src/StdMeshers/StdMeshers_FaceSide.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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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_FaceSide.hxx
  25 // Created   : Wed Jan 31 18:41:25 2007
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 // Module    : SMESH
  28
  29 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  30
  31 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  32 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  33 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  34 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  35 //#include "SMESH_Algo.hxx"
  36 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  37 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  38 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  39 #include "SMESH_Block.hxx"
  40
  41 #include <Adaptor2d_Curve2d.hxx>
  42 #include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
  43 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  44 #include <BRep_Builder.hxx>
  45 #include <BRep_Tool.hxx>
  46 #include <TopExp.hxx>
  47 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  48 #include <TopoDS_Face.hxx>
  49 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  50 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  51
  52 #include <map>
  53
  54 #include "utilities.h"
  55
  56 //================================================================================
  57 /*!
  58  * \brief Constructor of a side of one edge
  59   * \param theFace - the face
  60   * \param theEdge - the edge
  61  */
  62 //================================================================================
  63
  64 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  65                                          const TopoDS_Edge& theEdge,
  66                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  67                                          const bool         theIsForward,
  68                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  69 {
  70   list<TopoDS_Edge> edges(1,theEdge);
  71   *this = StdMeshers_FaceSide( theFace, edges, theMesh, theIsForward, theIgnoreMediumNodes );
  72 }
  73
  74 //================================================================================
  75 /*!
  76  * \brief Constructor of a side of several edges
  77   * \param theFace - the face
  78   * \param theEdge - the edge
  79  */
  80 //================================================================================
  81
  82 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  83                                          list<TopoDS_Edge>& theEdges,
  84                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  85                                          const bool         theIsForward,
  86                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  87 {
  88   int nbEdges = theEdges.size();
  89   myEdge.resize( nbEdges );
  90   myC2d.resize( nbEdges );
  91   myFirst.resize( nbEdges );
  92   myLast.resize( nbEdges );
  93   myNormPar.resize( nbEdges );
  94   myLength = 0;
  95   myNbPonits = myNbSegments = 0;
  96   myMesh = theMesh;
  97   myMissingVertexNodes = false;
  98   myIgnoreMediumNodes = theIgnoreMediumNodes;
  99   if ( nbEdges == 0 ) return;
 100
 101   SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh->GetMeshDS();
 102   vector<double> len( nbEdges );
 103
 104   int nbDegen = 0;
 105   list<TopoDS_Edge>::iterator edge = theEdges.begin();
 106   for ( int index = 0; edge != theEdges.end(); ++index, ++edge )
 107   {
 108     int i = theIsForward ? index : nbEdges - index - 1;
 109     len[i] = SMESH_Algo::EdgeLength( *edge );
 110     if ( len[i] < DBL_MIN ) nbDegen++;
 111     myLength += len[i];
 112     myEdge[i] = *edge;
 113     if ( !theIsForward ) myEdge[i].Reverse();
 114
 115     if ( theFace.IsNull() )
 116       BRep_Tool::Range( *edge, myFirst[i], myLast[i] );
 117     else
 118       myC2d[i] = BRep_Tool::CurveOnSurface( *edge, theFace, myFirst[i], myLast[i] );
 119     if ( myEdge[i].Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 120       std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 121
 122     if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( *edge )) {
 123       int nbN = sm->NbNodes();
 124       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
 125         SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = sm->GetElements();
 126         if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsQuadratic() )
 127           nbN -= sm->NbElements();
 128       }
 129       myNbPonits += nbN;
 130       myNbSegments += sm->NbElements();
 131     }
 132     if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( *edge, 1), meshDS ))
 133       myNbPonits += 1; // for the first end
 134     else
 135       myMissingVertexNodes = true;
 136   }
 137   if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::LastVertex( theEdges.back(), 1), meshDS ))
 138     myNbPonits++; // for the last end
 139   else
 140     myMissingVertexNodes = true;
 141
 142   if ( nbEdges > 1 && myLength > DBL_MIN ) {
 143     const double degenNormLen = 1.e-5;
 144     double totLength = myLength;
 145     if ( nbDegen )
 146       totLength += myLength * degenNormLen * nbDegen;
 147     double prevNormPar = 0;
 148     for ( int i = 0; i < nbEdges; ++i ) {
 149       if ( len[ i ] < DBL_MIN )
 150         len[ i ] = myLength * degenNormLen;
 151       myNormPar[ i ] = prevNormPar + len[i]/totLength;
 152       prevNormPar = myNormPar[ i ];
 153     }
 154   }
 155   myNormPar[nbEdges-1] = 1.;
 156   //dump();
 157 }
 158
 159 //================================================================================
 160 /*!
