src/StdMeshers/StdMeshers_Cartesian_3D.cxx

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  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 //  File   : StdMeshers_Cartesian_3D.cxx
  23 //  Module : SMESH
  24 //
  25 #include "StdMeshers_Cartesian_3D.hxx"
  26
  27 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  28 #include "SMESH_Block.hxx"
  29 #include "SMESH_Comment.hxx"
  30 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  31 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  32 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  33 #include "SMESH_subMeshEventListener.hxx"
  34 #include "StdMeshers_CartesianParameters3D.hxx"
  35
  36 #include "utilities.h"
  37 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  38
  39 #include <BRepAdaptor_Surface.hxx>
  40 #include <BRepBndLib.hxx>
  41 #include <BRepBuilderAPI_Copy.hxx>
  42 #include <BRepTools.hxx>
  43 #include <BRep_Tool.hxx>
  44 #include <Bnd_Box.hxx>
  45 #include <ElSLib.hxx>
  46 #include <Geom2d_BSplineCurve.hxx>
  47 #include <Geom2d_BezierCurve.hxx>
  48 #include <Geom2d_TrimmedCurve.hxx>
  49 #include <Geom_BSplineCurve.hxx>
  50 #include <Geom_BSplineSurface.hxx>
  51 #include <Geom_BezierCurve.hxx>
  52 #include <Geom_BezierSurface.hxx>
  53 #include <Geom_RectangularTrimmedSurface.hxx>
  54 #include <Geom_TrimmedCurve.hxx>
  55 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  56 #include <IntAna_IntLinTorus.hxx>
  57 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  58 #include <IntCurveSurface_TransitionOnCurve.hxx>
  59 #include <IntCurvesFace_Intersector.hxx>
  60 #include <Poly_Triangulation.hxx>
  61 #include <Precision.hxx>
  62 #include <TopExp.hxx>
  63 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  64 #include <TopLoc_Location.hxx>
  65 #include <TopTools_MapIteratorOfMapOfShape.hxx>
  66 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  67 #include <TopoDS.hxx>
  68 #include <TopoDS_Face.hxx>
  69 #include <TopoDS_TShape.hxx>
  70 #include <gp_Cone.hxx>
  71 #include <gp_Cylinder.hxx>
  72 #include <gp_Lin.hxx>
  73 #include <gp_Pln.hxx>
  74 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  75 #include <gp_Sphere.hxx>
  76 #include <gp_Torus.hxx>
  77
  78 //#undef WITH_TBB
  79 #ifdef WITH_TBB
  80 #include <tbb/parallel_for.h>
  81 //#include <tbb/enumerable_thread_specific.h>
  82 #endif
  83
  84 using namespace std;
  85
  86 //#define _MY_DEBUG_
  87
  88 //=============================================================================
  89 /*!
  90  * Constructor
  91  */
  92 //=============================================================================
  93
  94 StdMeshers_Cartesian_3D::StdMeshers_Cartesian_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  95   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  96 {
  97   _name = "Cartesian_3D";
  98   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  99   _compatibleHypothesis.push_back("CartesianParameters3D");
 100
 101   _onlyUnaryInput = false;          // to mesh all SOLIDs at once
 102   _requireDiscreteBoundary = false; // 2D mesh not needed
 103   _supportSubmeshes = false;        // do not use any existing mesh
 104 }
 105
 106 //=============================================================================
 107 /*!
 108  * Check presence of a hypothesis
 109  */
 110 //=============================================================================
 111
 112 bool StdMeshers_Cartesian_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&          aMesh,
 113                                                const TopoDS_Shape&  aShape,
 114                                                Hypothesis_Status&   aStatus)
 115 {
 116   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 117
 118   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 119   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 120   if ( h == hyps.end())
 121   {
 122     return false;
 123   }
 124
 125   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 126   {
 127     if (( _hyp = dynamic_cast<const StdMeshers_CartesianParameters3D*>( *h )))
 128     {
 129       aStatus = _hyp->IsDefined() ? HYP_OK : HYP_BAD_PARAMETER;
 130       break;
 131     }
 132   }
 133
 134   return aStatus == HYP_OK;
 135 }
 136
 137 namespace
 138 {
 139   //=============================================================================
 140   // Definitions of internal utils
 141   // --------------------------------------------------------------------------
 142   enum Transition {
 143     Trans_TANGENT = IntCurveSurface_Tangent,
 144     Trans_IN      = IntCurveSurface_In,
 145     Trans_OUT     = IntCurveSurface_Out,
 146     Trans_APEX
 147   };
 148   // --------------------------------------------------------------------------
 149   /*!
 150    * \brief Data of intersection between a GridLine and a TopoDS_Face
 151    */
 152   struct IntersectionPoint
 153   {
 154     double                       _paramOnLine;
 155     mutable Transition           _transition;
 156     mutable const SMDS_MeshNode* _node;
 157     mutable size_t               _indexOnLine;
 158
 159     IntersectionPoint(): _node(0) {}
 160     bool operator< ( const IntersectionPoint& o ) const { return _paramOnLine < o._paramOnLine; }
 161   };
 162   // --------------------------------------------------------------------------
 163   /*!
 164    * \brief A line of the grid and its intersections with 2D geometry
 165    */
 166   struct GridLine
 167   {
 168     gp_Lin _line;
 169     double _length; // line length
 170     multiset< IntersectionPoint > _intPoints;
 171
 172     void RemoveExcessIntPoints( const double tol );
 173     bool GetIsOutBefore( multiset< IntersectionPoint >::iterator ip, bool prevIsOut );
 174   };
 175   // --------------------------------------------------------------------------
 176   /*!
 177    * \brief Iterator on the parallel grid lines of one direction
 178    */
 179   struct LineIndexer
 180   {
 181     size_t _size  [3];
 182     size_t _curInd[3];
 183     size_t _iVar1, _iVar2, _iConst;
 184     string _name1, _name2, _nameConst;
 185     LineIndexer() {}
 186     LineIndexer( size_t sz1, size_t sz2, size_t sz3,
 187                  size_t iv1, size_t iv2, size_t iConst,
 188                  const string& nv1, const string& nv2, const string& nConst )
 189     {
 190       _size[0] = sz1; _size[1] = sz2; _size[2] = sz3;
 191       _curInd[0] = _curInd[1] = _curInd[2] = 0;
 192       _iVar1 = iv1; _iVar2 = iv2; _iConst = iConst;
 193       _name1 = nv1; _name2 = nv2; _nameConst = nConst;
 194     }
 195
 196     size_t I() const { return _curInd[0]; }
 197     size_t J() const { return _curInd[1]; }
 198     size_t K() const { return _curInd[2]; }
 199     void SetIJK( size_t i, size_t j, size_t k )
 200     {
 201       _curInd[0] = i; _curInd[1] = j; _curInd[2] = k;
 202     }
 203     void operator++()
 204     {
 205       if ( ++_curInd[_iVar1] == _size[_iVar1] )
 206         _curInd[_iVar1] = 0, ++_curInd[_iVar2];
 207     }
 208     bool More() const { return _curInd[_iVar2] < _size[_iVar2]; }
 209     size_t LineIndex   () const { return _curInd[_iVar1] + _curInd[_iVar2]* _size[_iVar1]; }
 210     size_t LineIndex10 () const { return (_curInd[_iVar1] + 1 ) + _curInd[_iVar2]* _size[_iVar1]; }
 211     size_t LineIndex01 () const { return _curInd[_iVar1] + (_curInd[_iVar2] + 1 )* _size[_iVar1]; }
 212     size_t LineIndex11 () const { return (_curInd[_iVar1] + 1 ) + (_curInd[_iVar2] + 1 )* _size[_iVar1]; }
 213     void SetIndexOnLine (size_t i)  { _curInd[ _iConst ] = i; }
 214     size_t NbLines() const { return _size[_iVar1] * _size[_iVar2]; }
 215   };
 216   // --------------------------------------------------------------------------
 217   /*!
 218    * \brief Container of GridLine's
 219    */
 220   struct Grid
 221   {
 222     vector< double >   _coords[3]; // coordinates of grid nodes
 223     vector< GridLine > _lines [3]; //  in 3 directions
 224     double             _tol, _minCellSize;
 225
 226     vector< const SMDS_MeshNode* > _nodes; // mesh nodes at grid nodes
 227     vector< bool >                 _isBndNode; // is mesh node at intersection with geometry
 228
 229     size_t CellIndex( size_t i, size_t j, size_t k ) const
 230     {
 231       return i + j*(_coords[0].size()-1) + k*(_coords[0].size()-1)*(_coords[1].size()-1);
 232     }
 233     size_t NodeIndex( size_t i, size_t j, size_t k ) const
 234     {
 235       return i + j*_coords[0].size() + k*_coords[0].size()*_coords[1].size();
 236     }
 237     size_t NodeIndexDX() const { return 1; }
 238     size_t NodeIndexDY() const { return _coords[0].size(); }
 239     size_t NodeIndexDZ() const { return _coords[0].size() * _coords[1].size(); }
 240
 241     LineIndexer GetLineIndexer(size_t iDir) const;
 242
 243     void SetCoordinates(const vector<double>& xCoords,
 244                         const vector<double>& yCoords,
 245                         const vector<double>& zCoords,
 246                         const TopoDS_Shape&   shape );
 247     void ComputeNodes(SMESH_MesherHelper& helper);
 248   };
 249   // --------------------------------------------------------------------------
 250   /*!
 251    * \brief Intersector of TopoDS_Face with all GridLine's
 252    */
 253   struct FaceGridIntersector
 254   {
 255     TopoDS_Face _face;
 256     Grid*       _grid;
 257     Bnd_Box     _bndBox;
 258     IntCurvesFace_Intersector* _surfaceInt;
 259     vector< std::pair< GridLine*, IntersectionPoint > > _intersections;
 260
 261     FaceGridIntersector(): _grid(0), _surfaceInt(0) {}
 262     void Intersect();
 263     bool IsInGrid(const Bnd_Box& gridBox);
 264
 265     void StoreIntersections()
 266     {
 267       for ( size_t i = 0; i < _intersections.size(); ++i )
 268         _intersections[i].first->_intPoints.insert( _intersections[i].second );
 269     }
 270     const Bnd_Box& GetFaceBndBox()
 271     {
 272       GetCurveFaceIntersector();
 273       return _bndBox;
 274     }
 275     IntCurvesFace_Intersector* GetCurveFaceIntersector()
 276     {
 277       if ( !_surfaceInt )
 278       {
 279         _surfaceInt = new IntCurvesFace_Intersector( _face, Precision::PConfusion() );
 280         _bndBox     = _surfaceInt->Bounding();
 281         if ( _bndBox.IsVoid() )
 282           BRepBndLib::Add (_face, _bndBox);
 283       }
 284       return _surfaceInt;
 285     }
 286     bool IsThreadSafe() const;
 287   };
 288   // --------------------------------------------------------------------------
 289   /*!
