src/StdMeshers/StdMeshers_Hexa_3D.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
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 //  File   : StdMeshers_Hexa_3D.cxx
  25 //           Moved here from SMESH_Hexa_3D.cxx
  26 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  27 //  Module : SMESH
  28 //  $Header$
  29
  30 #include "StdMeshers_Hexa_3D.hxx"
  31 #include "StdMeshers_Quadrangle_2D.hxx"
  32 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  33 #include "StdMeshers_Penta_3D.hxx"
  34 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  35
  36 #include "SMESH_Gen.hxx"
  37 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  38 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  39 #include "SMESH_Comment.hxx"
  40
  41 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  42 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  43 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  44 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  45 #include "SMDS_VolumeOfNodes.hxx"
  46
  47 #include <TopExp.hxx>
  48 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  51 #include <TColStd_MapOfInteger.hxx>
  52
  53 #include <BRep_Tool.hxx>
  54 #include <Geom_Surface.hxx>
  55 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  56
  57 #include "utilities.h"
  58 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  59
  60 typedef SMESH_Comment TComm;
  61
  62 using namespace std;
  63
  64 static SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &);
  65
  66 //=============================================================================
  67 /*!
  68  *
  69  */
  70 //=============================================================================
  71
  72 StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  73   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  74 {
  75   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D");
  76   _name = "Hexa_3D";
  77   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  78 }
  79
  80 //=============================================================================
  81 /*!
  82  *
  83  */
  84 //=============================================================================
  85
  86 StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D()
  87 {
  88   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D");
  89 }
  90
  91 //================================================================================
  92 /*!
  93  * \brief Clear fields and return the argument
  94   * \param res - the value to return
  95   * \retval bool - the argument value
  96  */
  97 //================================================================================
  98
  99 bool StdMeshers_Hexa_3D::ClearAndReturn(FaceQuadStruct* theQuads[6], const bool res)
 100 {
 101   for (int i = 0; i < 6; i++) {
 102     delete theQuads[i];
 103     theQuads[i] = NULL;
 104   }
 105   return res;
 106 }
 107
 108
 109 //=============================================================================
 110 /*!
 111  *
 112  */
 113 //=============================================================================
 114
 115 bool StdMeshers_Hexa_3D::CheckHypothesis
 116                          (SMESH_Mesh&                          aMesh,
 117                           const TopoDS_Shape&                  aShape,
 118                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 119 {
 120   // check nb of faces in the shape
 121   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_GEOMETRY;
 122   int nbFaces = 0;
 123   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next())
 124     if ( ++nbFaces > 6 )
 125       return false;
 126
 127   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 128   return true;
 129 }
 130
 131 //=======================================================================
 132 //function : findIJ
 133 //purpose  : return i,j of the node
 134 //=======================================================================
 135
 136 static bool findIJ (const SMDS_MeshNode* node, const FaceQuadStruct * quad, int& I, int& J)
 137 {
 138   I = J = 0;
 139   const SMDS_FacePosition* fpos =
 140     static_cast<const SMDS_FacePosition*>(node->GetPosition().get());
 141   if ( ! fpos ) return false;
 142   gp_Pnt2d uv( fpos->GetUParameter(), fpos->GetVParameter() );
 143
 144   double minDist = DBL_MAX;
 145   int nbhoriz  = Min(quad->side[0]->NbPoints(), quad->side[2]->NbPoints());
 146   int nbvertic = Min(quad->side[1]->NbPoints(), quad->side[3]->NbPoints());
 147   for (int i = 1; i < nbhoriz - 1; i++) {
 148     for (int j = 1; j < nbvertic - 1; j++) {
 149       int ij = j * nbhoriz + i;
 150       gp_Pnt2d uv2( quad->uv_grid[ij].u, quad->uv_grid[ij].v );
 151       double dist = uv.SquareDistance( uv2 );
 152       if ( dist < minDist ) {
 153         minDist = dist;
 154         I = i;
 155         J = j;
 156       }
 157     }
 158   }
 159   return true;
 160 }
 161
 162
 163 //=============================================================================
 164 /*!
 165  * Hexahedron mesh on hexaedron like form
 166  * -0.  - shape and face mesh verification
 167  * -1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 168  * -2.  - Algorithm from:
 169  * "Application de l'interpolation transfinie à la création de maillages
 170  *  C0 ou G1 continus sur des triangles, quadrangles, tetraedres, pentaedres
 171  *  et hexaedres déformés."
