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
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  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
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  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 namespace {
 101
 102   //================================================================================
 103   /*!
 104    * \brief Return pointer to TopoDS_TShape
 105    * \param theShape - The TopoDS_Shape
 106    * \retval inline const TopoDS_TShape* - result
 107    */
 108   //================================================================================
 109
 110   inline const TopoDS_TShape* getTShape(const TopoDS_Shape& theShape)
 111   {
 112     return theShape.TShape().operator->();
 113   }
 114
 115   //================================================================================
 116   /*!
 117    * \brief computes segment length by S0 and edge length
 118    */
 119   //================================================================================
 120
 121   const double a14divPI = 14. / PI;
 122
 123   inline double segLength(double S0, double edgeLen, double minLen )
 124   {
 125     // PAL10237
 126     // S = S0 * f(L/Lmin) where f(x) = 1 + (2/Pi * 7 * atan(x/5) )
 127     // =>
 128     // S = S0 * ( 1 + 14/PI * atan( L / ( 5 * Lmin )))
 129     return S0 * ( 1. + a14divPI * atan( edgeLen / ( 5 * minLen )));
 130   }
 131
 132   //================================================================================
 133   /*!
 134    * \brief Compute segment length for all edges
 135    * \param theMesh - The mesh
 136    * \param theTShapeToLengthMap - The map of edge to segment length
 137    */
 138   //================================================================================
 139
 140   void computeLengths( SMESHDS_Mesh*                       aMesh,
 141                        map<const TopoDS_TShape*, double> & theTShapeToLengthMap,
 142                        double &                            theS0,
 143                        double &                            theMinLen)
 144   {
 145     theTShapeToLengthMap.clear();
 146
 147     TopoDS_Shape aMainShape = aMesh->ShapeToMesh();
 148
 149     // Find length of longest and shortest edge
 150     double Lmin = DBL_MAX, Lmax = -DBL_MAX;
 151     TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
 152     TopExp::MapShapes( aMainShape, TopAbs_EDGE, edgeMap);
 153     for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
 154     {
 155       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge( edgeMap(i) );
 156       //if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) continue;
 157
 158       Standard_Real L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
 159       if ( L < DBL_MIN ) continue;
 160
 161       if ( L > Lmax ) Lmax = L;
 162       if ( L < Lmin ) Lmin = L;
 163
 164       // remember i-th edge length
 165       theTShapeToLengthMap.insert( make_pair( getTShape( edge ), L ));
 166     }
 167
 168     // Compute S0
 169
 170     // image attached to PAL10237
 171
 172     //   NbSeg
 173     //     ^
 174     //     |
 175     //   10|\
 176     //     | \
 177     //     |  \
 178     //     |   \
 179     //    5|    --------
 180     //     |
 181     //     +------------>
 182     //     1    10       Lmax/Lmin
 183
 184     const int NbSegMin = 5, NbSegMax = 10; //  on axis NbSeg
 185     const double Lrat1 = 1., Lrat2 = 10.;  //  on axis Lmax/Lmin
 186
 187     double Lratio = Lmax/Lmin;
 188     double NbSeg = NbSegMin;
 189     if ( Lratio < Lrat2 )
 190       NbSeg += ( Lrat2 - Lratio ) / ( Lrat2 - Lrat1 )  * ( NbSegMax - NbSegMin );
 191
 192     double S0 = Lmin / (int) NbSeg;
 193     MESSAGE( "S0 = " << S0 << ", Lmin = " << Lmin << ", Nbseg = " << (int) NbSeg);
 194
 195     // Compute segments length for all edges
 196     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length = theTShapeToLengthMap.begin();
 197     for ( ; tshape_length != theTShapeToLengthMap.end(); ++tshape_length )
 198     {
 199       double & L = tshape_length->second;
 200       L = segLength( S0, L, Lmin );
 201     }
 202     theS0 = S0;
 203     theMinLen = Lmin;
 204   }
 205 }
 206
 207 //=============================================================================
 208 /*!
