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    */
 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 inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
 144     return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
 145   }
 146
 147   /*!
 148    * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
 149    *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
 150    *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
 151    *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
 152    *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
 153    *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
 154    *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
 155    *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
 156    *
 157    *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
 158    *    |
 159    *   a3   p2    a2
 160    *    o---x-----o
 161    *    |   :     |
 162    *    |   :UV   |
 163    * p3 x...O.....x p1
 164    *    |   :     |
 165    *    o---x-----o    ----> X
 166    *   a0   p0    a1
 167    */
 168   inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
 169                               const gp_XY a0,const gp_XY a1,const gp_XY a2,const gp_XY a3,
 170                               const gp_XY p0,const gp_XY p1,const gp_XY p2,const gp_XY p3);
 171
 172   /*!
 173    * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
 174    */
 175   inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
 176                                const gp_XYZ a0,const gp_XYZ a1,const gp_XYZ a2,const gp_XYZ a3,
 177                                const gp_XYZ p0,const gp_XYZ p1,const gp_XYZ p2,const gp_XYZ p3);
 178   /*!
 179    * \brief Count nb of sub-shapes
 180     * \param shape - the shape
 181     * \param type - the type of sub-shapes to count
 182     * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, esle use explorer
 183     * \retval int - the calculated number
 184    */
 185   static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
 186                    const TopAbs_ShapeEnum type,
 187                    const bool             ignoreSame);
 188
 189   /*!
 190    * \brief Return number of unique ancestors of the shape
 191    */
 192   static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 193                          const SMESH_Mesh&   mesh,
 194                          TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
 195   /*!
 196    * \brief Return iterator on ancestors of the given type
 197    */
 198   static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
 199                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 200                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 201   /*!
 202    * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
 203    */
 204   static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
 205                                         const TopoDS_Shape& shape2,
 206                                         const SMESH_Mesh&   mesh,
 207                                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
 208   /*!
 209    * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
 210    */
 211   static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
 212                                            const TopoDS_Shape& subShape);
 213
 214   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
 215
 216   static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
 217
 218   static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
 219
 220   static double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
 221                           const TopoDS_Face & F, gp_Vec* faceNormal=0);
 222
 223   static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
 224
 225   static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
 226
 227   static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
 228                                        const bool          avoidCompound=false);
 229
 230
 231 public:
 232   // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
 233
 234   // constructor
 235   SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
 236
 237   SMESH_Mesh* GetMesh() const { return myMesh; }
 238
 239   SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
 240
 241   /*!
 242    * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
 243    * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
 244    */
 245   bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 246   /*!
 247    * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
 248    */
 249
 250   /*!
 251    * \brief Set myCreateQuadratic flag
 252    */
 253   void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
 254   { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 255
 256   /*!
 257    * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
 258    */
 259   void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
 260   { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
 261
 262   /*!
 263    * \brief Return myCreateQuadratic flag
 264    */
 265   bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 266
 267   /*
 268    * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 269    */
 270   bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 271
 272   /*!
 273    * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
 274    */
 275   bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 276
 277   /*!
 278    * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
 279    * \param error - container of fixed distorted elements
 280    * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
 281    */
 282   void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
 283
 284   /*!
 285    * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
 286    *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
 287    *        a mesh has no shape to be meshed
 288    */
 289   bool SetElementsOnShape(bool toSet)
 290   { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
 291
 292   /*!
 293    * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
 294    */
 295   void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
 296   void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
 297   /*!
 298    * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 299     * \retval int - shape index in SMESHDS
 300    */
 301   int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
 302   /*!
 303    * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 304    */
 305   const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
 306
 307   /*!
 308    * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
 309    */
 310   SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
 311   /*!
 312    * Creates quadratic or linear edge
 313    */
 314   SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
 315                          const SMDS_MeshNode* n2,
 316                          const int id = 0,
 317                          const bool force3d = true);
 318   /*!
 319    * Creates quadratic or linear triangle
 320    */
 321   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 322                          const SMDS_MeshNode* n2,
 323                          const SMDS_MeshNode* n3,
 324                          const int id=0,
 325                          const bool force3d = false);
 326   /*!
 327    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
 328    */
 329   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
 330                          const SMDS_MeshNode* n2,
 331                          const SMDS_MeshNode* n3,
 332                          const SMDS_MeshNode* n4,
 333                          const int id = 0,
 334                          const bool force3d = false);
 335   /*!
 336    * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
 337    */
 338   SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 339                                    const int id = 0,
 340                                    const bool force3d = false);
 341   /*!
 342    * Creates quadratic or linear tetrahedron
 343    */
 344   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 345                              const SMDS_MeshNode* n2,
 346                              const SMDS_MeshNode* n3,
 347                              const SMDS_MeshNode* n4,
 348                              const int id = 0,
 349                              const bool force3d = true);
 350   /*!
 351    * Creates quadratic or linear pyramid
 352    */
 353   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 354                              const SMDS_MeshNode* n2,
 355                              const SMDS_MeshNode* n3,
 356                              const SMDS_MeshNode* n4,
 357                              const SMDS_MeshNode* n5,
 358                              const int id = 0,
 359                              const bool force3d = true);
 360   /*!