 172  * Alain PERONNET - 8 janvier 1999
 173  */
 174 //=============================================================================
 175
 176 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh &         aMesh,
 177                                  const TopoDS_Shape & aShape) throw(SALOME_Exception)
 178 {
 179   Unexpect aCatch(SalomeException);
 180   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::Compute");
 181   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 182
 183   // 0.  - shape and face mesh verification
 184   // 0.1 - shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 185
 186   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 187   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 188     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 189     ASSERT(aSubMesh);
 190     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 191   }
 192   if (meshFaces.size() != 6)
 193     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in block");
 194
 195   // 0.2 - is each face meshed with Quadrangle_2D? (so, with a wire of 4 edges)
 196
 197   // tool for working with quadratic elements
 198   SMESH_MesherHelper aTool (aMesh);
 199   _quadraticMesh = aTool.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 200
 201   // cube structure
 202   typedef struct cubeStruct
 203   {
 204     TopoDS_Vertex V000;
 205     TopoDS_Vertex V001;
 206     TopoDS_Vertex V010;
 207     TopoDS_Vertex V011;
 208     TopoDS_Vertex V100;
 209     TopoDS_Vertex V101;
 210     TopoDS_Vertex V110;
 211     TopoDS_Vertex V111;
 212     faceQuadStruct* quad_X0;
 213     faceQuadStruct* quad_X1;
 214     faceQuadStruct* quad_Y0;
 215     faceQuadStruct* quad_Y1;
 216     faceQuadStruct* quad_Z0;
 217     faceQuadStruct* quad_Z1;
 218     Point3DStruct* np; // normalised 3D coordinates
 219   } CubeStruct;
 220
 221   CubeStruct aCube;
 222
 223   // bounding faces
 224   FaceQuadStruct* aQuads[6];
 225   for (int i = 0; i < 6; i++)
 226     aQuads[i] = 0;
 227
 228   for (int i = 0; i < 6; i++)
 229   {
 230     TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 231     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 232     string algoName = algo->GetName();
 233     bool isAllQuad = false;
 234     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 235       SMESHDS_SubMesh * sm = meshDS->MeshElements( aFace );
 236       if ( sm ) {
 237         isAllQuad = true;
 238         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = sm->GetElements();
 239         while ( isAllQuad && eIt->more() ) {
 240           const SMDS_MeshElement* elem =  eIt->next();
 241           isAllQuad = ( elem->NbNodes()==4 ||(_quadraticMesh && elem->NbNodes()==8) );
 242         }
 243       }
 244     }
 245     if ( ! isAllQuad ) {
 246       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 247       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 248     }
 249     StdMeshers_Quadrangle_2D *quadAlgo =
 250       dynamic_cast < StdMeshers_Quadrangle_2D * >(algo);
 251     ASSERT(quadAlgo);
 252     try {
 253       aQuads[i] = quadAlgo->CheckAnd2Dcompute(aMesh, aFace, _quadraticMesh);
 254     }
 255     catch(SALOME_Exception & S_ex) {
 256       return ClearAndReturn( aQuads, error(COMPERR_SLM_EXCEPTION,TComm(S_ex.what()) <<
 257                                            " Raised by StdMeshers_Quadrangle_2D "
 258                                            " on face #" << meshDS->ShapeToIndex( aFace )));
 259     }
 260
 261     // 0.2.1 - number of points on the opposite edges must be the same
 262     if (aQuads[i]->side[0]->NbPoints() != aQuads[i]->side[2]->NbPoints() ||
 263         aQuads[i]->side[1]->NbPoints() != aQuads[i]->side[3]->NbPoints()
 264         /*aQuads[i]->side[0]->NbEdges() != 1 ||
 265         aQuads[i]->side[1]->NbEdges() != 1 ||
 266         aQuads[i]->side[2]->NbEdges() != 1 ||
 267         aQuads[i]->side[3]->NbEdges() != 1*/) {
 268       MESSAGE("different number of points on the opposite edges of face " << i);
 269       // Try to go into penta algorithm 'cause it has been improved.