 290    * \brief Intersector of a surface with a GridLine
 291    */
 292   struct FaceLineIntersector
 293   {
 294     double      _tol;
 295     double      _u, _v, _w; // params on the face and the line
 296     Transition  _transition; // transition of at intersection (see IntCurveSurface.cdl)
 297     Transition  _transIn, _transOut; // IN and OUT transitions depending of face orientation
 298
 299     gp_Pln      _plane;
 300     gp_Cylinder _cylinder;
 301     gp_Cone     _cone;
 302     gp_Sphere   _sphere;
 303     gp_Torus    _torus;
 304     IntCurvesFace_Intersector* _surfaceInt;
 305
 306     vector< IntersectionPoint > _intPoints;
 307
 308     void IntersectWithPlane   (const GridLine& gridLine);
 309     void IntersectWithCylinder(const GridLine& gridLine);
 310     void IntersectWithCone    (const GridLine& gridLine);
 311     void IntersectWithSphere  (const GridLine& gridLine);
 312     void IntersectWithTorus   (const GridLine& gridLine);
 313     void IntersectWithSurface (const GridLine& gridLine);
 314
 315     void addIntPoint(const bool toClassify=true);
 316     bool isParamOnLineOK( const double linLength )
 317     {
 318       return -_tol < _w && _w < linLength + _tol;
 319     }
 320     FaceLineIntersector():_surfaceInt(0) {}
 321     ~FaceLineIntersector() { if (_surfaceInt ) delete _surfaceInt; _surfaceInt = 0; }
 322   };
 323   // --------------------------------------------------------------------------
 324   /*!
 325    * \brief Class representing topology of the hexahedron and creating a mesh
 326    *        volume basing on analysis of hexahedron intersection with geometry
 327    */
 328   class Hexahedron
 329   {
 330     // --------------------------------------------------------------------------------
 331     struct _Face;
 332     struct _Link;
 333     // --------------------------------------------------------------------------------
 334     struct _Node //!< node either at a hexahedron corner or at GridLine intersection
 335     {
 336       const SMDS_MeshNode*     _node; // mesh node at hexahedron corner
 337       const IntersectionPoint* _intPoint;
 338
 339       _Node(const SMDS_MeshNode* n=0, const IntersectionPoint* ip=0):_node(n), _intPoint(ip) {}
 340       const SMDS_MeshNode* Node() const { return _intPoint ? _intPoint->_node : _node; }
 341       //bool IsCorner() const { return _node; }
 342     };
 343     // --------------------------------------------------------------------------------
 344     struct _Link // link connecting two _Node's
 345     {
 346       _Node* _nodes[2];
 347       vector< _Node>  _intNodes; // _Node's at GridLine intersections
 348       vector< _Link > _splits;
 349       vector< _Face*> _faces;
 350     };
 351     // --------------------------------------------------------------------------------
 352     struct _OrientedLink
 353     {
 354       _Link* _link;
 355       bool   _reverse;
 356       _OrientedLink( _Link* link=0, bool reverse=false ): _link(link), _reverse(reverse) {}
 357       void Reverse() { _reverse = !_reverse; }
 358       int NbResultLinks() const { return _link->_splits.size(); }
 359       _OrientedLink ResultLink(int i) const
 360       {
 361         return _OrientedLink(&_link->_splits[_reverse ? NbResultLinks()-i-1 : i],_reverse);
 362       }
 363       _Node* FirstNode() const { return _link->_nodes[ _reverse ]; }
 364       _Node* LastNode() const { return _link->_nodes[ !_reverse ]; }
 365     };
 366     // --------------------------------------------------------------------------------
 367     struct _Face
 368     {
 369       vector< _OrientedLink > _links;
 370       vector< _Link >         _polyLinks; // links added to close a polygonal face
 371     };
 372     // --------------------------------------------------------------------------------
 373     struct _volumeDef // holder of nodes of a volume mesh element
 374     {
 375       vector< const SMDS_MeshNode* > _nodes;
 376       vector< int >                  _quantities;
 377       typedef boost::shared_ptr<_volumeDef> Ptr;
 378       void set( const vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes,
 379                 const vector< int > quant = vector< int >() )
 380       { _nodes = nodes; _quantities = quant; }
 381       // static Ptr New( const vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes,
 382       //                 const vector< int > quant = vector< int >() )
 383       // {
 384       //   _volumeDef* def = new _volumeDef;
 385       //   def->_nodes = nodes;
 386       //   def->_quantities = quant;
 387       //   return Ptr( def );
 388       // }
 389     };
 390
 391     // topology of a hexahedron
 392     int   _nodeShift[8];
 393     _Node _hexNodes[8];
 394     _Link _hexLinks[12];
 395     _Face _hexQuads[6];
 396
 397     // faces resulted from hexahedron intersection
 398     vector< _Face > _polygons;
 399
 400     // computed volume elements
 401     //vector< _volumeDef::Ptr > _volumeDefs;
 402     _volumeDef _volumeDefs;
 403
 404     Grid*       _grid;
 405     double      _sizeThreshold, _sideLength[3];
 406     int         _nbCornerNodes, _nbIntNodes, _nbBndNodes;
 407     int         _origNodeInd; // index of _hexNodes[0] node within the _grid
 408     size_t      _i,_j,_k;
 409
 410   public:
 411     Hexahedron(const double sizeThreshold, Grid* grid);
 412     int MakeElements(SMESH_MesherHelper& helper);
 413     void ComputeElements();
 414     void Init() { init( _i, _j, _k ); }
 415
 416   private:
 417     Hexahedron(const Hexahedron& other );
 418     void init( size_t i, size_t j, size_t k );
 419     void init( size_t i );
 420     int  addElements(SMESH_MesherHelper& helper);
 421     bool isInHole() const;
 422     bool checkPolyhedronSize() const;
 423     bool addHexa ();
 424     bool addTetra();
 425     bool addPenta();
 426     bool addPyra ();
 427   };
 428
 429 #ifdef WITH_TBB
 430   // --------------------------------------------------------------------------
 431   /*!
 432    * \brief Hexahedron computing volumes in one thread
 433    */
 434   struct ParallelHexahedron
 435   {
 436     vector< Hexahedron* >& _hexVec;
 437     vector<int>&           _index;
 438     ParallelHexahedron( vector< Hexahedron* >& hv, vector<int>& ind): _hexVec(hv), _index(ind) {}
 439     void operator() ( const tbb::blocked_range<size_t>& r ) const
 440     {
 441       for ( size_t i = r.begin(); i != r.end(); ++i )
 442         if ( Hexahedron* hex = _hexVec[ _index[i]] )
 443           hex->ComputeElements();
 444     }
 445   };
 446   // --------------------------------------------------------------------------
 447   /*!
 448    * \brief Structure intersecting certain nb of faces with GridLine's in one thread
 449    */
 450   struct ParallelIntersector
 451   {
 452     vector< FaceGridIntersector >& _faceVec;
 453     ParallelIntersector( vector< FaceGridIntersector >& faceVec): _faceVec(faceVec){}
 454     void operator() ( const tbb::blocked_range<size_t>& r ) const
 455     {
 456       for ( size_t i = r.begin(); i != r.end(); ++i )
 457         _faceVec[i].Intersect();
 458     }
 459   };
 460
 461 #endif
 462   //=============================================================================
 463   // Implementation of internal utils
 464   //=============================================================================
 465   /*
 466    * Remove coincident intersection points
 467    */
 468   void GridLine::RemoveExcessIntPoints( const double tol )
 469   {
 470     if ( _intPoints.size() < 2 ) return;
 471
 472     set< Transition > tranSet;
 473     multiset< IntersectionPoint >::iterator ip1, ip2 = _intPoints.begin();
 474     while ( ip2 != _intPoints.end() )
 475     {
 476       tranSet.clear();
 477       ip1 = ip2++;
 478       while ( ip2->_paramOnLine - ip1->_paramOnLine <= tol  && ip2 != _intPoints.end())
 479       {
 480         tranSet.insert( ip1->_transition );
 481         tranSet.insert( ip2->_transition );
 482         _intPoints.erase( ip1 );
 483         ip1 = ip2++;
 484       }
 485       if ( tranSet.size() > 1 ) // points with different transition coincide
 486       {
 487         bool isIN  = tranSet.count( Trans_IN );
 488         bool isOUT = tranSet.count( Trans_OUT );
 489         if ( isIN && isOUT )
 490           (*ip1)._transition = Trans_TANGENT;
 491         else
 492           (*ip1)._transition = isIN ? Trans_IN : Trans_OUT;
 493       }
 494     }
 495   }
 496   //================================================================================
 497   /*
 498    * Return "is OUT" state for nodes before the given intersection point
 499    */
 500   bool GridLine::GetIsOutBefore( multiset< IntersectionPoint >::iterator ip, bool prevIsOut )
 501   {
 502     if ( ip->_transition == Trans_IN )
 503       return true;
 504     if ( ip->_transition == Trans_OUT )
 505       return false;
 506     if ( ip->_transition == Trans_APEX )
 507     {
 508       // singularity point (apex of a cone)
 509       if ( _intPoints.size() == 1 || ip == _intPoints.begin() )
 510         return true;
 511       multiset< IntersectionPoint >::iterator ipBef = ip, ipAft = ++ip;
 512       if ( ipAft == _intPoints.end() )
 513         return false;
 514       --ipBef;
 515       if ( ipBef->_transition != ipAft->_transition )
 516         return ( ipBef->_transition == Trans_OUT );
 517       return ( ipBef->_transition != Trans_OUT );
 518     }
 519     return prevIsOut; // _transition == Trans_TANGENT
 520   }
 521   //================================================================================
 522   /*
 523    * Return an iterator on GridLine's in a given direction
 524    */
 525   LineIndexer Grid::GetLineIndexer(size_t iDir) const
 526   {
 527     const size_t indices[] = { 1,2,0, 0,2,1, 0,1,2 };
 528     const string s[] = { "X", "Y", "Z" };
 529     LineIndexer li( _coords[0].size(),  _coords[1].size(),    _coords[2].size(),
 530                     indices[iDir*3],    indices[iDir*3+1],    indices[iDir*3+2],
 531                     s[indices[iDir*3]], s[indices[iDir*3+1]], s[indices[iDir*3+2]]);
 532     return li;
 533   }
 534   //=============================================================================
 535   /*
 536    * Creates GridLine's of the grid
 537    */
 538   void Grid::SetCoordinates(const vector<double>& xCoords,
 539                             const vector<double>& yCoords,
 540                             const vector<double>& zCoords,
 541                             const TopoDS_Shape&   shape)
 542   {
 543     _coords[0] = xCoords;
 544     _coords[1] = yCoords;
 545     _coords[2] = zCoords;
 546
 547     // compute tolerance
 548     _minCellSize = Precision::Infinite();
 549     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 550     {
 551       for ( size_t i = 1; i < _coords[ iDir ].size(); ++i )
 552       {
 553         double cellLen = _coords[ iDir ][ i ] - _coords[ iDir ][ i-1 ];
 554         if ( cellLen < _minCellSize )
 555           _minCellSize = cellLen;
 556       }
 557     }
 558     if ( _minCellSize < Precision::Confusion() )
 559       throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 560                                 SMESH_Comment("Too small cell size: ") << _tol );
 561     _tol = _minCellSize / 1000.;
 562
 563     // attune grid extremities to shape bounding box computed by vertices
 564     Bnd_Box shapeBox;
 565     for ( TopExp_Explorer vExp( shape, TopAbs_VERTEX ); vExp.More(); vExp.Next() )
 566       shapeBox.Add( BRep_Tool::Pnt( TopoDS::Vertex( vExp.Current() )));
 567
 568     double sP[6]; // aXmin, aYmin, aZmin, aXmax, aYmax, aZmax
 569     shapeBox.Get(sP[0],sP[1],sP[2],sP[3],sP[4],sP[5]);
 570     double* cP[6] = { &_coords[0].front(), &_coords[1].front(), &_coords[2].front(),