 361    * Creates quadratic or linear pentahedron
 362    */
 363   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 364                              const SMDS_MeshNode* n2,
 365                              const SMDS_MeshNode* n3,
 366                              const SMDS_MeshNode* n4,
 367                              const SMDS_MeshNode* n5,
 368                              const SMDS_MeshNode* n6,
 369                              const int id = 0,
 370                              const bool force3d = true);
 371   /*!
 372    * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
 373    */
 374   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 375                              const SMDS_MeshNode* n2,
 376                              const SMDS_MeshNode* n3,
 377                              const SMDS_MeshNode* n4,
 378                              const SMDS_MeshNode* n5,
 379                              const SMDS_MeshNode* n6,
 380                              const SMDS_MeshNode* n7,
 381                              const SMDS_MeshNode* n8,
 382                              const int id = 0,
 383                              bool force3d = true);
 384
 385   /*!
 386    * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
 387    */
 388   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
 389                              const SMDS_MeshNode* n2,
 390                              const SMDS_MeshNode* n3,
 391                              const SMDS_MeshNode* n4,
 392                              const SMDS_MeshNode* n5,
 393                              const SMDS_MeshNode* n6,
 394                              const SMDS_MeshNode* n7,
 395                              const SMDS_MeshNode* n8,
 396                              const SMDS_MeshNode* n9,
 397                              const SMDS_MeshNode* n10,
 398                              const SMDS_MeshNode* n11,
 399                              const SMDS_MeshNode* n12,
 400                              const int id = 0,
 401                              bool force3d = true);
 402
 403   /*!
 404    * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
 405    */
 406   SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
 407                                         const std::vector<int>&                  quantities,
 408                                         const int                                ID=0,
 409                                         const bool                               force3d = true);
 410   /*!
 411    * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
 412    * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
 413    * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
 414    * Default is False
 415    */
 416   void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 417
 418   /*!
 419    * \brief Return U of the given node on the edge
 420    */
 421   double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
 422                   const SMDS_MeshNode* theNode,
 423                   const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
 424                   bool*                check=0) const;
 425   /*!
 426    * \brief Return node UV on face
 427    *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
 428    *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
 429    */
 430   gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 431                   const SMDS_MeshNode* n,
 432                   const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
 433                   bool*                check=0) const;
 434   /*!
 435    * \brief Check and fix node UV on a face
 436    *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
 437    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 438    *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
 439    */
 440   bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
 441                    const SMDS_MeshNode* n,
 442                    gp_XY&               uv,
 443                    const double         tol,
 444                    const bool           force=false,
 445                    double               distXYZ[4]=0) const;
 446   /*!
 447    * \brief Check and fix node U on an edge
 448    *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
 449    *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
 450    *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
 451    */
 452   bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
 453                   const SMDS_MeshNode* n,
 454                   double&              u,
 455                   const double         tol,
 456                   const bool           force=false,
 457                   double               distXYZ[4]=0) const;
 458   /*!
 459    * \brief Return middle UV taking in account surface period
 460    */
 461   static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 462                            const gp_XY&                uv1,
 463                            const gp_XY&                uv2);
 464   /*!
 465    * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
 466    */
 467   static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
 468                            const gp_XY& uv2,
 469                            const gp_XY& uv3,
 470                            const gp_XY& uv12,
 471                            const gp_XY& uv23,
 472                            const gp_XY& uv31,
 473                            bool *       isBadTria=0);
 474   /*!
 475    * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
 476    *       suitable to pass as xyFunPtr to applyIn2D().
 477    *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
 478    *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
 479    *       applyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
 480    */
 481 #define gp_XY_FunPtr(meth) \
 482   static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
 483   static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 484
 485   /*!
 486    * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
 487    *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
 488    *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
 489    */
 490   static gp_XY applyIn2D(const Handle(Geom_Surface)& surface,
 491                          const gp_XY&                uv1,
 492                          const gp_XY&                uv2,
 493                          xyFunPtr                    fun,
 494                          const bool                  resultInPeriod=true);
 495
 496   /*!
 497    * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
 498     * \retval bool - return true if the face is periodic
 499     *
 500     * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
 501     * SetSubShape()
 502    */
 503   bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
 504
 505   /*!
 506    * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
 507    */
 508   GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
 509                                            TopLoc_Location&   loc,
 510                                            double             tol=0 ) const;
 511
 512   /*!
 513    * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
 514     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 515     * \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
 516     *
 517     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
 518    */
 519   bool IsDegenShape(const int subShape) const
 520   { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
 521   /*!
 522    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 523    *        has a degenerated edges
 524     * \retval bool - true if it has
 525    */
 526   bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
 527
 528   /*!
 529    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 530     * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
 531     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 532     *
 533     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 534     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 535    */
 536   bool IsSeamShape(const int subShape) const
 537   { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 538   /*!
 539    * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
 540     * \param subShape - edge or vertex
 541     * \retval bool - true if subShape is a seam shape
 542     *
 543     * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
 544     * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
 545    */
 546   bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
 547   { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
 548   /*!