 270       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 271       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 272     }
 273   }
 274
 275   // 1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 276   // 1.1 - ancestor maps vertex->edges in the cube
 277
 278   TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MS;
 279   TopExp::MapShapesAndAncestors(aShape, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MS);
 280
 281   // 1.2 - first face is choosen as face Y=0 of the unit cube
 282
 283   const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[0]->GetSubShape();
 284   const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aFace);
 285
 286   // 1.3 - identify the 4 vertices of the face Y=0: V000, V100, V101, V001
 287
 288   aCube.V000 = aQuads[0]->side[0]->FirstVertex(); // will be (0,0,0) on the unit cube
 289   aCube.V100 = aQuads[0]->side[0]->LastVertex();  // will be (1,0,0) on the unit cube
 290   aCube.V001 = aQuads[0]->side[2]->FirstVertex(); // will be (0,0,1) on the unit cube
 291   aCube.V101 = aQuads[0]->side[2]->LastVertex();  // will be (1,0,1) on the unit cube
 292
 293   TopTools_IndexedMapOfShape MV0;
 294   TopExp::MapShapes(F, TopAbs_VERTEX, MV0);
 295
 296   aCube.V010 = OppositeVertex( aCube.V000, MV0, aQuads);
 297   aCube.V110 = OppositeVertex( aCube.V100, MV0, aQuads);
 298   aCube.V011 = OppositeVertex( aCube.V001, MV0, aQuads);
 299   aCube.V111 = OppositeVertex( aCube.V101, MV0, aQuads);
 300
 301   // 1.6 - find remaining faces given 4 vertices
 302
 303   int _indY0 = 0;
 304   aCube.quad_Y0 = aQuads[_indY0];
 305
 306   int _indY1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 307                             aCube.V010, aCube.V011, aCube.V110, aCube.V111);
 308   aCube.quad_Y1 = aQuads[_indY1];
 309
 310   int _indZ0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 311                             aCube.V000, aCube.V010, aCube.V100, aCube.V110);
 312   aCube.quad_Z0 = aQuads[_indZ0];
 313
 314   int _indZ1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 315                             aCube.V001, aCube.V011, aCube.V101, aCube.V111);
 316   aCube.quad_Z1 = aQuads[_indZ1];
 317
 318   int _indX0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 319                             aCube.V000, aCube.V001, aCube.V010, aCube.V011);
 320   aCube.quad_X0 = aQuads[_indX0];
 321
 322   int _indX1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 323                             aCube.V100, aCube.V101, aCube.V110, aCube.V111);
 324   aCube.quad_X1 = aQuads[_indX1];
 325
 326   // 1.7 - get convertion coefs from face 2D normalized to 3D normalized
 327
 328   Conv2DStruct cx0;                     // for face X=0
 329   Conv2DStruct cx1;                     // for face X=1
 330   Conv2DStruct cy0;
 331   Conv2DStruct cy1;
 332   Conv2DStruct cz0;
 333   Conv2DStruct cz1;
 334
 335   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X0, meshFaces[_indX0]->GetSubShape(),
 336                  aCube.V000, aCube.V010, aCube.V011, aCube.V001, cx0);
 337   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X1, meshFaces[_indX1]->GetSubShape(),
 338                  aCube.V100, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V101, cx1);
 339   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y0, meshFaces[_indY0]->GetSubShape(),
 340                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V101, aCube.V001, cy0);
 341   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y1, meshFaces[_indY1]->GetSubShape(),
 342                  aCube.V010, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V011, cy1);
 343   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z0, meshFaces[_indZ0]->GetSubShape(),
 344                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V110, aCube.V010, cz0);
 345   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z1, meshFaces[_indZ1]->GetSubShape(),
 346                  aCube.V001, aCube.V101, aCube.V111, aCube.V011, cz1);
 347
 348   // 1.8 - create a 3D structure for normalized values
 349
 350   int nbx = aCube.quad_Z0->side[0]->NbPoints();
 351   if (cz0.a1 == 0.) nbx = aCube.quad_Z0->side[1]->NbPoints();
 352
 353   int nby = aCube.quad_X0->side[0]->NbPoints();
 354   if (cx0.a1 == 0.) nby = aCube.quad_X0->side[1]->NbPoints();
 355
 356   int nbz = aCube.quad_Y0->side[0]->NbPoints();
 357   if (cy0.a1 != 0.) nbz = aCube.quad_Y0->side[1]->NbPoints();
 358
 359   int i1, j1, nbxyz = nbx * nby * nbz;
 360   Point3DStruct *np = new Point3DStruct[nbxyz];
 361
 362   // 1.9 - store node indexes of faces
 363
 364   {
 365     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX0]->GetSubShape());
 366
 367     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X0;
 368     int i = 0;                          // j = x/face , k = y/face
 369     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 370     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 371
 372     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 373
 374     while(itf->more()) {
 375       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 376       if(aTool.IsMedium(node))
 377         continue;
 378       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 379         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 380       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 381       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 382     }
 383
 384     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 385       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 386         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 387         int j = cx0.ia * i1 + cx0.ib * j1 + cx0.ic;     // j = x/face
 388         int k = cx0.ja * i1 + cx0.jb * j1 + cx0.jc;     // k = y/face