 571                       &_coords[0].back(),  &_coords[1].back(),  &_coords[2].back() };
 572     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 573       if ( fabs( sP[i] - *cP[i] ) < _tol )
 574         *cP[i] = sP[i] + _tol/1000. * ( i < 3 ? +1 : -1 );
 575
 576     // create lines
 577     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 578     {
 579       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 580       _lines[iDir].resize( li.NbLines() );
 581       double len = _coords[ iDir ].back() - _coords[iDir].front();
 582       gp_Vec dir( iDir==0, iDir==1, iDir==2 );
 583       for ( ; li.More(); ++li )
 584       {
 585         GridLine& gl = _lines[iDir][ li.LineIndex() ];
 586         gl._line.SetLocation(gp_Pnt(_coords[0][li.I()], _coords[1][li.J()], _coords[2][li.K()]));
 587         gl._line.SetDirection( dir );
 588         gl._length = len;
 589       }
 590     }
 591   }
 592   //================================================================================
 593   /*
 594    * Creates all nodes
 595    */
 596   void Grid::ComputeNodes(SMESH_MesherHelper& helper)
 597   {
 598     // state of each node of the grid relative to the geomerty
 599     const size_t nbGridNodes = _coords[0].size() * _coords[1].size() * _coords[2].size();
 600     vector< bool > isNodeOut( nbGridNodes, false );
 601     _nodes.resize( nbGridNodes, 0 );
 602     _isBndNode.resize( nbGridNodes, false );
 603
 604     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 605     {
 606       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 607
 608       // find out a shift of node index while walking along a GridLine in this direction
 609       li.SetIndexOnLine( 0 );
 610       size_t nIndex0 = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() );
 611       li.SetIndexOnLine( 1 );
 612       const size_t nShift = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() ) - nIndex0;
 613
 614       const vector<double> & coords = _coords[ iDir ];
 615       for ( ; li.More(); ++li ) // loop on lines in iDir
 616       {
 617         li.SetIndexOnLine( 0 );
 618         nIndex0 = NodeIndex( li.I(), li.J(), li.K() );
 619
 620         GridLine& line = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ];
 621         line.RemoveExcessIntPoints( _tol );
 622         multiset< IntersectionPoint >& intPnts = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ]._intPoints;
 623         multiset< IntersectionPoint >::iterator ip = intPnts.begin();
 624
 625         bool isOut = true;
 626         const double* nodeCoord = & coords[0], *coord0 = nodeCoord, *coordEnd = coord0 + coords.size();
 627         double nodeParam = 0;
 628         for ( ; ip != intPnts.end(); ++ip )
 629         {
 630           // set OUT state or just skip IN nodes before ip
 631           if ( nodeParam < ip->_paramOnLine - _tol )
 632           {
 633             isOut = line.GetIsOutBefore( ip, isOut );
 634
 635             while ( nodeParam < ip->_paramOnLine - _tol )
 636             {
 637               if ( isOut )
 638                 isNodeOut[ nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 ) ] = isOut;
 639               if ( ++nodeCoord <  coordEnd )
 640                 nodeParam = *nodeCoord - *coord0;
 641               else
 642                 break;
 643             }
 644             if ( nodeCoord == coordEnd ) break;
 645           }
 646           // create a mesh node on a GridLine at ip if it does not coincide with a grid node
 647           if ( nodeParam > ip->_paramOnLine + _tol )
 648           {
 649             li.SetIndexOnLine( 0 );
 650             double xyz[3] = { _coords[0][ li.I() ], _coords[1][ li.J() ], _coords[2][ li.K() ]};
 651             xyz[ li._iConst ] += ip->_paramOnLine;
 652             ip->_node = helper.AddNode( xyz[0], xyz[1], xyz[2] );
 653             ip->_indexOnLine = nodeCoord-coord0-1;
 654           }
 655           // create a mesh node at ip concident with a grid node
 656           else
 657           {
 658             int nodeIndex = nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 );
 659             if ( ! _nodes[ nodeIndex ] )
 660             {
 661               li.SetIndexOnLine( nodeCoord-coord0 );
 662               double xyz[3] = { _coords[0][ li.I() ], _coords[1][ li.J() ], _coords[2][ li.K() ]};
 663               _nodes[ nodeIndex ] = helper.AddNode( xyz[0], xyz[1], xyz[2] );
 664               _isBndNode[ nodeIndex ] = true;
 665             }
 666             //ip->_node = _nodes[ nodeIndex ];
 667             ip->_indexOnLine = nodeCoord-coord0;
 668             if ( ++nodeCoord < coordEnd )
 669               nodeParam = *nodeCoord - *coord0;
 670           }
 671         }
 672         // set OUT state to nodes after the last ip
 673         for ( ; nodeCoord < coordEnd; ++nodeCoord )
 674           isNodeOut[ nIndex0 + nShift * ( nodeCoord-coord0 ) ] = true;
 675       }
 676     }
 677
 678     // Create mesh nodes at !OUT nodes of the grid
 679
 680     for ( size_t z = 0; z < _coords[2].size(); ++z )
 681       for ( size_t y = 0; y < _coords[1].size(); ++y )
 682         for ( size_t x = 0; x < _coords[0].size(); ++x )
 683         {
 684           size_t nodeIndex = NodeIndex( x, y, z );
 685           if ( !isNodeOut[ nodeIndex ] && !_nodes[ nodeIndex] )
 686             _nodes[ nodeIndex ] = helper.AddNode( _coords[0][x], _coords[1][y], _coords[2][z] );
 687         }
 688
 689 #ifdef _MY_DEBUG_
 690     // check validity of transitions
 691     const char* trName[] = { "TANGENT", "IN", "OUT", "APEX" };
 692     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 693     {
 694       LineIndexer li = GetLineIndexer( iDir );
 695       for ( ; li.More(); ++li )
 696       {
 697         multiset< IntersectionPoint >& intPnts = _lines[ iDir ][ li.LineIndex() ]._intPoints;
 698         if ( intPnts.empty() ) continue;
 699         if ( intPnts.size() == 1 )
 700         {
 701           if ( intPnts.begin()->_transition != Trans_TANGENT &&
 702                intPnts.begin()->_transition != Trans_APEX )
 703           throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 704                                     SMESH_Comment("Wrong SOLE transition of GridLine (")
 705                                     << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 706                                     << ") along " << li._nameConst
 707                                     << ": " << trName[ intPnts.begin()->_transition] );
 708         }
 709         else
 710         {
 711           if ( intPnts.begin()->_transition == Trans_OUT )
 712             throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 713                                       SMESH_Comment("Wrong START transition of GridLine (")
 714                                       << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 715                                       << ") along " << li._nameConst
 716                                       << ": " << trName[ intPnts.begin()->_transition ]);
 717           if ( intPnts.rbegin()->_transition == Trans_IN )
 718             throw SMESH_ComputeError (COMPERR_ALGO_FAILED,
 719                                       SMESH_Comment("Wrong END transition of GridLine (")
 720                                       << li._curInd[li._iVar1] << ", " << li._curInd[li._iVar2]
 721                                       << ") along " << li._nameConst
 722                                     << ": " << trName[ intPnts.rbegin()->_transition ]);
 723         }
 724       }
 725     }
 726 #endif
 727   }
 728
 729   //=============================================================================
 730   /*
 731    * Checks if the face is encosed by the grid
 732    */
 733   bool FaceGridIntersector::IsInGrid(const Bnd_Box& gridBox)
 734   {
 735     double x0,y0,z0, x1,y1,z1;
 736     const Bnd_Box& faceBox = GetFaceBndBox();
 737     faceBox.Get(x0,y0,z0, x1,y1,z1);
 738
 739     if ( !gridBox.IsOut( gp_Pnt( x0,y0,z0 )) &&
 740          !gridBox.IsOut( gp_Pnt( x1,y1,z1 )))
 741       return true;
 742
 743     double X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1;
 744     gridBox.Get(X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1);
 745     double faceP[6] = { x0,y0,z0, x1,y1,z1 };
 746     double gridP[6] = { X0,Y0,Z0, X1,Y1,Z1 };
 747     gp_Dir axes[3]  = { gp::DX(), gp::DY(), gp::DZ() };
 748     for ( int iDir = 0; iDir < 6; ++iDir )
 749     {
 750       if ( iDir < 3  && gridP[ iDir ] <= faceP[ iDir ] ) continue;
 751       if ( iDir >= 3 && gridP[ iDir ] >= faceP[ iDir ] ) continue;
 752
 753       // check if the face intersects a side of a gridBox
 754
 755       gp_Pnt p = iDir < 3 ? gp_Pnt( X0,Y0,Z0 ) : gp_Pnt( X1,Y1,Z1 );
 756       gp_Ax1 norm( p, axes[ iDir % 3 ] );
 757       if ( iDir < 3 ) norm.Reverse();
 758
 759       gp_XYZ O = norm.Location().XYZ(), N = norm.Direction().XYZ();
 760
 761       TopLoc_Location loc = _face.Location();
 762       Handle(Poly_Triangulation) aPoly = BRep_Tool::Triangulation(_face,loc);
 763       if ( !aPoly.IsNull() )
 764       {
 765         if ( !loc.IsIdentity() )
 766         {
 767           norm.Transform( loc.Transformation().Inverted() );
 768           O = norm.Location().XYZ(), N = norm.Direction().XYZ();
 769         }
 770         const double deflection = aPoly->Deflection();
 771
 772         const TColgp_Array1OfPnt& nodes = aPoly->Nodes();
 773         for ( int i = nodes.Lower(); i <= nodes.Upper(); ++i )
 774           if (( nodes( i ).XYZ() - O ) * N > _grid->_tol + deflection )
 775             return false;
 776       }
 777       else
 778       {
 779         BRepAdaptor_Surface surf( _face );
 780         double u0, u1, v0, v1, du, dv, u, v;
 781         BRepTools::UVBounds( _face, u0, u1, v0, v1);
 782         if ( surf.GetType() == GeomAbs_Plane ) {
 783           du = u1 - u0, dv = v1 - v0;
 784         }
 785         else {
 786           du = surf.UResolution( _grid->_minCellSize / 10. );
 787           dv = surf.VResolution( _grid->_minCellSize / 10. );
 788         }
 789         for ( u = u0, v = v0; u <= u1 && v <= v1; u += du, v += dv )
 790         {
 791           gp_Pnt p = surf.Value( u, v );
 792           if (( p.XYZ() - O ) * N > _grid->_tol )
 793           {
 794             TopAbs_State state = GetCurveFaceIntersector()->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( u, v ));
 795             if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 796               return false;
 797           }
 798         }
 799       }
 800     }
 801     return true;
 802   }
 803   //=============================================================================
 804   /*
 805    * Intersects TopoDS_Face with all GridLine's
 806    */
 807   void FaceGridIntersector::Intersect()
 808   {
 809     FaceLineIntersector intersector;
 810     intersector._surfaceInt = GetCurveFaceIntersector();
 811     intersector._tol        = _grid->_tol;
 812     intersector._transOut   = _face.Orientation() == TopAbs_REVERSED ? Trans_IN : Trans_OUT;
 813     intersector._transIn    = _face.Orientation() == TopAbs_REVERSED ? Trans_OUT : Trans_IN;
 814
 815     typedef void (FaceLineIntersector::* PIntFun )(const GridLine& gridLine);
 816     PIntFun interFunction;
 817
 818     BRepAdaptor_Surface surf( _face );
 819     switch ( surf.GetType() ) {
 820     case GeomAbs_Plane:
 821       intersector._plane = surf.Plane();
 822       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithPlane;
 823       break;
 824     case GeomAbs_Cylinder:
 825       intersector._cylinder = surf.Cylinder();
 826       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithCylinder;
 827       break;
 828     case GeomAbs_Cone:
 829       intersector._cone = surf.Cone();
 830       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithCone;
