameters;
 754
 755   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
 756   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
 757   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 758 };
 759
 760 //=======================================================================
 761 inline gp_XY
 762 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 763                             const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
 764                             const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3)
 765 {
 766   return
 767     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 768     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 769 }
 770 //=======================================================================
 771 inline gp_XYZ
 772 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 773                             const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
 774                             const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3)
 775 {
 776   return
 777     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 778     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 779 }
 780 //=======================================================================
 781
 782 #endif