 389         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 390         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 391         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 392         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 393       }
 394   }
 395
 396   {
 397     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX1]->GetSubShape());
 398
 399     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 400
 401     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X1;
 402     int i = nbx - 1;            // j = x/face , k = y/face
 403     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 404     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 405
 406     while(itf->more()) {
 407       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 408       if(aTool.IsMedium(node))
 409         continue;
 410       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 411         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 412       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 413       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 414     }
 415
 416     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 417       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 418         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 419         int j = cx1.ia * i1 + cx1.ib * j1 + cx1.ic;     // j = x/face
 420         int k = cx1.ja * i1 + cx1.jb * j1 + cx1.jc;     // k = y/face
 421         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 422         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 423         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 424         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 425       }
 426   }
 427
 428   {
 429     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY0]->GetSubShape());
 430
 431     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 432
 433     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y0;
 434     int j = 0;                          // i = x/face , k = y/face
 435     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 436     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 437
 438     while(itf->more()) {
 439       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 440       if(aTool.IsMedium(node))
 441         continue;
 442       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 443         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 444       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 445       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 446     }
 447
 448     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 449       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 450         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 451         int i = cy0.ia * i1 + cy0.ib * j1 + cy0.ic;     // i = x/face
 452         int k = cy0.ja * i1 + cy0.jb * j1 + cy0.jc;     // k = y/face
 453         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 454         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 455         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 456         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 457       }
 458   }
 459
 460   {
 461     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY1]->GetSubShape());
 462
 463     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 464
 465     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y1;
 466     int j = nby - 1;            // i = x/face , k = y/face
 467     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 468     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 469
 470     while(itf->more()) {
 471       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 472       if(aTool.IsMedium(node))
 473         continue;
 474       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 475         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 476       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 477       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 478     }
 479
 480     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 481       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 482         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 483         int i = cy1.ia * i1 + cy1.ib * j1 + cy1.ic;     // i = x/face
 484         int k = cy1.ja * i1 + cy1.jb * j1 + cy1.jc;     // k = y/face
 485         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 486         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 487         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 488         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 489       }
 490   }
 491
 492   {
 493     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ0]->GetSubShape());
 494
 495     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 496
 497     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z0;
 498     int k = 0;                          // i = x/face , j = y/face
 499     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 500     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 501
 502     while(itf->more()) {
 503       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 504       if(aTool.IsMedium(node))
 505         continue;
 506       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 507         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 508       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 509       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 510     }
 511
 512     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 513       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 514         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 515         int i = cz0.ia * i1 + cz0.ib * j1 + cz0.ic;     // i = x/face