 831       break;
 832     case GeomAbs_Sphere:
 833       intersector._sphere = surf.Sphere();
 834       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithSphere;
 835       break;
 836     case GeomAbs_Torus:
 837       intersector._torus = surf.Torus();
 838       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithTorus;
 839       break;
 840     default:
 841       interFunction = &FaceLineIntersector::IntersectWithSurface;
 842     }
 843
 844     _intersections.clear();
 845     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir ) // loop on 3 line directions
 846     {
 847       if ( surf.GetType() == GeomAbs_Plane )
 848       {
 849         // check if all lines in this direction are parallel to a plane
 850         if ( intersector._plane.Axis().IsNormal( _grid->_lines[iDir][0]._line.Position(),
 851                                                  Precision::Angular()))
 852           continue;
 853         // find out a transition, that is the same for all lines of a direction
 854         gp_Dir plnNorm = intersector._plane.Axis().Direction();
 855         gp_Dir lineDir = _grid->_lines[iDir][0]._line.Direction();
 856         intersector._transition =
 857           ( plnNorm * lineDir < 0 ) ? intersector._transIn : intersector._transOut;
 858       }
 859       if ( surf.GetType() == GeomAbs_Cylinder )
 860       {
 861         // check if all lines in this direction are parallel to a cylinder
 862         if ( intersector._cylinder.Axis().IsParallel( _grid->_lines[iDir][0]._line.Position(),
 863                                                       Precision::Angular()))
 864           continue;
 865       }
 866
 867       // intersect the grid lines with the face
 868       for ( size_t iL = 0; iL < _grid->_lines[iDir].size(); ++iL )
 869       {
 870         GridLine& gridLine = _grid->_lines[iDir][iL];
 871         if ( _bndBox.IsOut( gridLine._line )) continue;
 872
 873         intersector._intPoints.clear();
 874         (intersector.*interFunction)( gridLine );
 875         for ( size_t i = 0; i < intersector._intPoints.size(); ++i )
 876           _intersections.push_back( make_pair( &gridLine, intersector._intPoints[i] ));
 877       }
 878     }
 879   }
 880   //================================================================================
 881   /*
 882    * Store an intersection if it is In or ON the face
 883    */
 884   void FaceLineIntersector::addIntPoint(const bool toClassify)
 885   {
 886     TopAbs_State state = toClassify ? _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v )) : TopAbs_IN;
 887     if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 888     {
 889       IntersectionPoint p;
 890       p._paramOnLine = _w;
 891       p._transition  = _transition;
 892       _intPoints.push_back( p );
 893     }
 894   }
 895   //================================================================================
 896   /*
 897    * Intersect a line with a plane
 898    */
 899   void FaceLineIntersector::IntersectWithPlane   (const GridLine& gridLine)
 900   {
 901     IntAna_IntConicQuad linPlane( gridLine._line, _plane, Precision::Angular());
 902     _w = linPlane.ParamOnConic(1);
 903     if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 904     {
 905       ElSLib::Parameters(_plane, linPlane.Point(1) ,_u,_v);
 906       addIntPoint();
 907     }
 908   }
 909   //================================================================================
 910   /*
 911    * Intersect a line with a cylinder
 912    */
 913   void FaceLineIntersector::IntersectWithCylinder(const GridLine& gridLine)
 914   {
 915     IntAna_IntConicQuad linCylinder( gridLine._line,_cylinder);
 916     if ( linCylinder.IsDone() && linCylinder.NbPoints() > 0 )
 917     {
 918       _w = linCylinder.ParamOnConic(1);
 919       if ( linCylinder.NbPoints() == 1 )
 920         _transition = Trans_TANGENT;
 921       else
 922         _transition = _w < linCylinder.ParamOnConic(2) ? _transIn : _transOut;
 923       if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 924       {
 925         ElSLib::Parameters(_cylinder, linCylinder.Point(1) ,_u,_v);
 926         addIntPoint();
 927       }
 928       if ( linCylinder.NbPoints() > 1 )
 929       {
 930         _w = linCylinder.ParamOnConic(2);
 931         if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 932         {
 933           ElSLib::Parameters(_cylinder, linCylinder.Point(2) ,_u,_v);
 934           _transition = ( _transition == Trans_OUT ) ? Trans_IN : Trans_OUT;
 935           addIntPoint();
 936         }
 937       }
 938     }
 939   }
 940   //================================================================================
 941   /*
 942    * Intersect a line with a cone
 943    */
 944   void FaceLineIntersector::IntersectWithCone (const GridLine& gridLine)
 945   {
 946     IntAna_IntConicQuad linCone(gridLine._line,_cone);
 947     if ( !linCone.IsDone() ) return;
 948     gp_Pnt P;
 949     gp_Vec du, dv, norm;
 950     for ( int i = 1; i <= linCone.NbPoints(); ++i )
 951     {
 952       _w = linCone.ParamOnConic( i );
 953       if ( !isParamOnLineOK( gridLine._length )) continue;
 954       ElSLib::Parameters(_cone, linCone.Point(i) ,_u,_v);
 955       TopAbs_State state = _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v ));
 956       if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
 957       {
 958         ElSLib::D1( _u, _v, _cone, P, du, dv );
 959         norm = du ^ dv;
 960         double normSize2 = norm.SquareMagnitude();
 961         if ( normSize2 > Precision::Angular() * Precision::Angular() )
 962         {
 963           double cos = norm.XYZ() * gridLine._line.Direction().XYZ();
 964           cos /= sqrt( normSize2 );
 965           if ( cos < -Precision::Angular() )
 966             _transition = _transIn;
 967           else if ( cos > Precision::Angular() )
 968             _transition = _transOut;
 969           else
 970             _transition = Trans_TANGENT;
 971         }
 972         else
 973         {
 974           _transition = Trans_APEX;
 975         }
 976         addIntPoint( /*toClassify=*/false);
 977       }
 978     }
 979   }
 980   //================================================================================
 981   /*
 982    * Intersect a line with a sphere
 983    */
 984   void FaceLineIntersector::IntersectWithSphere  (const GridLine& gridLine)
 985   {
 986     IntAna_IntConicQuad linSphere(gridLine._line,_sphere);
 987     if ( linSphere.IsDone() && linSphere.NbPoints() > 0 )
 988     {
 989       _w = linSphere.ParamOnConic(1);
 990       if ( linSphere.NbPoints() == 1 )
 991         _transition = Trans_TANGENT;
 992       else
 993         _transition = _w < linSphere.ParamOnConic(2) ? _transIn : _transOut;
 994       if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
 995       {
 996         ElSLib::Parameters(_sphere, linSphere.Point(1) ,_u,_v);
 997         addIntPoint();
 998       }
 999       if ( linSphere.NbPoints() > 1 )
1000       {
1001         _w = linSphere.ParamOnConic(2);
1002         if ( isParamOnLineOK( gridLine._length ))
1003         {
1004           ElSLib::Parameters(_sphere, linSphere.Point(2) ,_u,_v);
1005           _transition = ( _transition == Trans_OUT ) ? Trans_IN : Trans_OUT;
1006           addIntPoint();
1007         }
1008       }
1009     }
1010   }
1011   //================================================================================
1012   /*
1013    * Intersect a line with a torus
1014    */
1015   void FaceLineIntersector::IntersectWithTorus   (const GridLine& gridLine)
1016   {
1017     IntAna_IntLinTorus linTorus(gridLine._line,_torus);
1018     if ( !linTorus.IsDone()) return;
1019     gp_Pnt P;
1020     gp_Vec du, dv, norm;
1021     for ( int i = 1; i <= linTorus.NbPoints(); ++i )
1022     {
1023       _w = linTorus.ParamOnLine( i );
1024       if ( !isParamOnLineOK( gridLine._length )) continue;
1025       linTorus.ParamOnTorus( i, _u,_v );
1026       TopAbs_State state = _surfaceInt->ClassifyUVPoint(gp_Pnt2d( _u, _v ));
1027       if ( state == TopAbs_IN || state == TopAbs_ON )
1028       {
1029         ElSLib::D1( _u, _v, _torus, P, du, dv );
1030         norm = du ^ dv;
1031         double normSize = norm.Magnitude();
1032         double cos = norm.XYZ() * gridLine._line.Direction().XYZ();
1033         cos /= normSize;
1034         if ( cos < -Precision::Angular() )
1035           _transition = _transIn;
1036         else if ( cos > Precision::Angular() )
1037           _transition = _transOut;
1038         else
1039           _transition = Trans_TANGENT;
1040         addIntPoint( /*toClassify=*/false);
1041       }
1042     }
1043   }
1044   //================================================================================
1045   /*
1046    * Intersect a line with a non-analytical surface
1047    */
1048   void FaceLineIntersector::IntersectWithSurface (const GridLine& gridLine)
1049   {
1050     _surfaceInt->Perform( gridLine._line, 0.0, gridLine._length );
1051     if ( !_surfaceInt->IsDone() ) return;
1052     for ( int i = 1; i <= _surfaceInt->NbPnt(); ++i )
1053     {
1054       _transition = Transition( _surfaceInt->Transition( i ) );
1055       _w = _surfaceInt->WParameter( i );
1056       addIntPoint(/*toClassify=*/false);
1057     }
1058   }
1059   //================================================================================
1060   /*
1061    * check if its face can be safely intersected in a thread
1062    */
1063   bool FaceGridIntersector::IsThreadSafe() const
1064   {
1065     // check surface
1066     TopLoc_Location loc;
1067     Handle(Geom_Surface) surf = BRep_Tool::Surface( _face, loc );
1068     Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface) ts =
1069       Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast( surf );
1070     while( !ts.IsNull() ) {
1071       surf = ts->BasisSurface();
1072       ts = Handle(Geom_RectangularTrimmedSurface)::DownCast(surf);
1073     }
1074     if ( surf->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BSplineSurface )) ||
1075          surf->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BezierSurface )))
1076       return false;
1077
1078     double f, l;
1079     TopExp_Explorer exp( _face, TopAbs_EDGE );
1080     for ( ; exp.More(); exp.Next() )
1081     {
1082       const TopoDS_Edge& e = TopoDS::Edge( exp.Current() );
1083       // check 3d curve
1084       {
1085         Handle(Geom_Curve) c = BRep_Tool::Curve( e, loc, f, l);
1086         if ( !c.IsNull() )
1087         {
1088           Handle(Geom_TrimmedCurve) tc = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c);
1089           while( !tc.IsNull() ) {
1090             c = tc->BasisCurve();
1091             tc = Handle(Geom_TrimmedCurve)::DownCast(c);
1092           }
1093           if ( c->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BSplineCurve )) ||
1094                c->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom_BezierCurve )))
1095             return false;
1096         }
1097       }
1098       // check 2d curve
1099       {
1100         Handle(Geom2d_Curve) c2 = BRep_Tool::CurveOnSurface( e, surf, loc, f, l);
1101         if ( !c2.IsNull() )
1102         {
1103           Handle(Geom2d_TrimmedCurve) tc = Handle(Geom2d_TrimmedCurve)::DownCast(c2);
1104           while( !tc.IsNull() ) {
1105             c2 = tc->BasisCurve();
1106             tc = Handle(Geom2d_TrimmedCurve)::DownCast(c2);
1107           }
1108           if ( c2->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom2d_BSplineCurve )) ||
1109                c2->IsKind( STANDARD_TYPE(Geom2d_BezierCurve )))
1110             return false;
1111         }
1112       }
1113     }
1114     return true;
1115   }
1116   //================================================================================
1117   /*!
