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 //
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   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_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       break;
 126   if ( nbFaces != 6 )
 127     return false;
 128
 129   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 130   return true;
 131 }
 132
 133 //=======================================================================
 134 //function : findIJ
 135 //purpose  : return i,j of the node
 136 //=======================================================================
 137
 138 static bool findIJ (const SMDS_MeshNode* node, const FaceQuadStruct * quad, int& I, int& J)
 139 {
 140   I = J = 0;
 141   const SMDS_FacePosition* fpos =
 142     static_cast<const SMDS_FacePosition*>(node->GetPosition().get());
 143   if ( ! fpos ) return false;
 144   gp_Pnt2d uv( fpos->GetUParameter(), fpos->GetVParameter() );
 145
 146   double minDist = DBL_MAX;
 147   int nbhoriz  = Min(quad->side[0]->NbPoints(), quad->side[2]->NbPoints());
 148   int nbvertic = Min(quad->side[1]->NbPoints(), quad->side[3]->NbPoints());
 149   for (int i = 1; i < nbhoriz - 1; i++) {
 150     for (int j = 1; j < nbvertic - 1; j++) {
 151       int ij = j * nbhoriz + i;
 152       gp_Pnt2d uv2( quad->uv_grid[ij].u, quad->uv_grid[ij].v );
 153       double dist = uv.SquareDistance( uv2 );
 154       if ( dist < minDist ) {
 155         minDist = dist;
 156         I = i;
 157         J = j;
 158       }
 159     }
 160   }
 161   return true;
 162 }
 163
 164
 165 //=============================================================================
 166 /*!
 167  * Hexahedron mesh on hexaedron like form
 168  * -0.  - shape and face mesh verification
 169  * -1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 170  * -2.  - Algorithm from:
 171  * "Application de l'interpolation transfinie à la création de maillages
 172  *  C0 ou G1 continus sur des triangles, quadrangles, tetraedres, pentaedres
 173  *  et hexaedres déformés."
 174  * Alain PERONNET - 8 janvier 1999
 175  */
 176 //=============================================================================
 177
 178 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh &         aMesh,
 179                                  const TopoDS_Shape & aShape)// throw(SALOME_Exception)
 180 {
 181   // PAL14921. Enable catching std::bad_alloc and Standard_OutOfMemory outside
 182   //Unexpect aCatch(SalomeException);
 183   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::Compute");
 184   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 185
 186   // 0.  - shape and face mesh verification
 187   // 0.1 - shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 188
 189   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 190   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 191     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 192     ASSERT(aSubMesh);
 193     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 194   }
 195   if (meshFaces.size() != 6)
 196     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in block");
 197
 198   // 0.2 - is each face meshed with Quadrangle_2D? (so, with a wire of 4 edges)
 199
 200   // tool for working with quadratic elements
 201   SMESH_MesherHelper aTool (aMesh);
 202   _quadraticMesh = aTool.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 203
 204   // cube structure
 205   typedef struct cubeStruct
 206   {
 207     TopoDS_Vertex V000;
 208     TopoDS_Vertex V001;
 209     TopoDS_Vertex V010;
 210     TopoDS_Vertex V011;
 211     TopoDS_Vertex V100;
 212     TopoDS_Vertex V101;
 213     TopoDS_Vertex V110;
 214     TopoDS_Vertex V111;
 215     faceQuadStruct* quad_X0;
 216     faceQuadStruct* quad_X1;
 217     faceQuadStruct* quad_Y0;
 218     faceQuadStruct* quad_Y1;
 219     faceQuadStruct* quad_Z0;
 220     faceQuadStruct* quad_Z1;
 221     Point3DStruct* np; // normalised 3D coordinates
 222   } CubeStruct;
 223
 224   CubeStruct aCube;
 225
 226   // bounding faces
 227   FaceQuadStruct* aQuads[6];
 228   for (int i = 0; i < 6; i++)
 229     aQuads[i] = 0;
 230
 231   for (int i = 0; i < 6; i++)
 232   {
 233     TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 234     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 235     string algoName = algo->GetName();
 236     bool isAllQuad = false;
 237     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 238       SMESHDS_SubMesh * sm = meshDS->MeshElements( aFace );
 239       if ( sm ) {
 240         isAllQuad = true;
 241         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = sm->GetElements();
 242         while ( isAllQuad && eIt->more() ) {
 243           const SMDS_MeshElement* elem =  eIt->next();
 244           isAllQuad = ( elem->NbNodes()==4 ||(_quadraticMesh && elem->NbNodes()==8) );
 245         }
 246       }
 247     }
 248     if ( ! isAllQuad ) {