 549    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 550    *  \param subShape - Id of edge or vertex
 551    */
 552   bool IsRealSeam(const int subShape) const
 553   { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
 554   /*!
 555    * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
 556    *  \param subShape - edge or vertex
 557    */
 558   bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
 559   { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
 560   /*!
 561    * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
 562    *        has a seam edge
 563     * \retval bool - true if it has
 564    */
 565   bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
 566   /*!
 567    * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
 568     * \retval int - 1 for U, 2 for V direction
 569    */
 570   int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
 571   /*!
 572    * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
 573    */
 574   double GetOtherParam(const double param) const;
 575
 576   /*!
 577    * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
 578    *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
 579    *                   two given nodes, else node position is found on its
 580    *                   supporting geometrical shape, if any.
 581    */
 582   const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 583                                      const SMDS_MeshNode* n2,
 584                                      const bool force3d);
 585   /*!
 586    * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
 587    *       quadratic face given its 8 nodes.
 588    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 589    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 590    */
 591   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 592                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 593                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 594                                       const SMDS_MeshNode* n4,
 595                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 596                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 597                                       const SMDS_MeshNode* n34,
 598                                       const SMDS_MeshNode* n41,
 599                                       bool                 force3d);
 600   /*!
 601    * \brief Return existing or create a new central node for a
 602    *       quadratic triangle given its 6 nodes.
 603    *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
 604    *                   else node position is found on a geometrical face if any.
 605    */
 606   const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 607                                       const SMDS_MeshNode* n2,
 608                                       const SMDS_MeshNode* n3,
 609                                       const SMDS_MeshNode* n12,
 610                                       const SMDS_MeshNode* n23,
 611                                       const SMDS_MeshNode* n31,
 612                                       bool                 force3d);
 613   /*!
 614    * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
 615    */
 616   std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
 617                                                 const SMDS_MeshNode* n2,
 618                                                 const bool           useCurSubShape=false);
 619   /*!
 620    * \brief Add a link in my data structure
 621    */
 622   void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
 623                     const SMDS_MeshNode* n2,
 624                     const SMDS_MeshNode* n12);
 625   /*!
 626    * \brief Add many links in my data structure
 627    */
 628   void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
 629     { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
 630
 631   void AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
 632   void AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
 633   void AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
 634
 635   /**
 636    * Returns myTLinkNodeMap
 637    */
 638   const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
 639
 640   /**
 641    * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
 642    * quadratic elements will be created.
 643    * Used then generated 3D mesh without geometry.
 644    */
 645   enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
 646   MType IsQuadraticMesh();
 647
 648   virtual ~SMESH_MesherHelper();
 649
 650  protected:
 651
 652   /*!
 653    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
 654    *  \param uv1 - UV on the seam
 655    *  \param uv2 - UV within a face
 656    *  \retval gp_Pnt2d - selected UV
 657    */
 658   gp_Pnt2d GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 659
 660   const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
 661                                                    const SMDS_MeshNode* n2,
 662                                                    bool                 force3d);
 663  private:
 664
 665   // Forbiden copy constructor
 666   SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
 667
 668   // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
 669   struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
 670   {
 671     TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
 672             const SMDS_MeshNode* n2,
 673             const SMDS_MeshNode* n3,
 674             const SMDS_MeshNode* n4=0)
 675     {
 676       TIDSortedNodeSet s;
 677       s.insert(n1);
 678       s.insert(n2);
 679       s.insert(n3);
 680       if ( n4 ) s.insert(n4);
 681       TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
 682       first = (*n++)->GetID();
 683       second.first = (*n++)->GetID();
 684       second.second = (*n++)->GetID();
 685     }
 686   };
 687
 688   // maps used during creation of quadratic elements
 689   TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
 690   std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
 691
 692   std::set< int > myDegenShapeIds;
 693   std::set< int > mySeamShapeIds;
 694   double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
 695   int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 696
 697   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* > TID2ProjectorOnSurf;
 698   TID2ProjectorOnSurf myFace2Projector;
 699   typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
 700   TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 701
 702   TopoDS_Shape    myShape;
 703   SMESH_Mesh*     myMesh;
 704   int             myShapeID;
 705
 706   bool            myCreateQuadratic;
 707   bool            myCreateBiQuadratic;
 708   bool            mySetElemOnShape;
 709   bool            myFixNodeParameters;
 710
 711   std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
 712   bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
 713   void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 714 };
 715
 716 //=======================================================================
 717 inline gp_XY
 718 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 719                             const gp_XY a0,const gp_XY a1,const gp_XY a2,const gp_XY a3,
 720                             const gp_XY p0,const gp_XY p1,const gp_XY p2,const gp_XY p3)
 721 {
 722   return
 723     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 724     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 725 }
 726 //=======================================================================
 727 inline gp_XYZ
 728 SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
 729                             const gp_XYZ a0,const gp_XYZ a1,const gp_XYZ a2,const gp_XYZ a3,
 730                             const gp_XYZ p0,const gp_XYZ p1,const gp_XYZ p2,const gp_XYZ p3)
 731 {
 732   return
 733     ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
 734     ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
 735 }
 736 //=======================================================================
 737
 738 #endif