1118    * \brief Creates topology of the hexahedron
1119    */
1120   Hexahedron::Hexahedron(const double sizeThreshold, Grid* grid)
1121     : _grid( grid ), _sizeThreshold( sizeThreshold ), _nbIntNodes(0)
1122   {
1123     _polygons.reserve(100); // to avoid reallocation;
1124
1125     //set nodes shift within grid->_nodes from the node 000
1126     size_t dx = _grid->NodeIndexDX();
1127     size_t dy = _grid->NodeIndexDY();
1128     size_t dz = _grid->NodeIndexDZ();
1129     size_t i000 = 0;
1130     size_t i100 = i000 + dx;
1131     size_t i010 = i000 + dy;
1132     size_t i110 = i010 + dx;
1133     size_t i001 = i000 + dz;
1134     size_t i101 = i100 + dz;
1135     size_t i011 = i010 + dz;
1136     size_t i111 = i110 + dz;
1137     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V000 )] = i000;
1138     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V100 )] = i100;
1139     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V010 )] = i010;
1140     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V110 )] = i110;
1141     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V001 )] = i001;
1142     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V101 )] = i101;
1143     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V011 )] = i011;
1144     _nodeShift[ SMESH_Block::ShapeIndex( SMESH_Block::ID_V111 )] = i111;
1145
1146     vector< int > idVec;
1147     // set nodes to links
1148     for ( int linkID = SMESH_Block::ID_Ex00; linkID <= SMESH_Block::ID_E11z; ++linkID )
1149     {
1150       SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( linkID, idVec );
1151       _Link& link = _hexLinks[ SMESH_Block::ShapeIndex( linkID )];
1152       link._nodes[0] = &_hexNodes[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[0] )];
1153       link._nodes[1] = &_hexNodes[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[1] )];
1154       link._intNodes.reserve( 10 ); // to avoid reallocation
1155       link._splits.reserve( 10 );
1156     }
1157
1158     // set links to faces
1159     int interlace[4] = { 0, 3, 1, 2 }; // to walk by links around a face: { u0, 1v, u1, 0v }
1160     for ( int faceID = SMESH_Block::ID_Fxy0; faceID <= SMESH_Block::ID_F1yz; ++faceID )
1161     {
1162       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( faceID, idVec );
1163       _Face& quad = _hexQuads[ SMESH_Block::ShapeIndex( faceID )];
1164       bool revFace = ( faceID == SMESH_Block::ID_Fxy0 ||
1165                        faceID == SMESH_Block::ID_Fx1z ||
1166                        faceID == SMESH_Block::ID_F0yz );
1167       quad._links.resize(4);
1168       vector<_OrientedLink>::iterator         frwLinkIt = quad._links.begin();
1169       vector<_OrientedLink>::reverse_iterator revLinkIt = quad._links.rbegin();
1170       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1171       {
1172         bool revLink = revFace;
1173         if ( i > 1 ) // reverse links u1 and v0
1174           revLink = !revLink;
1175         _OrientedLink& link = revFace ? *revLinkIt++ : *frwLinkIt++;
1176         link = _OrientedLink( & _hexLinks[ SMESH_Block::ShapeIndex( idVec[interlace[i]] )],
1177                               revLink );
1178       }
1179     }
1180   }
1181   //================================================================================
1182   /*!
1183    * \brief Copy constructor
1184    */
1185   Hexahedron::Hexahedron( const Hexahedron& other )
1186     :_grid( other._grid ), _sizeThreshold( other._sizeThreshold ), _nbIntNodes(0)
1187   {
1188     _polygons.reserve(100); // to avoid reallocation;
1189
1190     for ( int i = 0; i < 8; ++i )
1191       _nodeShift[i] = other._nodeShift[i];
1192
1193     for ( int i = 0; i < 12; ++i )
1194     {
1195       const _Link& srcLink = other._hexLinks[ i ];
1196       _Link&       tgtLink = this->_hexLinks[ i ];
1197       tgtLink._nodes[0] = _hexNodes + ( srcLink._nodes[0] - other._hexNodes );
1198       tgtLink._nodes[1] = _hexNodes + ( srcLink._nodes[1] - other._hexNodes );
1199       tgtLink._intNodes.reserve( 10 ); // to avoid reallocation
1200       tgtLink._splits.reserve( 10 );
1201     }
1202
1203     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
1204     {
1205       const _Face& srcQuad = other._hexQuads[ i ];
1206       _Face&       tgtQuad = this->_hexQuads[ i ];
1207       tgtQuad._links.resize(4);
1208       for ( int j = 0; j < 4; ++j )
1209       {
1210         const _OrientedLink& srcLink = srcQuad._links[ j ];
1211         _OrientedLink&       tgtLink = tgtQuad._links[ j ];
1212         tgtLink._reverse = srcLink._reverse;
1213         tgtLink._link    = _hexLinks + ( srcLink._link - other._hexLinks );
1214       }
1215     }
1216   }
1217
1218   //================================================================================
1219   /*!
1220    * \brief Initializes its data by given grid cell
1221    */
1222   void Hexahedron::init( size_t i, size_t j, size_t k )
1223   {
1224     _i = i; _j = j; _k = k;
1225     // set nodes of grid to nodes of the hexahedron and
1226     // count nodes at hexahedron corners located IN and ON geometry
1227     _nbCornerNodes = _nbBndNodes = 0;
1228     _origNodeInd   = _grid->NodeIndex( i,j,k );
1229     for ( int iN = 0; iN < 8; ++iN )
1230     {
1231       _hexNodes[iN]._node = _grid->_nodes[ _origNodeInd + _nodeShift[iN] ];
1232       _nbCornerNodes += bool( _hexNodes[iN]._node );
1233       _nbBndNodes    += _grid->_isBndNode[ _origNodeInd + _nodeShift[iN] ];
1234     }
1235
1236     _sideLength[0] = _grid->_coords[0][i+1] - _grid->_coords[0][i];
1237     _sideLength[1] = _grid->_coords[1][j+1] - _grid->_coords[1][j];
1238     _sideLength[2] = _grid->_coords[2][k+1] - _grid->_coords[2][k];
1239
1240     if ( _nbCornerNodes < 8 && _nbIntNodes + _nbCornerNodes > 3)
1241     {
1242       _Link split;
1243       // create sub-links (_splits) by splitting links with _intNodes
1244       for ( int iLink = 0; iLink < 12; ++iLink )
1245       {
1246         _Link& link = _hexLinks[ iLink ];
1247         link._splits.clear();
1248         split._nodes[ 0 ] = link._nodes[0];
1249         for ( size_t i = 0; i < link._intNodes.size(); ++ i )
1250         {
1251           if ( split._nodes[ 0 ]->Node() )
1252           {
1253             split._nodes[ 1 ] = &link._intNodes[i];
1254             link._splits.push_back( split );
1255           }
1256           split._nodes[ 0 ] = &link._intNodes[i];
1257         }
1258         if ( link._nodes[ 1 ]->Node() && split._nodes[ 0 ]->Node() )
1259         {
1260           split._nodes[ 1 ] = link._nodes[1];
1261           link._splits.push_back( split );
1262         }
1263       }
1264     }
1265   }
1266   //================================================================================
1267   /*!
1268    * \brief Initializes its data by given grid cell (countered from zero)
1269    */
1270   void Hexahedron::init( size_t iCell )
1271   {
1272     size_t iNbCell = _grid->_coords[0].size() - 1;
1273     size_t jNbCell = _grid->_coords[1].size() - 1;
1274     _i = iCell % iNbCell;
1275     _j = ( iCell % ( iNbCell * jNbCell )) / iNbCell;
1276     _k = iCell / iNbCell / jNbCell;
1277     init( _i, _j, _k );
1278   }
1279
1280   //================================================================================
1281   /*!
