src/StdMeshers/StdMeshers_AutomaticLength.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 //  License as published by the Free Software Foundation; either
   9 //  version 2.1 of the License.
  10 //
  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 //  File   : StdMeshers_AutomaticLength.cxx
  25 //  Author : Edward AGAPOV, OCC
  26 //  Module : SMESH
  27 //  $Header$
  28
  29 #include "StdMeshers_AutomaticLength.hxx"
  30
  31 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  32 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  33 #include "SMESH_Algo.hxx"
  34 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  35
  36 #include "utilities.h"
  37
  38 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  39 #include <TopExp.hxx>
  40 #include <TopoDS.hxx>
  41 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  42
  43 using namespace std;
  44
  45 //=============================================================================
  46 /*!
  47  *
  48  */
  49 //=============================================================================
  50
  51 StdMeshers_AutomaticLength::StdMeshers_AutomaticLength(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  52   :SMESH_Hypothesis(hypId, studyId, gen)
  53 {
  54   _name = "AutomaticLength";
  55   _param_algo_dim = 1; // is used by SMESH_Regular_1D
  56
  57   _mesh = 0;
  58   _fineness = 0;
  59 }
  60
  61 //=============================================================================
  62 /*!
  63  *
  64  */
  65 //=============================================================================
  66
  67 StdMeshers_AutomaticLength::~StdMeshers_AutomaticLength()
  68 {
  69 }
  70
  71 //================================================================================
  72 /*!
  73  * \brief Set Fineness
  74  * \param theFineness - The Fineness value [0.0-1.0],
  75  *                        0 - coarse mesh
  76  *                        1 - fine mesh
  77  *
  78  * Raise if theFineness is out of range
  79  * The "Initial Number of Elements on the Shortest Edge" (S0)
  80  * is divided by (0.5 + 4.5 x theFineness)
  81  */
  82 //================================================================================
  83
  84 const double theCoarseConst = 0.5;
  85 const double theFineConst   = 4.5;
  86
  87 void StdMeshers_AutomaticLength::SetFineness(double theFineness)
  88   throw(SALOME_Exception)
  89 {
  90   if ( theFineness < 0.0 || theFineness > 1.0 )
  91     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("theFineness is out of range [0.0-1.0]"));
  92
  93   if ( _fineness != theFineness )
  94   {
  95     NotifySubMeshesHypothesisModification();
  96     _fineness = theFineness;
  97   }
  98 }
  99
 100 //================================================================================
 101 /*!
 102  * \brief Return pointer to TopoDS_TShape
 103   * \param theShape - The TopoDS_Shape
 104   * \retval inline const TopoDS_TShape* - result
 105  */
 106 //================================================================================
 107
 108 inline const TopoDS_TShape* getTShape(const TopoDS_Shape& theShape)
 109 {
 110   return theShape.TShape().operator->();
 111 }
 112 //================================================================================
 113 /*!
 114  * \brief Compute segment length for all edges
 115   * \param theMesh - The mesh
 116   * \param theTShapeToLengthMap - The map of edge to segment length
 117  */
 118 //================================================================================
 119
 120 static void computeLengths( SMESHDS_Mesh*                       aMesh,
 121                             map<const TopoDS_TShape*, double> & theTShapeToLengthMap)
 122 {
 123   theTShapeToLengthMap.clear();
 124
 125   TopoDS_Shape aMainShape = aMesh->ShapeToMesh();
 126
 127   // Find length of longest and shortest edge
 128   double Lmin = DBL_MAX, Lmax = -DBL_MAX;
 129   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
 130   TopExp::MapShapes( aMainShape, TopAbs_EDGE, edgeMap);
 131   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
 132   {
 133     TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge( edgeMap(i) );
 134     //if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) continue;
 135
 136     Standard_Real L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
 137     if ( L < DBL_MIN ) continue;
 138
 139     if ( L > Lmax ) Lmax = L;
 140     if ( L < Lmin ) Lmin = L;
 141
 142     // remember i-th edge length
 143     theTShapeToLengthMap.insert( make_pair( getTShape( edge ), L ));
 144   }
 145
 146   // Compute S0
 147
 148   // image attached to PAL10237
 149
 150 //   NbSeg
 151 //     ^
 152 //     |
 153 //   10|\
 154 //     | \
 155 //     |  \
 156 //     |   \
 157 //    5|    --------
 158 //     |
 159 //     +------------>
 160 //     1    10       Lmax/Lmin
 161
 162   const int NbSegMin = 5, NbSegMax = 10; //  on axis NbSeg
 163   const double Lrat1 = 1., Lrat2 = 10.;  //  on axis Lmax/Lmin
 164
 165   double Lratio = Lmax/Lmin;
 166   double NbSeg = NbSegMin;
 167   if ( Lratio < Lrat2 )
 168     NbSeg += ( Lrat2 - Lratio ) / ( Lrat2 - Lrat1 )  * ( NbSegMax - NbSegMin );
 169
 170   double S0 = Lmin / (int) NbSeg;
 171   MESSAGE( "S0 = " << S0 << ", Lmin = " << Lmin << ", Nbseg = " << (int) NbSeg);
 172
 173   // Compute segments length for all edges
 174
 175   // S = S0 * f(L/Lmin) where f(x) = 1 + (2/Pi * 7 * atan(x/5) )
 176   // =>
 177   // S = S0 * ( 1 + 14/PI * atan( L / ( 5 * Lmin )))
 178
 179   const double a14divPI = 14. / PI, a5xLmin = 5 * Lmin;
 180   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length = theTShapeToLengthMap.begin();
 181   for ( ; tshape_length != theTShapeToLengthMap.end(); ++tshape_length )
 182   {
 183     double & L = tshape_length->second;
 184     L = S0 * ( 1. + a14divPI * atan( L / a5xLmin ));
 185   }
 186 }
 187
 188 //=============================================================================
 189 /*!