 161  * \brief Return info on nodes on the side
 162   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 163  */
 164 //================================================================================
 165
 166 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct(bool   isXConst,
 167                                                              double constValue) const
 168 {
 169   if ( myPoints.empty() ) {
 170
 171     if ( NbEdges() == 0 ) return myPoints;
 172
 173     SMESHDS_Mesh* meshDS = myMesh->GetMeshDS();
 174
 175     // sort nodes of all edges putting them into a map
 176
 177     map< double, const SMDS_MeshNode*> u2node;
 178     //int nbOnDegen = 0;
 179     for ( int i = 0; i < myEdge.size(); ++i )
 180     {
 181       // put 1st vertex node
 182       TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 183       TopExp::Vertices( myEdge[i], VFirst, VLast, true);
 184       const SMDS_MeshNode* node = SMESH_Algo::VertexNode( VFirst, meshDS );
 185       double prevNormPar = ( i == 0 ? 0 : myNormPar[ i-1 ]); // normalized param
 186       if ( node ) { // internal nodes may be missing
 187         u2node.insert( make_pair( prevNormPar, node ));
 188       } else if ( i == 0 ) {
 189         MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 190         return myPoints;
 191       }
 192
 193       // put 2nd vertex node for a last edge
 194       if ( i+1 == myEdge.size() ) {
 195         node = SMESH_Algo::VertexNode( VLast, meshDS );
 196         if ( !node ) {
 197           MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 198           return myPoints;
 199         }
 200         u2node.insert( make_pair( 1., node ));
 201       }
 202
 203       // put internal nodes
 204       SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( myEdge[i] );
 205       if ( !sm ) continue;
 206       SMDS_NodeIteratorPtr nItr = sm->GetNodes();
 207       double paramSize = myLast[i] - myFirst[i], r = myNormPar[i] - prevNormPar;
 208       while ( nItr->more() ) {
 209         const SMDS_MeshNode* node = nItr->next();
 210         if ( myIgnoreMediumNodes && SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, SMDSAbs_Edge ))
 211           continue;
 212         const SMDS_EdgePosition* epos =
 213           static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 214         double u = epos->GetUParameter();
 215         // paramSize is signed so orientation is taken into account
 216         double normPar = prevNormPar + r * ( u - myFirst[i] ) / paramSize;
 217 #ifdef _DEBUG_
 218         if ( normPar > 1 || normPar < 0) {
 219           dump("DEBUG");
 220           MESSAGE ( "WRONG normPar: "<<normPar<< " prevNormPar="<<prevNormPar
 221                     << " u="<<u << " myFirst[i]="<<myFirst[i]<< " myLast[i]="<<myLast[i]
 222                     << " paramSize="<<paramSize );
 223         }
 224 #endif
 225         u2node.insert( make_pair( normPar, node ));
 226       }
 227     }
 228     if ( u2node.size() != myNbPonits ) {
 229       MESSAGE("Wrong node parameters on edges, u2node.size():"
 230               <<u2node.size()<<" !=  myNbPonits:"<<myNbPonits);
 231       return myPoints;
 232     }
 233
 234     // fill array of UVPtStruct
 235
 236     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myPoints );
 237     points->resize( myNbPonits );
 238
 239     int EdgeIndex = 0;
 240     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 241     map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_node = u2node.begin();
 242     for (int i = 0 ; u_node != u2node.end(); ++u_node, ++i ) {
 243       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 244       uvPt.node = u_node->second;
 245       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.normParam = u_node->first;
 246       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 247       else            uvPt.y = constValue;
 248       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < uvPt.normParam ) {
 249         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 250         ++EdgeIndex;
 251 #ifdef _DEBUG_
 252         if ( EdgeIndex >= myEdge.size() ) {
 253           dump("DEBUG");
 254           MESSAGE ( "WRONg EdgeIndex " << 1+EdgeIndex
 255                     << " myNormPar.size()="<<myNormPar.size()
 256                     << " myNormPar["<< EdgeIndex<<"]="<< myNormPar[ EdgeIndex ]
 257                     << " uvPt.normParam="<<uvPt.normParam );
 258         }
 259 #endif
 260         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 261       }
 262       const SMDS_EdgePosition* epos =
 263         dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>(uvPt.node->GetPosition().get());
 264       if ( epos ) {
 265         uvPt.param = epos->GetUParameter();
 266       }
 267       else {
 268         double r = ( uvPt.normParam - prevNormPar )/ paramSize;
 269 //         uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 270         uvPt.param = ( r > 0.5 ? myLast[EdgeIndex] : myFirst[EdgeIndex] );
 271       }
 272       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 273         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 274         uvPt.u = p.X();
 275         uvPt.v = p.Y();
 276       }
 277       else {
 278         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 279       }
 280     }
 281   }
 282   return myPoints;
 283 }
 284
 285 //================================================================================
 286 /*!