 249       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 250       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 251     }
 252     StdMeshers_Quadrangle_2D *quadAlgo =
 253       dynamic_cast < StdMeshers_Quadrangle_2D * >(algo);
 254     ASSERT(quadAlgo);
 255     try {
 256       aQuads[i] = quadAlgo->CheckAnd2Dcompute(aMesh, aFace, _quadraticMesh);
 257     }
 258     catch(SALOME_Exception & S_ex) {
 259       return ClearAndReturn( aQuads, error(COMPERR_SLM_EXCEPTION,TComm(S_ex.what()) <<
 260                                            " Raised by StdMeshers_Quadrangle_2D "
 261                                            " on face #" << meshDS->ShapeToIndex( aFace )));
 262     }
 263
 264     // 0.2.1 - number of points on the opposite edges must be the same
 265     if (aQuads[i]->side[0]->NbPoints() != aQuads[i]->side[2]->NbPoints() ||
 266         aQuads[i]->side[1]->NbPoints() != aQuads[i]->side[3]->NbPoints()
 267         /*aQuads[i]->side[0]->NbEdges() != 1 ||
 268         aQuads[i]->side[1]->NbEdges() != 1 ||
 269         aQuads[i]->side[2]->NbEdges() != 1 ||
 270         aQuads[i]->side[3]->NbEdges() != 1*/) {
 271       MESSAGE("different number of points on the opposite edges of face " << i);
 272       // Try to go into penta algorithm 'cause it has been improved.
 273       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape);
 274       return ClearAndReturn( aQuads, error(err));
 275     }
 276   }
 277
 278   // 1.  - identify faces and vertices of the "cube"
 279   // 1.1 - ancestor maps vertex->edges in the cube
 280
 281   TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MS;
 282   TopExp::MapShapesAndAncestors(aShape, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MS);
 283
 284   // 1.2 - first face is choosen as face Y=0 of the unit cube
 285
 286   const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[0]->GetSubShape();
 287   const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aFace);
 288
 289   // 1.3 - identify the 4 vertices of the face Y=0: V000, V100, V101, V001
 290
 291   aCube.V000 = aQuads[0]->side[0]->FirstVertex(); // will be (0,0,0) on the unit cube
 292   aCube.V100 = aQuads[0]->side[0]->LastVertex();  // will be (1,0,0) on the unit cube
 293   aCube.V001 = aQuads[0]->side[2]->FirstVertex(); // will be (0,0,1) on the unit cube
 294   aCube.V101 = aQuads[0]->side[2]->LastVertex();  // will be (1,0,1) on the unit cube
 295
 296   TopTools_IndexedMapOfShape MV0;
 297   TopExp::MapShapes(F, TopAbs_VERTEX, MV0);
 298
 299   aCube.V010 = OppositeVertex( aCube.V000, MV0, aQuads);
 300   aCube.V110 = OppositeVertex( aCube.V100, MV0, aQuads);
 301   aCube.V011 = OppositeVertex( aCube.V001, MV0, aQuads);
 302   aCube.V111 = OppositeVertex( aCube.V101, MV0, aQuads);
 303
 304   // 1.6 - find remaining faces given 4 vertices
 305
 306   int _indY0 = 0;
 307   aCube.quad_Y0 = aQuads[_indY0];
 308
 309   int _indY1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 310                             aCube.V010, aCube.V011, aCube.V110, aCube.V111);
 311   aCube.quad_Y1 = aQuads[_indY1];
 312
 313   int _indZ0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 314                             aCube.V000, aCube.V010, aCube.V100, aCube.V110);
 315   aCube.quad_Z0 = aQuads[_indZ0];
 316
 317   int _indZ1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 318                             aCube.V001, aCube.V011, aCube.V101, aCube.V111);
 319   aCube.quad_Z1 = aQuads[_indZ1];
 320
 321   int _indX0 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 322                             aCube.V000, aCube.V001, aCube.V010, aCube.V011);
 323   aCube.quad_X0 = aQuads[_indX0];
 324
 325   int _indX1 = GetFaceIndex(aMesh, aShape, meshFaces,
 326                             aCube.V100, aCube.V101, aCube.V110, aCube.V111);
 327   aCube.quad_X1 = aQuads[_indX1];
 328
 329   // 1.7 - get convertion coefs from face 2D normalized to 3D normalized
 330
 331   Conv2DStruct cx0;                     // for face X=0
 332   Conv2DStruct cx1;                     // for face X=1
 333   Conv2DStruct cy0;
 334   Conv2DStruct cy1;
 335   Conv2DStruct cz0;
 336   Conv2DStruct cz1;
 337
 338   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X0, meshFaces[_indX0]->GetSubShape(),
 339                  aCube.V000, aCube.V010, aCube.V011, aCube.V001, cx0);
 340   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_X1, meshFaces[_indX1]->GetSubShape(),
 341                  aCube.V100, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V101, cx1);
 342   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y0, meshFaces[_indY0]->GetSubShape(),
 343                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V101, aCube.V001, cy0);
 344   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Y1, meshFaces[_indY1]->GetSubShape(),
 345                  aCube.V010, aCube.V110, aCube.V111, aCube.V011, cy1);