1282    * \brief Compute mesh volumes resulted from intersection of the Hexahedron
1283    */
1284   void Hexahedron::ComputeElements()
1285   {
1286     Init();
1287
1288     if ( _nbCornerNodes + _nbIntNodes < 4 )
1289       return;
1290
1291     if ( _nbBndNodes == _nbCornerNodes && isInHole() )
1292       return;
1293
1294     _polygons.clear();
1295
1296     vector<const SMDS_MeshNode* > polyhedraNodes;
1297     vector<int>                   quantities;
1298
1299     // create polygons from quadrangles and get their nodes
1300
1301     vector<_Node*> nodes;
1302     nodes.reserve( _nbCornerNodes + _nbIntNodes );
1303
1304     _Link polyLink;
1305     polyLink._faces.reserve( 1 );
1306
1307     for ( int iF = 0; iF < 6; ++iF ) // loop on 6 sides of a hexahedron
1308     {
1309       const _Face& quad = _hexQuads[ iF ] ;
1310
1311       _polygons.resize( _polygons.size() + 1 );
1312       _Face& polygon = _polygons.back();
1313       polygon._links.clear();
1314       polygon._polyLinks.clear(); polygon._polyLinks.reserve( 10 );
1315
1316       // add splits of a link to a polygon and collect info on nodes
1317       //int nbIn = 0, nbOut = 0, nbCorners = 0;
1318       nodes.clear();
1319       for ( int iE = 0; iE < 4; ++iE ) // loop on 4 sides of a quadrangle
1320       {
1321         int nbSpits = quad._links[ iE ].NbResultLinks();
1322         for ( int iS = 0; iS < nbSpits; ++iS )
1323         {
1324           _OrientedLink split = quad._links[ iE ].ResultLink( iS );
1325           _Node* n = split.FirstNode();
1326           if ( !polygon._links.empty() )
1327           {
1328             _Node* nPrev = polygon._links.back().LastNode();
1329             if ( nPrev != n )
1330             {
1331               polyLink._nodes[0] = nPrev;
1332               polyLink._nodes[1] = n;
1333               polygon._polyLinks.push_back( polyLink );
1334               polygon._links.push_back( _OrientedLink( &polygon._polyLinks.back() ));
1335               nodes.push_back( nPrev );
1336             }
1337           }
1338           polygon._links.push_back( split );
1339           nodes.push_back( n );
1340         }
1341       }
1342       if ( polygon._links.size() > 1 )
1343       {
1344         _Node* n1 = polygon._links.back().LastNode();
1345         _Node* n2 = polygon._links.front().FirstNode();
1346         if ( n1 != n2 )
1347         {
1348           polyLink._nodes[0] = n1;
1349           polyLink._nodes[1] = n2;
1350           polygon._polyLinks.push_back( polyLink );
1351           polygon._links.push_back( _OrientedLink( &polygon._polyLinks.back() ));
1352           nodes.push_back( n1 );
1353         }
1354         // add polygon to its links
1355         for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1356           polygon._links[ iL ]._link->_faces.push_back( &polygon );
1357         // store polygon nodes
1358         quantities.push_back( nodes.size() );
1359         for ( size_t i = 0; i < nodes.size(); ++i )
1360           polyhedraNodes.push_back( nodes[i]->Node() );
1361       }
1362       else
1363       {
1364         _polygons.resize( _polygons.size() - 1 );
1365       }
1366     }
1367
1368     // create polygons closing holes in a polyhedron
1369
1370     // find free links
1371     vector< _OrientedLink* > freeLinks;
1372     for ( size_t iP = 0; iP < _polygons.size(); ++iP )
1373     {
1374       _Face& polygon = _polygons[ iP ];
1375       for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1376         if ( polygon._links[ iL ]._link->_faces.size() < 2 )
1377           freeLinks.push_back( & polygon._links[ iL ]);
1378     }
1379     // make closed chains of free links
1380     int nbFreeLinks = freeLinks.size();
1381     if ( 0 < nbFreeLinks && nbFreeLinks < 3 ) return;
1382     while ( nbFreeLinks > 0 )
1383     {
1384       nodes.clear();
1385       _polygons.resize( _polygons.size() + 1 );
1386       _Face& polygon = _polygons.back();
1387       polygon._links.clear();
1388
1389       // get a remaining link to start from
1390       _OrientedLink* curLink = 0;
1391       for ( size_t iL = 0; iL < freeLinks.size() && !curLink; ++iL )
1392         if (( curLink = freeLinks[ iL ] ))
1393           freeLinks[ iL ] = 0;
1394       nodes.push_back( curLink->LastNode() );
1395       polygon._links.push_back( *curLink );
1396
1397       // find all links connected to curLink
1398       _Node* curNode = 0;
1399       do
1400       {
1401         curNode = curLink->FirstNode();
1402         curLink = 0;
1403         for ( size_t iL = 0; iL < freeLinks.size() && !curLink; ++iL )
1404           if ( freeLinks[ iL ] && freeLinks[ iL ]->LastNode() == curNode )
1405           {
1406             curLink = freeLinks[ iL ];
1407             freeLinks[ iL ] = 0;
1408             nodes.push_back( curNode );
1409             polygon._links.push_back( *curLink );
1410           }
1411       } while ( curLink );
1412
1413       nbFreeLinks -= polygon._links.size();
1414
1415       if ( curNode != nodes.front() || polygon._links.size() < 3 )
1416         return; // closed polygon not found -> invalid polyhedron
1417
1418       quantities.push_back( nodes.size() );
1419       for ( size_t i = 0; i < nodes.size(); ++i )
1420         polyhedraNodes.push_back( nodes[i]->Node() );
1421
1422       // add polygon to its links and reverse links
1423       for ( size_t i = 0; i < polygon._links.size(); ++i )
1424       {
1425         polygon._links[i].Reverse();
1426         polygon._links[i]._link->_faces.push_back( &polygon );
1427       }
1428
1429       //const size_t firstPoly = _polygons.size();
1430     }
1431
1432     if ( ! checkPolyhedronSize() )
1433     {
1434       return;
1435     }
1436
1437     // create a classic cell if possible
1438     const int nbNodes = _nbCornerNodes + _nbIntNodes;
1439     bool isClassicElem = false;
1440     if (      nbNodes == 8 && _polygons.size() == 6 ) isClassicElem = addHexa();
1441     else if ( nbNodes == 4 && _polygons.size() == 4 ) isClassicElem = addTetra();
1442     else if ( nbNodes == 6 && _polygons.size() == 5 ) isClassicElem = addPenta();
1443     else if ( nbNodes == 5 && _polygons.size() == 5 ) isClassicElem = addPyra ();
1444     if ( !isClassicElem )
1445       _volumeDefs.set( polyhedraNodes, quantities );
1446   }
1447   //================================================================================
1448   /*!
1449    * \brief Create elements in the mesh
1450    */
1451   int Hexahedron::MakeElements(SMESH_MesherHelper& helper)
1452   {
1453     SMESHDS_Mesh* mesh = helper.GetMeshDS();
1454
1455     size_t nbCells[3] = { _grid->_coords[0].size() - 1,
1456                           _grid->_coords[1].size() - 1,
1457                           _grid->_coords[2].size() - 1 };
1458     const size_t nbGridCells = nbCells[0] *nbCells [1] * nbCells[2];
1459     vector< Hexahedron* > intersectedHex( nbGridCells, 0 );
1460     int nbIntHex = 0;
1461
1462     // set intersection nodes from GridLine's to links of intersectedHex
1463     int i,j,k, iDirOther[3][2] = {{ 1,2 },{ 0,2 },{ 0,1 }};
1464     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1465     {
1466       int dInd[4][3] = { {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0}, {0,0,0} };
1467       dInd[1][ iDirOther[iDir][0] ] = -1;
1468       dInd[2][ iDirOther[iDir][1] ] = -1;
1469       dInd[3][ iDirOther[iDir][0] ] = -1; dInd[3][ iDirOther[iDir][1] ] = -1;
1470       // loop on GridLine's parallel to iDir
1471       LineIndexer lineInd = _grid->GetLineIndexer( iDir );
1472       for ( ; lineInd.More(); ++lineInd )
1473       {
1474         GridLine& line = _grid->_lines[ iDir ][ lineInd.LineIndex() ];
1475         multiset< IntersectionPoint >::const_iterator ip = line._intPoints.begin();
1476         for ( ; ip != line._intPoints.end(); ++ip )
1477         {
1478           if ( !ip->_node ) continue;
1479           lineInd.SetIndexOnLine( ip->_indexOnLine );
1480           for ( int iL = 0; iL < 4; ++iL ) // loop on 4 cells sharing a link
1481           {
1482             i = int(lineInd.I()) + dInd[iL][0];
1483             j = int(lineInd.J()) + dInd[iL][1];
1484             k = int(lineInd.K()) + dInd[iL][2];
1485             if ( i < 0 || i >= nbCells[0] ||
1486                  j < 0 || j >= nbCells[1] ||
1487                  k < 0 || k >= nbCells[2] ) continue;
1488
1489             const size_t hexIndex = _grid->CellIndex( i,j,k );
1490             Hexahedron *& hex = intersectedHex[ hexIndex ];
1491             if ( !hex)
1492             {
1493               hex = new Hexahedron( *this );
1494               hex->_i = i;
1495               hex->_j = j;
1496               hex->_k = k;
1497               ++nbIntHex;
1498             }
1499             const int iLink = iL + iDir * 4;
1500             hex->_hexLinks[iLink]._intNodes.push_back( _Node( 0, &(*ip) ));
1501             hex->_nbIntNodes++;
1502           }
1503         }
1504       }
1505     }
1506
1507     // add not split hexadrons to the mesh
1508     int nbAdded = 0;
1509     vector<int> intHexInd( nbIntHex );
1510     nbIntHex = 0;
1511     for ( size_t i = 0; i < intersectedHex.size(); ++i )
1512     {
1513       Hexahedron * hex = intersectedHex[ i ];
1514       if ( hex )
1515       {
1516         intHexInd[ nbIntHex++ ] = i;
1517         if ( hex->_nbIntNodes > 0 ) continue;
1518         init( hex->_i, hex->_j, hex->_k );
1519       }
1520       else
1521       {
1522         init( i );
1523       }
1524       if ( _nbCornerNodes == 8 && ( _nbBndNodes < _nbCornerNodes || !isInHole() ))
1525       {
1526         // order of _hexNodes is defined by enum SMESH_Block::TShapeID
1527         SMDS_MeshElement* el =
1528           mesh->AddVolume( _hexNodes[0].Node(), _hexNodes[2].Node(),
1529                            _hexNodes[3].Node(), _hexNodes[1].Node(),
1530                            _hexNodes[4].Node(), _hexNodes[6].Node(),
1531                            _hexNodes[7].Node(), _hexNodes[5].Node() );
1532         mesh->SetMeshElementOnShape( el, helper.GetSubShapeID() );
1533         ++nbAdded;
1534         if ( hex )
1535         {
1536           delete hex;
1537           intersectedHex[ i ] = 0;
1538           --nbIntHex;
1539         }
1540       }
1541     }
1542
1543     // add elements resulted from hexadron intersection
1544 #ifdef WITH_TBB
1545     intHexInd.resize( nbIntHex );
1546     tbb::parallel_for ( tbb::blocked_range<size_t>( 0, nbIntHex ),
1547                         ParallelHexahedron( intersectedHex, intHexInd ),
1548                         tbb::simple_partitioner());
1549     for ( size_t i = 0; i < intHexInd.size(); ++i )
1550       if ( Hexahedron * hex = intersectedHex[ intHexInd[ i ]] )
1551         nbAdded += hex->addElements( helper );
1552 #else
1553     for ( size_t i = 0; i < intHexInd.size(); ++i )
1554       if ( Hexahedron * hex = intersectedHex[ intHexInd[ i ]] )
1555       {
1556         hex->ComputeElements();
1557         nbAdded += hex->addElements( helper );
1558       }
1559 #endif
1560
1561     for ( size_t i = 0; i < intersectedHex.size(); ++i )
1562       if ( intersectedHex[ i ] )
1563         delete intersectedHex[ i ];
1564
1565     return nbAdded;
1566   }
1567
1568   //================================================================================
1569   /*!