 287  * \brief Falsificate info on nodes
 288   * \param nbSeg - nb of segments on the side
 289   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 290  */
 291 //================================================================================
 292
 293 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::SimulateUVPtStruct(int    nbSeg,
 294                                                                   bool   isXConst,
 295                                                                   double constValue) const
 296 {
 297   if ( myFalsePoints.empty() ) {
 298
 299     if ( NbEdges() == 0 ) return myFalsePoints;
 300
 301     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myFalsePoints );
 302     points->resize( nbSeg+1 );
 303
 304     int EdgeIndex = 0;
 305     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 306     for (int i = 0 ; i < myFalsePoints.size(); ++i ) {
 307       double normPar = double(i) / double(nbSeg);
 308       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 309       uvPt.node = 0;
 310       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.param = uvPt.normParam = normPar;
 311       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 312       else            uvPt.y = constValue;
 313       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < normPar ) {
 314         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 315         ++EdgeIndex;
 316         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 317       }
 318       double r = ( normPar - prevNormPar )/ paramSize;
 319       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 320       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 321         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 322         uvPt.u = p.X();
 323         uvPt.v = p.Y();
 324       }
 325       else {
 326         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 327       }
 328     }
 329   }
 330   return myFalsePoints;
 331 }
 332 // gp_Pnt StdMeshers_FaceSide::Value(double U) const
 333 // {
 334 // }
 335
 336 //================================================================================
 337 /*!
 338  * \brief reverse order of vector elements
 339   * \param vec - vector to reverse
 340  */
 341 //================================================================================
 342
 343 template <typename T > void reverse(vector<T> & vec)
 344 {
 345   for ( int f=0, r=vec.size()-1; f < r; ++f, --r )
 346     std::swap( vec[f], vec[r] );
 347 }
 348
 349 //================================================================================
 350 /*!
 351  * \brief Change orientation of side geometry
 352  */
 353 //================================================================================
 354
 355 void StdMeshers_FaceSide::Reverse()
 356 {
 357   int nbEdges = myEdge.size();
 358   for ( int i = nbEdges-1; i >= 0; --i ) {
 359     std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 360     myEdge[i].Reverse();
 361     if ( i > 0 ) // at the first loop 1. is overwritten
 362       myNormPar[i] = 1 - myNormPar[i-1];
 363   }
 364   if ( nbEdges > 1 ) {
 365     reverse( myEdge );
 366     reverse( myC2d );
 367     reverse( myFirst );
 368     reverse( myLast );
 369     reverse( myNormPar );
 370   }
 371   myNormPar[nbEdges-1]=1.;
 372   myPoints.clear();
 373   myFalsePoints.clear();
 374 }
 375
 376 //================================================================================
 377 /*!
 378  * \brief Show side features
 379  */
 380 //================================================================================
 381
 382 void StdMeshers_FaceSide::dump(const char* msg) const
 383 {
 384 #ifdef _DEBUG_
 385   if (msg) MESSAGE ( std::endl << msg );
 386   MESSAGE_BEGIN ("NB EDGES: "<< myEdge.size() );
 387   MESSAGE_ADD ( "nbPoints: "<<myNbPonits<<" vecSize: " << myPoints.size()<<" "<<myFalsePoints.size() );
 388   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i)
 389   {
 390     MESSAGE_ADD ( "\t"<<i+1 );
 391     MESSAGE_ADD ( "\tEDGE: " );
 392     if (myEdge[i].IsNull()) {
 393       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 394     }
 395     else {
 396       TopAbs::Print(myEdge[i].Orientation(),cout)<<" "<<myEdge[i].TShape().operator->()<<endl;
 397       MESSAGE_ADD ( "\tV1: " << TopExp::FirstVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->()
 398                  << "  V2: " << TopExp::LastVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->() );
 399     }
 400     MESSAGE_ADD ( "\tC2d: ");
 401
 402     if (myC2d[i].IsNull()) {
 403       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 404     }
 405     else {
 406       MESSAGE_ADD ( myC2d[i].operator->() );
 407     }
 408
 409     MESSAGE_ADD ( "\tF: "<<myFirst[i]<< " L: "<< myLast[i] );
 410     MESSAGE_END ( "\tnormPar: "<<myNormPar[i]<<endl );
 411   }
 412 #endif
 413 }
 414
 415 //================================================================================
 416 /*!