 346   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z0, meshFaces[_indZ0]->GetSubShape(),
 347                  aCube.V000, aCube.V100, aCube.V110, aCube.V010, cz0);
 348   GetConv2DCoefs(*aCube.quad_Z1, meshFaces[_indZ1]->GetSubShape(),
 349                  aCube.V001, aCube.V101, aCube.V111, aCube.V011, cz1);
 350
 351   // 1.8 - create a 3D structure for normalized values
 352
 353   int nbx = aCube.quad_Z0->side[0]->NbPoints();
 354   if (cz0.a1 == 0.) nbx = aCube.quad_Z0->side[1]->NbPoints();
 355
 356   int nby = aCube.quad_X0->side[0]->NbPoints();
 357   if (cx0.a1 == 0.) nby = aCube.quad_X0->side[1]->NbPoints();
 358
 359   int nbz = aCube.quad_Y0->side[0]->NbPoints();
 360   if (cy0.a1 != 0.) nbz = aCube.quad_Y0->side[1]->NbPoints();
 361
 362   int i1, j1, nbxyz = nbx * nby * nbz;
 363   Point3DStruct *np = new Point3DStruct[nbxyz];
 364
 365   // 1.9 - store node indexes of faces
 366
 367   {
 368     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX0]->GetSubShape());
 369
 370     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X0;
 371     int i = 0;                          // j = x/face , k = y/face
 372     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 373     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 374
 375     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 376
 377     while(itf->more()) {
 378       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 379       if(aTool.IsMedium(node))
 380         continue;
 381       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 382         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 383       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 384       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 385     }
 386
 387     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 388       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 389         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 390         int j = cx0.ia * i1 + cx0.ib * j1 + cx0.ic;     // j = x/face
 391         int k = cx0.ja * i1 + cx0.jb * j1 + cx0.jc;     // k = y/face
 392         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 393         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 394         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 395         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 396       }
 397   }
 398
 399   {
 400     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indX1]->GetSubShape());
 401
 402     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 403
 404     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_X1;
 405     int i = nbx - 1;            // j = x/face , k = y/face
 406     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 407     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 408
 409     while(itf->more()) {
 410       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 411       if(aTool.IsMedium(node))
 412         continue;
 413       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 414         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 415       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 416       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 417     }
 418
 419     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 420       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 421         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 422         int j = cx1.ia * i1 + cx1.ib * j1 + cx1.ic;     // j = x/face
 423         int k = cx1.ja * i1 + cx1.jb * j1 + cx1.jc;     // k = y/face
 424         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 425         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 426         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 427         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 428       }
 429   }
 430
 431   {
 432     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY0]->GetSubShape());
 433
 434     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 435
 436     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y0;
 437     int j = 0;                          // i = x/face , k = y/face
 438     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 439     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 440
 441     while(itf->more()) {
 442       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 443       if(aTool.IsMedium(node))
 444         continue;
 445       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 446         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 447       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 448       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 449     }
 450
 451     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 452       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 453         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 454         int i = cy0.ia * i1 + cy0.ib * j1 + cy0.ic;     // i = x/face