1570    * \brief Adds computed elements to the mesh
1571    */
1572   int Hexahedron::addElements(SMESH_MesherHelper& helper)
1573   {
1574     // add elements resulted from hexahedron intersection
1575     //for ( size_t i = 0; i < _volumeDefs.size(); ++i )
1576     {
1577       vector< const SMDS_MeshNode* >& nodes = _volumeDefs._nodes;
1578
1579       if ( !_volumeDefs._quantities.empty() )
1580       {
1581         helper.AddPolyhedralVolume( nodes, _volumeDefs._quantities );
1582       }
1583       else
1584       {
1585         switch ( nodes.size() )
1586         {
1587         case 8: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3],
1588                                   nodes[4],nodes[5],nodes[6],nodes[7] );
1589           break;
1590         case 4: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3] );
1591           break;
1592         case 6: helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3], nodes[4],nodes[5] );
1593           break;
1594         case 5:
1595           helper.AddVolume( nodes[0],nodes[1],nodes[2],nodes[3],nodes[4] );
1596           break;
1597         }
1598       }
1599     }
1600
1601     return 1;//(int) _volumeDefs.size();
1602   }
1603   //================================================================================
1604   /*!
1605    * \brief Return true if the element is in a hole
1606    */
1607   bool Hexahedron::isInHole() const
1608   {
1609     const int ijk[3] = { _i, _j, _k };
1610     IntersectionPoint curIntPnt;
1611
1612     // consider a cell to be in a hole if all links in any direction
1613     // comes OUT of geometry
1614     for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1615     {
1616       const vector<double>& coords = _grid->_coords[ iDir ];
1617       LineIndexer               li = _grid->GetLineIndexer( iDir );
1618       li.SetIJK( _i,_j,_k );
1619       size_t lineIndex[4] = { li.LineIndex  (),
1620                               li.LineIndex10(),
1621                               li.LineIndex01(),
1622                               li.LineIndex11() };
1623       bool allLinksOut = true;
1624       for ( int iL = 0; iL < 4 && allLinksOut; ++iL ) // loop on 4 links parallel to iDir
1625       {
1626         const _Link& link = _hexLinks[ iL + 4*iDir ];
1627         // check transition of the first node of a link
1628         const IntersectionPoint* firstIntPnt = 0;
1629         if ( link._nodes[0]->Node() ) // 1st node is a hexa corner
1630         {
1631           curIntPnt._paramOnLine = coords[ ijk[ iDir ]] - coords[0];
1632           const GridLine& line = _grid->_lines[ iDir ][ lineIndex[ iL ]];
1633           multiset< IntersectionPoint >::const_iterator ip =
1634             line._intPoints.upper_bound( curIntPnt );
1635           --ip;
1636           firstIntPnt = &(*ip);
1637         }
1638         else if ( !link._intNodes.empty() )
1639         {
1640           firstIntPnt = link._intNodes[0]._intPoint;
1641         }
1642
1643         if ( firstIntPnt && firstIntPnt->_transition == Trans_IN )
1644           allLinksOut = false;
1645       }
1646       if ( allLinksOut )
1647         return true;
1648     }
1649     return false;
1650   }
1651
1652   //================================================================================
1653   /*!
1654    * \brief Return true if a polyhedron passes _sizeThreshold criterion
1655    */
1656   bool Hexahedron::checkPolyhedronSize() const
1657   {
1658     double volume = 0;
1659     for ( size_t iP = 0; iP < _polygons.size(); ++iP )
1660     {
1661       const _Face& polygon = _polygons[iP];
1662       gp_XYZ area (0,0,0);
1663       SMESH_TNodeXYZ p1 ( polygon._links[ 0 ].FirstNode()->Node() );
1664       for ( size_t iL = 0; iL < polygon._links.size(); ++iL )
1665       {
1666         SMESH_TNodeXYZ p2 ( polygon._links[ iL ].LastNode()->Node() );
1667         area += p1 ^ p2;
1668         p1 = p2;
1669       }
1670       volume += p1 * area;
1671     }
1672     volume /= 6;
1673
1674     double initVolume = _sideLength[0] * _sideLength[1] * _sideLength[2];
1675
1676     return volume > initVolume / _sizeThreshold;
1677   }
1678   //================================================================================
1679   /*!
1680    * \brief Tries to create a hexahedron
1681    */
1682   bool Hexahedron::addHexa()
1683   {
1684     if ( _polygons[0]._links.size() != 4 ||
1685          _polygons[1]._links.size() != 4 ||
1686          _polygons[2]._links.size() != 4 ||
1687          _polygons[3]._links.size() != 4 ||
1688          _polygons[4]._links.size() != 4 ||
1689          _polygons[5]._links.size() != 4   )
1690       return false;
1691     const SMDS_MeshNode* nodes[8];
1692     int nbN = 0;
1693     for ( int iL = 0; iL < 4; ++iL )
1694     {
1695       // a base node
1696       nodes[iL] = _polygons[0]._links[iL].FirstNode()->Node();
1697       ++nbN;
1698
1699       // find a top node above the base node
1700       _Link* link = _polygons[0]._links[iL]._link;
1701       ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1702       // a quadrangle sharing <link> with _polygons[0]
1703       _Face* quad = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[0] )];
1704       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1705         if ( quad->_links[i]._link == link )
1706         {
1707           // 1st node of a link opposite to <link> in <quad>
1708           nodes[iL+4] = quad->_links[(i+2)%4].FirstNode()->Node();
1709           ++nbN;
1710           break;
1711         }
1712     }
1713     if ( nbN == 8 )
1714       _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+8 ));
1715
1716     return nbN == 8;
1717   }
1718   //================================================================================
1719   /*!
1720    * \brief Tries to create a tetrahedron
1721    */
1722   bool Hexahedron::addTetra()
1723   {
1724     const SMDS_MeshNode* nodes[4];
1725     nodes[0] = _polygons[0]._links[0].FirstNode()->Node();
1726     nodes[1] = _polygons[0]._links[1].FirstNode()->Node();
1727     nodes[2] = _polygons[0]._links[2].FirstNode()->Node();
1728
1729     _Link* link = _polygons[0]._links[0]._link;
1730     ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1731
1732     // a triangle sharing <link> with _polygons[0]
1733     _Face* tria = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[0] )];
1734     for ( int i = 0; i < 3; ++i )
1735       if ( tria->_links[i]._link == link )
1736       {
1737         nodes[3] = tria->_links[(i+1)%3].LastNode()->Node();
1738         _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+4 ));
1739         return true;
1740       }
1741
1742     return false;
1743   }
1744   //================================================================================
1745   /*!
1746    * \brief Tries to create a pentahedron
1747    */
1748   bool Hexahedron::addPenta()
1749   {
1750     // find a base triangular face
1751     int iTri = -1;
1752     for ( int iF = 0; iF < 5 && iTri < 0; ++iF )
1753       if ( _polygons[ iF ]._links.size() == 3 )
1754         iTri = iF;
1755     if ( iTri < 0 ) return false;
1756
1757     // find nodes
1758     const SMDS_MeshNode* nodes[6];
1759     int nbN = 0;
1760     for ( int iL = 0; iL < 3; ++iL )
1761     {
1762       // a base node
1763       nodes[iL] = _polygons[ iTri ]._links[iL].FirstNode()->Node();
1764       ++nbN;
1765
1766       // find a top node above the base node
1767       _Link* link = _polygons[ iTri ]._links[iL]._link;
1768       ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1769       // a quadrangle sharing <link> with a base triangle
1770       _Face* quad = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[ iTri ] )];
1771       if ( quad->_links.size() != 4 ) return false;
1772       for ( int i = 0; i < 4; ++i )
1773         if ( quad->_links[i]._link == link )
1774         {
1775           // 1st node of a link opposite to <link> in <quad>
1776           nodes[iL+3] = quad->_links[(i+2)%4].FirstNode()->Node();
1777           ++nbN;
1778           break;
1779         }
1780     }
1781     if ( nbN == 6 )
1782       _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+6 ));
1783
1784     return ( nbN == 6 );
1785   }
1786   //================================================================================
1787   /*!
1788    * \brief Tries to create a pyramid
1789    */
1790   bool Hexahedron::addPyra()
1791   {
1792     // find a base quadrangle
1793     int iQuad = -1;
1794     for ( int iF = 0; iF < 5 && iQuad < 0; ++iF )
1795       if ( _polygons[ iF ]._links.size() == 4 )
1796         iQuad = iF;
1797     if ( iQuad < 0 ) return false;
1798
1799     // find nodes
1800     const SMDS_MeshNode* nodes[5];
1801     nodes[0] = _polygons[iQuad]._links[0].FirstNode()->Node();
1802     nodes[1] = _polygons[iQuad]._links[1].FirstNode()->Node();
1803     nodes[2] = _polygons[iQuad]._links[2].FirstNode()->Node();
1804     nodes[3] = _polygons[iQuad]._links[3].FirstNode()->Node();
1805
1806     _Link* link = _polygons[iQuad]._links[0]._link;
1807     ASSERT( link->_faces.size() > 1 );
1808
1809     // a triangle sharing <link> with a base quadrangle
1810     _Face* tria = link->_faces[ bool( link->_faces[0] == & _polygons[ iQuad ] )];
1811     if ( tria->_links.size() != 3 ) return false;
1812     for ( int i = 0; i < 3; ++i )
1813       if ( tria->_links[i]._link == link )
1814       {
1815         nodes[4] = tria->_links[(i+1)%3].LastNode()->Node();
1816         _volumeDefs.set( vector< const SMDS_MeshNode* >( nodes, nodes+5 ));
1817         return true;
1818       }
1819
1820     return false;
1821   }
1822
1823 } // namespace
1824
1825 //=============================================================================
1826 /*!
1827  * \brief Generates 3D structured Cartesian mesh in the internal part of
1828  * solid shapes and polyhedral volumes near the shape boundary.
1829  *  \param theMesh - mesh to fill in
1830  *  \param theShape - a compound of all SOLIDs to mesh
1831  *  \retval bool - true in case of success
1832  */
1833 //=============================================================================
1834
1835 bool StdMeshers_Cartesian_3D::Compute(SMESH_Mesh &         theMesh,
1836                                       const TopoDS_Shape & theShape)
1837 {
1838   // The algorithm generates the mesh in following steps:
1839
1840   // 1) Intersection of grid lines with the geometry boundary.
1841   // This step allows to find out if a given node of the initial grid is
1842   // inside or outside the geometry.