 190  *
 191  */
 192 //=============================================================================
 193
 194 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh*   theMesh,
 195                                              const TopoDS_Shape& anEdge)
 196   throw(SALOME_Exception)
 197 {
 198   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
 199
 200   if ( anEdge.IsNull() || anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE )
 201     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("Bad edge shape"));
 202
 203   if ( theMesh != _mesh )
 204   {
 205     SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
 206     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength );
 207     _mesh = theMesh;
 208   }
 209
 210   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
 211     _TShapeToLength.find( getTShape( anEdge ));
 212
 213   if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
 214     return 1; // it is a dgenerated edge
 215
 216   return tshape_length->second / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
 217 }
 218
 219 //=============================================================================
 220 /*!
 221  *
 222  */
 223 //=============================================================================
 224
 225 ostream & StdMeshers_AutomaticLength::SaveTo(ostream & save)
 226 {
 227   save << _fineness;
 228   return save;
 229 }
 230
 231 //=============================================================================
 232 /*!
 233  *
 234  */
 235 //=============================================================================
 236
 237 istream & StdMeshers_AutomaticLength::LoadFrom(istream & load)
 238 {
 239   if ( ! ( load >> _fineness ))
 240     load.clear(ios::badbit | load.rdstate());
 241   return load;
 242 }
 243
 244 //=============================================================================
 245 /*!
 246  *
 247  */
 248 //=============================================================================
 249
 250 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
 251 {
 252   return hyp.SaveTo( save );
 253 }
 254
 255 //=============================================================================
 256 /*!
 257  *
 258  */
 259 //=============================================================================
 260
 261 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
 262 {
 263   return hyp.LoadFrom( load );
 264 }
 265
 266 //================================================================================
 267 /*!
 268  * \brief Initialize Fineness by the mesh built on the geometry
 269  * \param theMesh - the built mesh
 270  * \param theShape - the geometry of interest
 271  * \retval bool - true if parameter values have been successfully defined
 272  */
 273 //================================================================================
 274
 275 bool StdMeshers_AutomaticLength::SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh*   theMesh,
 276                                                      const TopoDS_Shape& theShape)
 277 {
 278   if ( !theMesh || theShape.IsNull() )
 279     return false;
 280
 281   _fineness = 0;
 282
 283   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* >( theMesh )->GetMeshDS();
 284
 285   int nbEdges = 0;
 286   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
 287   TopExp::MapShapes( theShape, TopAbs_EDGE, edgeMap );
 288   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
 289   {
 290     const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( edgeMap( i ));
 291
 292     // assure the base automatic length is stored in _TShapeToLength
 293     if ( i == 1 )
 294       GetLength( theMesh, edge );
 295
 296     // get current segment length
 297     double L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
 298     if ( L <= DBL_MIN )
 299       continue;
 300     SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = aMeshDS->MeshElements( edge );
 301     if ( !eSubMesh )
 302       return false;
 303     int nbSeg = eSubMesh->NbElements();
 304     if ( nbSeg < 1 )
 305       continue;
 306     double segLen = L / nbSeg;
 307
 308     // get segment length from _TShapeToLength
 309     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
 310       _TShapeToLength.find( getTShape( edge ));
 311     if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
 312       continue;
 313     double autoLen = tshape_length->second;
 314
 315     // segLen = autoLen / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness) -->
 316     _fineness += ( autoLen / segLen - theCoarseConst ) / theFineConst;
 317
 318     ++nbEdges;
 319   }
 320   if ( nbEdges )
 321     _fineness /= nbEdges;
 322
 323   if (_fineness > 1.0)
 324     _fineness = 1.0;
 325   else if (_fineness < 0.0)
 326     _fineness = 0.0;
 327
 328   return nbEdges;
 329 }