 516         int j = cz0.ja * i1 + cz0.jb * j1 + cz0.jc;     // j = y/face
 517         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 518         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 519         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 520         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 521       }
 522   }
 523
 524   {
 525     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ1]->GetSubShape());
 526
 527     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 528
 529     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z1;
 530     int k = nbz - 1;            // i = x/face , j = y/face
 531     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 532     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 533
 534     while(itf->more()) {
 535       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 536       if(aTool.IsMedium(node))
 537         continue;
 538       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 539         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 540       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 541       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 542     }
 543
 544     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 545       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 546         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 547         int i = cz1.ia * i1 + cz1.ib * j1 + cz1.ic;     // i = x/face
 548         int j = cz1.ja * i1 + cz1.jb * j1 + cz1.jc;     // j = y/face
 549         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 550         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 551         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 552         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 553       }
 554   }
 555
 556   // 2.0 - for each node of the cube:
 557   //       - get the 8 points 3D = 8 vertices of the cube
 558   //       - get the 12 points 3D on the 12 edges of the cube
 559   //       - get the 6 points 3D on the 6 faces with their ID
 560   //       - compute the point 3D
 561   //       - store the point 3D in SMESHDS, store its ID in 3D structure
 562
 563   int shapeID = meshDS->ShapeToIndex( aShape );
 564
 565   Pt3 p000, p001, p010, p011, p100, p101, p110, p111;
 566   Pt3 px00, px01, px10, px11;
 567   Pt3 p0y0, p0y1, p1y0, p1y1;
 568   Pt3 p00z, p01z, p10z, p11z;
 569   Pt3 pxy0, pxy1, px0z, px1z, p0yz, p1yz;
 570
 571   GetPoint(p000, 0, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 572   GetPoint(p001, 0, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 573   GetPoint(p010, 0, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 574   GetPoint(p011, 0, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 575   GetPoint(p100, nbx - 1, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 576   GetPoint(p101, nbx - 1, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 577   GetPoint(p110, nbx - 1, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 578   GetPoint(p111, nbx - 1, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 579
 580   for (int i = 1; i < nbx - 1; i++) {
 581     for (int j = 1; j < nby - 1; j++) {
 582       for (int k = 1; k < nbz - 1; k++) {
 583         // *** seulement maillage regulier
 584         // 12 points on edges
 585         GetPoint(px00, i, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 586         GetPoint(px01, i, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 587         GetPoint(px10, i, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 588         GetPoint(px11, i, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 589
 590         GetPoint(p0y0, 0, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 591         GetPoint(p0y1, 0, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 592         GetPoint(p1y0, nbx - 1, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 593         GetPoint(p1y1, nbx - 1, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 594
 595         GetPoint(p00z, 0, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 596         GetPoint(p01z, 0, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 597         GetPoint(p10z, nbx - 1, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 598         GetPoint(p11z, nbx - 1, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 599
 600         // 12 points on faces
 601         GetPoint(pxy0, i, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 602         GetPoint(pxy1, i, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 603         GetPoint(px0z, i, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 604         GetPoint(px1z, i, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 605         GetPoint(p0yz, 0, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 606         GetPoint(p1yz, nbx - 1, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 607
 608         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 609         double x = double (i) / double (nbx - 1);       // *** seulement
 610         double y = double (j) / double (nby - 1);       // *** maillage
 611         double z = double (k) / double (nbz - 1);       // *** regulier
 612
 613         Pt3 X;
 614         for (int i = 0; i < 3; i++) {
 615           X[i] = (1 - x) * p0yz[i] + x * p1yz[i]
 616                  + (1 - y) * px0z[i] + y * px1z[i]
 617                  + (1 - z) * pxy0[i] + z * pxy1[i]
 618                  - (1 - x) * ((1 - y) * p00z[i] + y * p01z[i])
 619                  - x * ((1 - y) * p10z[i] + y * p11z[i])
 620                  - (1 - y) * ((1 - z) * px00[i] + z * px01[i])
 621                  - y * ((1 - z) * px10[i] + z * px11[i])