 209  * \brief Computes segment length for an edge of given length
 210  */
 211 //=============================================================================
 212
 213 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh* theMesh,
 214                                              const double      theEdgeLength)
 215   throw(SALOME_Exception)
 216 {
 217   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
 218
 219   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
 220   if ( theMesh != _mesh )
 221   {
 222     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength, _S0, _minLen );
 223     _mesh = theMesh;
 224   }
 225   double L = segLength( _S0, theEdgeLength, _minLen );
 226   return L / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
 227 }
 228
 229 //=============================================================================
 230 /*!
 231  *
 232  */
 233 //=============================================================================
 234
 235 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh*   theMesh,
 236                                              const TopoDS_Shape& anEdge)
 237   throw(SALOME_Exception)
 238 {
 239   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
 240
 241   if ( anEdge.IsNull() || anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE )
 242     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("Bad edge shape"));
 243
 244   if ( theMesh != _mesh )
 245   {
 246     SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
 247     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength, _S0, _minLen );
 248     _mesh = theMesh;
 249   }
 250
 251   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
 252     _TShapeToLength.find( getTShape( anEdge ));
 253
 254   if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
 255     return 1; // it is a dgenerated edge
 256
 257   return tshape_length->second / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
 258 }
 259
 260 //=============================================================================
 261 /*!
 262  *
 263  */
 264 //=============================================================================
 265
 266 ostream & StdMeshers_AutomaticLength::SaveTo(ostream & save)
 267 {
 268   save << _fineness;
 269   return save;
 270 }
 271
 272 //=============================================================================
 273 /*!
 274  *
 275  */
 276 //=============================================================================
 277
 278 istream & StdMeshers_AutomaticLength::LoadFrom(istream & load)
 279 {
 280   if ( ! ( load >> _fineness ))
 281     load.clear(ios::badbit | load.rdstate());
 282   return load;
 283 }
 284
 285 //=============================================================================
 286 /*!
 287  *
 288  */
 289 //=============================================================================
 290
 291 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
 292 {
 293   return hyp.SaveTo( save );
 294 }
 295
 296 //=============================================================================
 297 /*!
 298  *
 299  */
 300 //=============================================================================
 301
 302 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
 303 {
 304   return hyp.LoadFrom( load );
 305 }
 306
 307 //================================================================================
 308 /*!
 309  * \brief Initialize Fineness by the mesh built on the geometry
 310  * \param theMesh - the built mesh
 311  * \param theShape - the geometry of interest
 312  * \retval bool - true if parameter values have been successfully defined
 313  */
 314 //================================================================================
 315
 316 bool StdMeshers_AutomaticLength::SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh*   theMesh,
 317                                                      const TopoDS_Shape& theShape)
 318 {
 319   if ( !theMesh || theShape.IsNull() )
 320     return false;
 321
 322   _fineness = 0;
 323
 324   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* >( theMesh )->GetMeshDS();
 325
 326   int nbEdges = 0;
 327   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
 328   TopExp::MapShapes( theShape, TopAbs_EDGE, edgeMap );
 329   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
 330   {
 331     const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( edgeMap( i ));
 332
 333     // assure the base automatic length is stored in _TShapeToLength
 334     if ( i == 1 )
 335       GetLength( theMesh, edge );
 336
 337     // get current segment length
 338     double L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
 339     if ( L <= DBL_MIN )
 340       continue;
 341     SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = aMeshDS->MeshElements( edge );
 342     if ( !eSubMesh )
 343       return false;
 344     int nbSeg = eSubMesh->NbElements();
 345     if ( nbSeg < 1 )
 346       continue;
 347     double segLen = L / nbSeg;
 348
 349     // get segment length from _TShapeToLength
 350     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
 351       _TShapeToLength.find( getTShape( edge ));
 352     if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
 353       continue;
 354     double autoLen = tshape_length->second;
 355
 356     // segLen = autoLen / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness) -->
 357     _fineness += ( autoLen / segLen - theCoarseConst ) / theFineConst;
 358
 359     ++nbEdges;
 360   }
 361   if ( nbEdges )
 362     _fineness /= nbEdges;
 363
 364   if (_fineness > 1.0)
 365     _fineness = 1.0;
 366   else if (_fineness < 0.0)
 367     _fineness = 0.0;
 368
 369   return nbEdges;
 370 }