 417  * \brief Creates a Adaptor2d_Curve2d to be used in SMESH_Block
 418   * \retval Adaptor2d_Curve2d* -
 419  */
 420 //================================================================================
 421
 422 struct Adaptor2dCurve2d : public Adaptor2d_Curve2d
 423 {
 424   const StdMeshers_FaceSide* mySide;
 425   Adaptor2dCurve2d(const StdMeshers_FaceSide* faceSide):mySide(faceSide) {}
 426   gp_Pnt2d Value(const Standard_Real U) const { return mySide->Value2d( U ); }
 427   Standard_Real FirstParameter() const { return 0; }
 428   Standard_Real LastParameter() const { return 1; }
 429 };
 430
 431 Adaptor2d_Curve2d* StdMeshers_FaceSide::GetCurve2d() const
 432 {
 433   return new Adaptor2dCurve2d( this );
 434 }
 435
 436 //================================================================================
 437 /*!
 438  * \brief Creates a fully functional Adaptor_Curve
 439  */
 440 //================================================================================
 441
 442 BRepAdaptor_CompCurve* StdMeshers_FaceSide::GetCurve3d() const
 443 {
 444   if ( myEdge.empty() )
 445     return 0;
 446
 447 //   if ( myEdge.size() == 1 )
 448 //     return new BRepAdaptor_Curve( myEdge[0] );
 449
 450   TopoDS_Wire aWire;
 451   BRep_Builder aBuilder;
 452   aBuilder.MakeWire(aWire);
 453   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i )
 454     aBuilder.Add( aWire, myEdge[i] );
 455   return new BRepAdaptor_CompCurve( aWire );
 456 }
 457
 458 //================================================================================
 459 /*!
 460  * \brief Return 2D point by normalized parameter
 461   * \param U - normalized parameter value
 462   * \retval gp_Pnt2d - point
 463  */
 464 //================================================================================
 465
 466 gp_Pnt2d StdMeshers_FaceSide::Value2d(double U) const
 467 {
 468   if ( !myC2d[0].IsNull() ) {
 469     int i = EdgeIndex( U );
 470     double prevU = i ? myNormPar[ i-1 ] : 0;
 471     double r = ( U - prevU )/ ( myNormPar[ i ] - prevU );
 472     return myC2d[ i ]->Value( myFirst[i] * ( 1 - r ) + myLast[i] * r );
 473   }
 474   return gp_Pnt2d( 1e+100, 1e+100 );
 475 }
 476
 477 //================================================================================
 478 /*!
 479  * \brief Return wires of a face as StdMeshers_FaceSide's
 480  */
 481 //================================================================================
 482
 483 TSideVector StdMeshers_FaceSide::GetFaceWires(const TopoDS_Face& theFace,
 484                                               SMESH_Mesh &       theMesh,
 485                                               const bool         theIgnoreMediumNodes,
 486                                               TError &           theError)
 487 {
 488   TopoDS_Vertex V1;
 489   list< TopoDS_Edge > edges;
 490   list< int > nbEdgesInWires;
 491   int nbWires = SMESH_Block::GetOrderedEdges (theFace, V1, edges, nbEdgesInWires);
 492
 493   // split list of all edges into separate wires
 494   TSideVector wires( nbWires );
 495   list< int >::iterator nbE = nbEdgesInWires.begin();
 496   list< TopoDS_Edge >::iterator from, to;
 497   from = to = edges.begin();
 498   for ( int iW = 0; iW < nbWires; ++iW )
 499   {
 500     std::advance( to, *nbE++ );
 501     list< TopoDS_Edge > wireEdges( from, to );
 502     // assure that there is a node on the first vertex
 503     // as StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct() requires
 504     while ( !SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( wireEdges.front(), true),
 505                                      theMesh.GetMeshDS()))
 506     {
 507       wireEdges.splice(wireEdges.end(), wireEdges,
 508                        wireEdges.begin(), ++wireEdges.begin());
 509       if ( from->IsSame( wireEdges.front() )) {
 510         theError = TError
 511           ( new SMESH_ComputeError(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"No nodes on vertices"));
 512         return TSideVector(0);
 513       }
 514     }
 515     // find out side orientation, which is important if there are several wires (PAL19080)
 516     bool isForward = true;
 517     if ( nbWires > 1 ) {
 518       TopExp_Explorer e( theFace, TopAbs_EDGE );
 519       while ( ! e.Current().IsSame( wireEdges.back() ))
 520         e.Next();
 521       isForward = ( e.Current().Orientation() == wireEdges.back().Orientation() );
 522     }
 523
 524     StdMeshers_FaceSide* wire = new StdMeshers_FaceSide( theFace, wireEdges, &theMesh,
 525                                                          isForward, theIgnoreMediumNodes);
 526     wires[ iW ] = StdMeshers_FaceSidePtr( wire );
 527     from = to;
 528   }
 529   return wires;
 530 }
 531