 622                  - (1 - z) * ((1 - x) * p0y0[i] + x * p1y0[i])
 623                  - z * ((1 - x) * p0y1[i] + x * p1y1[i])
 624                  + (1 - x) * ((1 - y) * ((1 - z) * p000[i] + z * p001[i])
 625                  + y * ((1 - z) * p010[i] + z * p011[i]))
 626                  + x * ((1 - y) * ((1 - z) * p100[i] + z * p101[i])
 627                  + y * ((1 - z) * p110[i] + z * p111[i]));
 628         }
 629
 630         SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(X[0], X[1], X[2]);
 631         np[ijk].node = node;
 632         meshDS->SetNodeInVolume(node, shapeID);
 633       }
 634     }
 635   }
 636
 637   // find orientation of furute volumes according to MED convention
 638   vector< bool > forward( nbx * nby );
 639   SMDS_VolumeTool vTool;
 640   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 641     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 642       int n1 = j * nbx + i;
 643       int n2 = j * nbx + i + 1;
 644       int n3 = (j + 1) * nbx + i + 1;
 645       int n4 = (j + 1) * nbx + i;
 646       int n5 = nbx * nby + j * nbx + i;
 647       int n6 = nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 648       int n7 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 649       int n8 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 650
 651       SMDS_VolumeOfNodes tmpVol (np[n1].node,np[n2].node,np[n3].node,np[n4].node,
 652                                  np[n5].node,np[n6].node,np[n7].node,np[n8].node);
 653       vTool.Set( &tmpVol );
 654       forward[ n1 ] = vTool.IsForward();
 655     }
 656   }
 657
 658   //2.1 - for each node of the cube (less 3 *1 Faces):
 659   //      - store hexahedron in SMESHDS
 660   MESSAGE("Storing hexahedron into the DS");
 661   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 662     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 663       bool isForw = forward.at( j * nbx + i );
 664       for (int k = 0; k < nbz - 1; k++) {
 665         int n1 = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 666         int n2 = k * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 667         int n3 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 668         int n4 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 669         int n5 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i;
 670         int n6 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 671         int n7 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 672         int n8 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 673
 674         SMDS_MeshVolume * elt;
 675         if ( isForw ) {
 676           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n2].node,
 677                                 np[n3].node, np[n4].node,
 678                                 np[n5].node, np[n6].node,
 679                                 np[n7].node, np[n8].node);
 680         }
 681         else {
 682           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n4].node,
 683                                 np[n3].node, np[n2].node,
 684                                 np[n5].node, np[n8].node,
 685                                 np[n7].node, np[n6].node);
 686         }
 687
 688         meshDS->SetMeshElementOnShape(elt, shapeID);
 689       }
 690     }
 691   }
 692   if ( np ) delete [] np;
 693   return ClearAndReturn( aQuads, true );
 694 }
 695
 696 //=============================================================================
 697 /*!
 698  *
 699  */
 700 //=============================================================================
 701
 702 void StdMeshers_Hexa_3D::GetPoint(Pt3 p, int i, int j, int k, int nbx, int nby, int nbz,
 703                                   Point3DStruct * np, const SMESHDS_Mesh * meshDS)
 704 {
 705         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 706         const SMDS_MeshNode * node = np[ijk].node;
 707         p[0] = node->X();
 708         p[1] = node->Y();
 709         p[2] = node->Z();
 710         //MESSAGE(" "<<i<<" "<<j<<" "<<k<<" "<<p[0]<<" "<<p[1]<<" "<<p[2]);
 711 }
 712
 713 //=============================================================================
 714 /*!
 715  *
 716  */
 717 //=============================================================================
 718
 719 int StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex(SMESH_Mesh & aMesh,
 720         const TopoDS_Shape & aShape,
 721         const vector < SMESH_subMesh * >&meshFaces,
 722         const TopoDS_Vertex & V0,
 723         const TopoDS_Vertex & V1,
 724         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3)
 725 {
 726         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex");
 727         int faceIndex = -1;
 728         for (int i = 1; i < 6; i++)
 729         {
 730                 const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 731                 //const TopoDS_Face& F = TopoDS::Face(aFace);
 732                 TopTools_IndexedMapOfShape M;
 733                 TopExp::MapShapes(aFace, TopAbs_VERTEX, M);
 734                 bool verticesInShape = false;
 735                 if (M.Contains(V0))
 736                         if (M.Contains(V1))
 737                                 if (M.Contains(V2))
 738                                         if (M.Contains(V3))
 739                                                 verticesInShape = true;
 740                 if (verticesInShape)
 741                 {
 742                         faceIndex = i;
 743                         break;
 744                 }
 745         }
 746         ASSERT(faceIndex > 0);
 747         //SCRUTE(faceIndex);
 748         return faceIndex;
 749 }
 750
 751 //=============================================================================
 752 /*!