1843
1844   // 2) For each cell of the grid, check how many of it's nodes are outside
1845   // of the geometry boundary. Depending on a result of this check
1846   // - skip a cell, if all it's nodes are outside
1847   // - skip a cell, if it is too small according to the size threshold
1848   // - add a hexahedron in the mesh, if all nodes are inside
1849   // - add a polyhedron in the mesh, if some nodes are inside and some outside
1850   try
1851   {
1852     Grid grid;
1853
1854     TopTools_MapOfShape faceMap;
1855     for ( TopExp_Explorer fExp( theShape, TopAbs_FACE ); fExp.More(); fExp.Next() )
1856       if ( !faceMap.Add( fExp.Current() ))
1857         faceMap.Remove( fExp.Current() ); // remove a face shared by two solids
1858
1859     Bnd_Box shapeBox;
1860     vector<FaceGridIntersector> facesItersectors( faceMap.Extent() );
1861     TopTools_MapIteratorOfMapOfShape faceMppIt( faceMap );
1862     for ( int i = 0; faceMppIt.More(); faceMppIt.Next(), ++i )
1863     {
1864       facesItersectors[i]._face = TopoDS::Face( faceMppIt.Key() );
1865       facesItersectors[i]._grid = &grid;
1866       shapeBox.Add( facesItersectors[i].GetFaceBndBox() );
1867     }
1868
1869     vector<double> xCoords, yCoords, zCoords;
1870     _hyp->GetCoordinates( xCoords, yCoords, zCoords, shapeBox );
1871
1872     grid.SetCoordinates( xCoords, yCoords, zCoords, theShape );
1873
1874     // check if the grid encloses the shape
1875     if ( !_hyp->IsGridBySpacing(0) ||
1876          !_hyp->IsGridBySpacing(1) ||
1877          !_hyp->IsGridBySpacing(2) )
1878     {
1879       Bnd_Box gridBox;
1880       gridBox.Add( gp_Pnt( xCoords[0], yCoords[0], zCoords[0] ));
1881       gridBox.Add( gp_Pnt( xCoords.back(), yCoords.back(), zCoords.back() ));
1882       double x0,y0,z0, x1,y1,z1;
1883       shapeBox.Get(x0,y0,z0, x1,y1,z1);
1884       if ( gridBox.IsOut( gp_Pnt( x0,y0,z0 )) ||
1885            gridBox.IsOut( gp_Pnt( x1,y1,z1 )))
1886         for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1887           if ( !facesItersectors[i].IsInGrid( gridBox ))
1888             return error("The grid doesn't enclose the geometry");
1889     }
1890
1891 #ifdef WITH_TBB
1892     { // copy partner faces and curves of not thread-safe types
1893       set< const Standard_Transient* > tshapes;
1894       BRepBuilderAPI_Copy copier;
1895       for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1896       {
1897         if ( !facesItersectors[i].IsThreadSafe() &&
1898              !tshapes.insert((const Standard_Transient*) facesItersectors[i]._face.TShape() ).second )
1899         {
1900           copier.Perform( facesItersectors[i]._face );
1901           facesItersectors[i]._face = TopoDS::Face( copier );
1902         }
1903       }
1904     }
1905     // Intersection of grid lines with the geometry boundary.
1906     tbb::parallel_for ( tbb::blocked_range<size_t>( 0, facesItersectors.size() ),
1907                         ParallelIntersector( facesItersectors ),
1908                         tbb::simple_partitioner());
1909 #else
1910     for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1911       facesItersectors[i].Intersect();
1912 #endif
1913
1914     // put interesection points onto the GridLine's; this is done after intersection
1915     // to avoid contention of facesItersectors for writing into the same GridLine
1916     // in case of parallel work of facesItersectors
1917     for ( size_t i = 0; i < facesItersectors.size(); ++i )
1918       facesItersectors[i].StoreIntersections();
1919
1920     SMESH_MesherHelper helper( theMesh );
1921     TopExp_Explorer solidExp (theShape, TopAbs_SOLID);
1922     helper.SetSubShape( solidExp.Current() );
1923     helper.SetElementsOnShape( true );
1924
1925     // create nodes on the geometry
1926     grid.ComputeNodes(helper);
1927
1928     // create volume elements
1929     Hexahedron hex( _hyp->GetSizeThreshold(), &grid );
1930     int nbAdded = hex.MakeElements( helper );
1931
1932     SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh.GetMeshDS();
1933     if ( nbAdded > 0 )
1934     {
1935       // make all SOLIDS computed
1936       if ( SMESHDS_SubMesh* sm1 = meshDS->MeshElements( solidExp.Current()) )
1937       {
1938         SMDS_ElemIteratorPtr volIt = sm1->GetElements();
1939         for ( ; solidExp.More() && volIt->more(); solidExp.Next() )
1940         {
1941           const SMDS_MeshElement* vol = volIt->next();
1942           sm1->RemoveElement( vol, /*isElemDeleted=*/false );
1943           meshDS->SetMeshElementOnShape( vol, solidExp.Current() );
1944         }
1945       }
1946       // make other sub-shapes computed
1947       setSubmeshesComputed( theMesh, theShape );
1948     }
1949
1950     // remove free nodes
1951     if ( SMESHDS_SubMesh * smDS = meshDS->MeshElements( helper.GetSubShapeID() ))
1952     {
1953       // intersection nodes
1954       for ( int iDir = 0; iDir < 3; ++iDir )
1955       {
1956         vector< GridLine >& lines = grid._lines[ iDir ];
1957         for ( size_t i = 0; i < lines.size(); ++i )
1958         {
1959           multiset< IntersectionPoint >::iterator ip = lines[i]._intPoints.begin();
1960           for ( ; ip != lines[i]._intPoints.end(); ++ip )
1961             if ( ip->_node && ip->_node->NbInverseElements() == 0 )
1962               meshDS->RemoveFreeNode( ip->_node, smDS, /*fromGroups=*/false );
1963         }
1964       }
1965       // grid nodes
1966       for ( size_t i = 0; i < grid._nodes.size(); ++i )
1967         if ( !grid._isBndNode[i] ) // nodes on boundary are already removed
1968           if ( grid._nodes[i] && grid._nodes[i]->NbInverseElements() == 0 )
1969             meshDS->RemoveFreeNode( grid._nodes[i], smDS, /*fromGroups=*/false );
1970     }
1971
1972     return nbAdded;
1973
1974   }
1975   // SMESH_ComputeError is not caught at SMESH_submesh level for an unknown reason
1976   catch ( SMESH_ComputeError& e)
1977   {
1978     return error( SMESH_ComputeErrorPtr( new SMESH_ComputeError( e )));
1979   }
1980   return false;
1981 }
1982
1983 //=============================================================================
1984 /*!
1985  *  Evaluate
1986  */
1987 //=============================================================================
1988
1989 bool StdMeshers_Cartesian_3D::Evaluate(SMESH_Mesh &         theMesh,
1990                                        const TopoDS_Shape & theShape,
1991                                        MapShapeNbElems&     theResMap)
1992 {
1993   // TODO
1994 //   std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
1995 //   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
1996 //   if(IsQuadratic) {
1997 //     aResVec[SMDSEntity_Quad_Cartesian] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
1998 //     int nb1d_face0_int = ( nb2d_face0*4 - nb1d ) / 2;
1999 //     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( 2*nb2d/nb1d - 1 ) - nb1d_face0_int * nb2d/nb1d;
2000 //   }
2001 //   else {
2002 //     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( nb2d/nb1d - 1 );
2003 //     aResVec[SMDSEntity_Cartesian] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
2004 //   }
2005 //   SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
2006 //   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
2007
2008   return true;
2009 }
2010
2011 //=============================================================================
2012 namespace
2013 {
2014   /*!
2015    * \brief Event listener setting/unsetting _alwaysComputed flag to
2016    *        submeshes of inferior levels to prevent their computing
2017    */
2018   struct _EventListener : public SMESH_subMeshEventListener
2019   {
2020     string _algoName;
2021
2022     _EventListener(const string& algoName):
2023       SMESH_subMeshEventListener(/*isDeletable=*/true,"StdMeshers_Cartesian_3D::_EventListener"),
2024       _algoName(algoName)
2025     {}
2026     // --------------------------------------------------------------------------------
2027     // setting/unsetting _alwaysComputed flag to submeshes of inferior levels
2028     //
2029     static void setAlwaysComputed( const bool     isComputed,
2030                                    SMESH_subMesh* subMeshOfSolid)
2031     {
2032       SMESH_subMeshIteratorPtr smIt =
2033         subMeshOfSolid->getDependsOnIterator(/*includeSelf=*/false, /*complexShapeFirst=*/false);
2034       while ( smIt->more() )
2035       {
2036         SMESH_subMesh* sm = smIt->next();
2037         sm->SetIsAlwaysComputed( isComputed );
2038       }
2039     }
2040
2041     // --------------------------------------------------------------------------------
2042     // unsetting _alwaysComputed flag if "Cartesian_3D" was removed
2043     //
2044     virtual void ProcessEvent(const int          event,
2045                               const int          eventType,
2046                               SMESH_subMesh*     subMeshOfSolid,
2047                               SMESH_subMeshEventListenerData* data,
2048                               const SMESH_Hypothesis*         hyp = 0)
2049     {
2050       if ( eventType == SMESH_subMesh::COMPUTE_EVENT )
2051       {
2052         setAlwaysComputed( subMeshOfSolid->GetComputeState() == SMESH_subMesh::COMPUTE_OK,
2053                            subMeshOfSolid );
2054       }
2055       else
2056       {
2057         SMESH_Algo* algo3D = subMeshOfSolid->GetAlgo();
2058         if ( !algo3D || _algoName != algo3D->GetName() )
2059           setAlwaysComputed( false, subMeshOfSolid );
2060       }
2061     }
2062
2063     // --------------------------------------------------------------------------------
2064     // set the event listener
2065     //
2066     static void SetOn( SMESH_subMesh* subMeshOfSolid, const string& algoName )
2067     {
2068       subMeshOfSolid->SetEventListener( new _EventListener( algoName ),
2069                                         /*data=*/0,
2070                                         subMeshOfSolid );
2071     }
2072
2073   }; // struct _EventListener
2074
2075 } // namespace
2076
2077 //================================================================================
2078 /*!
2079  * \brief Sets event listener to submeshes if necessary
2080  *  \param subMesh - submesh where algo is set
2081  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
2082  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
2083  */
2084 //================================================================================
2085
2086 void StdMeshers_Cartesian_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
2087 {
2088   _EventListener::SetOn( subMesh, GetName() );
2089 }
2090
2091 //================================================================================
2092 /*!
2093  * \brief Set _alwaysComputed flag to submeshes of inferior levels to avoid their computing
2094  */
2095 //================================================================================
2096
2097 void StdMeshers_Cartesian_3D::setSubmeshesComputed(SMESH_Mesh&         theMesh,
2098                                                    const TopoDS_Shape& theShape)
2099 {
2100   for ( TopExp_Explorer soExp( theShape, TopAbs_SOLID ); soExp.More(); soExp.Next() )
2101     _EventListener::setAlwaysComputed( true, theMesh.GetSubMesh( soExp.Current() ));
2102 }
2103