 753  *
 754  */
 755 //=============================================================================
 756
 757 TopoDS_Edge
 758         StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace(SMESH_Mesh & aMesh,
 759         const TopoDS_Shape & aShape,
 760         const TopoDS_Face & aFace,
 761         const TopoDS_Vertex & aVertex,
 762         const TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape & MS)
 763 {
 764         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace");
 765         TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MF;
 766         TopExp::MapShapesAndAncestors(aFace, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MF);
 767         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInSolid = MS.FindFromKey(aVertex);
 768         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInFace = MF.FindFromKey(aVertex);
 769 //      SCRUTE(ancestorsInSolid.Extent());
 770 //      SCRUTE(ancestorsInFace.Extent());
 771         ASSERT(ancestorsInSolid.Extent() == 6); // 6 (edges doublees)
 772         ASSERT(ancestorsInFace.Extent() == 2);
 773
 774         TopoDS_Edge E;
 775         E.Nullify();
 776         TopTools_ListIteratorOfListOfShape its(ancestorsInSolid);
 777         for (; its.More(); its.Next())
 778         {
 779                 TopoDS_Shape ancestor = its.Value();
 780                 TopTools_ListIteratorOfListOfShape itf(ancestorsInFace);
 781                 bool isInFace = false;
 782                 for (; itf.More(); itf.Next())
 783                 {
 784                         TopoDS_Shape ancestorInFace = itf.Value();
 785                         if (ancestorInFace.IsSame(ancestor))
 786                         {
 787                                 isInFace = true;
 788                                 break;
 789                         }
 790                 }
 791                 if (!isInFace)
 792                 {
 793                         E = TopoDS::Edge(ancestor);
 794                         break;
 795                 }
 796         }
 797         return E;
 798 }
 799
 800 //=============================================================================
 801 /*!
 802  *
 803  */
 804 //=============================================================================
 805
 806 void StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs(const faceQuadStruct & quad,
 807         const TopoDS_Shape & aShape,
 808         const TopoDS_Vertex & V0,
 809         const TopoDS_Vertex & V1,
 810         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3, Conv2DStruct & conv)
 811 {
 812 //      MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs");
 813 //      const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aShape);
 814 //      TopoDS_Edge E = quad.edge[0];
 815 //      double f, l;
 816 //      Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(E, F, f, l);
 817 //      TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 818 //      TopExp::Vertices(E, VFirst, VLast);     // corresponds to f and l
 819 //      bool isForward = (((l - f) * (quad.last[0] - quad.first[0])) > 0);
 820   TopoDS_Vertex VA, VB;
 821 //      if (isForward)
 822 //      {
 823 //              VA = VFirst;
 824 //              VB = VLast;
 825 //      }
 826 //      else
 827 //      {
 828 //              VA = VLast;
 829 //              VB = VFirst;
 830 //      }
 831   VA = quad.side[0]->FirstVertex();
 832   VB = quad.side[0]->LastVertex();
 833
 834         int a1, b1, c1, a2, b2, c2;
 835         if (VA.IsSame(V0))
 836                 if (VB.IsSame(V1))
 837                 {
 838                         a1 = 1;
 839                         b1 = 0;
 840                         c1 = 0;                         // x
 841                         a2 = 0;
 842                         b2 = 1;
 843                         c2 = 0;                         // y
 844                 }
 845                 else
 846                 {
 847                         ASSERT(VB.IsSame(V3));
 848                         a1 = 0;
 849                         b1 = 1;
 850                         c1 = 0;                         // y
 851                         a2 = 1;
 852                         b2 = 0;
 853                         c2 = 0;                         // x
 854                 }
 855         if (VA.IsSame(V1))
 856                 if (VB.IsSame(V2))
 857                 {
 858                         a1 = 0;
 859                         b1 = -1;
 860                         c1 = 1;                         // 1-y
 861                         a2 = 1;
 862                         b2 = 0;
 863                         c2 = 0;                         // x
 864                 }
 865                 else
 866                 {
 867                         ASSERT(VB.IsSame(V0));
 868                         a1 = -1;
 869                         b1 = 0;
 870                         c1 = 1;                         // 1-x
 871                         a2 = 0;
 872                         b2 = 1;
 873                         c2 = 0;                         // y
 874                 }
 875         if (VA.IsSame(V2))
 876                 if (VB.IsSame(V3))
 877                 {
 878                         a1 = -1;
 879                         b1 = 0;
 880                         c1 = 1;                         // 1-x
 881                         a2 = 0;
 882                         b2 = -1;
 883                         c2 = 1;                         // 1-y
 884                 }
 885                 else
 886                 {
 887                         ASSERT(VB.IsSame(V1));
 888                         a1 = 0;
 889                         b1 = -1;
 890                         c1 = 1;                         // 1-y
 891                         a2 = -1;
 892                         b2 = 0;
 893                         c2 = 1;                         // 1-x
 894                 }
 895         if (VA.IsSame(V3))
 896                 if (VB.IsSame(V0))
 897                 {
 898                         a1 = 0;
 899                         b1 = 1;
 900                         c1 = 0;                         // y
 901                         a2 = -1;
 902                         b2 = 0;
 903                         c2 = 1;                         // 1-x
 904                 }
 905                 else
 906                 {
 907                         ASSERT(VB.IsSame(V2));
 908                         a1 = 1;
 909                         b1 = 0;
 910                         c1 = 0;                         // x
 911                         a2 = 0;
 912                         b2 = -1;
 913                         c2 = 1;                         // 1-y
 914                 }
 915 //      MESSAGE("X = " << c1 << "+ " << a1 << "*x + " << b1 << "*y");
 916 //      MESSAGE("Y = " << c2 << "+ " << a2 << "*x + " << b2 << "*y");
 917         conv.a1 = a1;
 918         conv.b1 = b1;
 919         conv.c1 = c1;
 920         conv.a2 = a2;
 921         conv.b2 = b2;
 922         conv.c2 = c2;
 923
 924         int nbdown = quad.side[0]->NbPoints();
 925         int nbright = quad.side[1]->NbPoints();
 926         conv.ia = int (a1);
 927         conv.ib = int (b1);
 928         conv.ic =
 929                 int (c1 * a1 * a1) * (nbdown - 1) + int (c1 * b1 * b1) * (nbright - 1);
 930         conv.ja = int (a2);
 931         conv.jb = int (b2);
 932         conv.jc =
 933                 int (c2 * a2 * a2) * (nbdown - 1) + int (c2 * b2 * b2) * (nbright - 1);
 934 //      MESSAGE("I " << conv.ia << " " << conv.ib << " " << conv.ic);
 935 //      MESSAGE("J " << conv.ja << " " << conv.jb << " " << conv.jc);
 936 }
 937
 938 //================================================================================
 939 /*!
 940  * \brief Find a vertex opposite to the given vertex of aQuads[0]
 941   * \param aVertex - the vertex
 942   * \param aFace - the face aVertex belongs to
 943   * \param aQuads - quads
 944   * \retval TopoDS_Vertex - found vertex
 945  */
 946 //================================================================================
 947
 948 TopoDS_Vertex StdMeshers_Hexa_3D::OppositeVertex(const TopoDS_Vertex& aVertex,
 949                                                  const TopTools_IndexedMapOfShape& aQuads0Vertices,
 950                                                  FaceQuadStruct* aQuads[6])
 951 {
 952   int i, j;
 953   for ( i = 1; i < 6; ++i )
 954   {
 955     TopoDS_Vertex VV[] = { aQuads[i]->side[0]->FirstVertex(),
 956                            aQuads[i]->side[0]->LastVertex() ,
 957                            aQuads[i]->side[2]->LastVertex() ,
 958                            aQuads[i]->side[2]->FirstVertex() };
 959     for ( j = 0; j < 4; ++j )
 960       if ( aVertex.IsSame( VV[ j ]))
 961         break;
 962     if ( j < 4 ) {
 963       int jPrev = j ? j - 1 : 3;
 964       int jNext = (j + 1) % 4;
 965       if ( aQuads0Vertices.Contains( VV[ jPrev ] ))
 966         return VV[ jNext ];
 967       else
 968         return VV[ jPrev ];
 969     }
 970   }
 971   return TopoDS_Vertex();
 972 }
 973
 974 //modified by NIZNHY-PKV Wed Nov 17 15:34:13 2004 f
 975 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 976 //ZZ
 977 //#include <stdio.h>
 978
 979 //=======================================================================
 980 //function : ComputePentahedralMesh
 981 //purpose  :
 982 //=======================================================================
 983
 984 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &         aMesh,
 985                                              const TopoDS_Shape & aShape)
 986 {
 987   //printf(" ComputePentahedralMesh HERE\n");
 988   //
 989   bool bOK;
 990   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 991   //int iErr;
 992   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 993   //
 994   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
 995   //
 996   err = anAlgo.GetComputeError();
 997   //
 998   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 999   {
1000     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
1001     if ( !aPrism3D ) {
1002       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
1003       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
1004     }
1005     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
1006     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
1007       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
1008       err = aPrism3D->GetComputeError();
1009     }
1010   }
1011   return err;
1012 }
1013
1014