 455         int k = cy0.ja * i1 + cy0.jb * j1 + cy0.jc;     // k = y/face
 456         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 457         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 458         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 459         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 460       }
 461   }
 462
 463   {
 464     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indY1]->GetSubShape());
 465
 466     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 467
 468     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Y1;
 469     int j = nby - 1;            // i = x/face , k = y/face
 470     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 471     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 472
 473     while(itf->more()) {
 474       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 475       if(aTool.IsMedium(node))
 476         continue;
 477       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 478         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 479       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 480       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 481     }
 482
 483     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 484       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 485         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 486         int i = cy1.ia * i1 + cy1.ib * j1 + cy1.ic;     // i = x/face
 487         int k = cy1.ja * i1 + cy1.jb * j1 + cy1.jc;     // k = y/face
 488         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 489         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 490         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 491         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 492       }
 493   }
 494
 495   {
 496     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ0]->GetSubShape());
 497
 498     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 499
 500     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z0;
 501     int k = 0;                          // i = x/face , j = y/face
 502     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 503     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 504
 505     while(itf->more()) {
 506       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 507       if(aTool.IsMedium(node))
 508         continue;
 509       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 510         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 511       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 512       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 513     }
 514
 515     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 516       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 517         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 518         int i = cz0.ia * i1 + cz0.ib * j1 + cz0.ic;     // i = x/face
 519         int j = cz0.ja * i1 + cz0.jb * j1 + cz0.jc;     // j = y/face
 520         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 521         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 522         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 523         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 524       }
 525   }
 526
 527   {
 528     const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(meshFaces[_indZ1]->GetSubShape());
 529
 530     SMDS_NodeIteratorPtr itf= aMesh.GetSubMesh(F)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 531
 532     faceQuadStruct *quad = aCube.quad_Z1;
 533     int k = nbz - 1;            // i = x/face , j = y/face
 534     int nbdown = quad->side[0]->NbPoints();
 535     int nbright = quad->side[1]->NbPoints();
 536
 537     while(itf->more()) {
 538       const SMDS_MeshNode * node = itf->next();
 539       if(aTool.IsMedium(node))
 540         continue;
 541       if ( !findIJ( node, quad, i1, j1 ))
 542         return ClearAndReturn( aQuads, false );
 543       int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 544       quad->uv_grid[ij1].node = node;
 545     }
 546
 547     for (int i1 = 0; i1 < nbdown; i1++)
 548       for (int j1 = 0; j1 < nbright; j1++) {
 549         int ij1 = j1 * nbdown + i1;
 550         int i = cz1.ia * i1 + cz1.ib * j1 + cz1.ic;     // i = x/face
 551         int j = cz1.ja * i1 + cz1.jb * j1 + cz1.jc;     // j = y/face
 552         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 553         //MESSAGE(" "<<ij1<<" "<<i<<" "<<j<<" "<<ijk);
 554         np[ijk].node = quad->uv_grid[ij1].node;
 555         //SCRUTE(np[ijk].nodeId);
 556       }
 557   }
 558
 559   // 2.0 - for each node of the cube:
 560   //       - get the 8 points 3D = 8 vertices of the cube
 561   //       - get the 12 points 3D on the 12 edges of the cube
 562   //       - get the 6 points 3D on the 6 faces with their ID
 563   //       - compute the point 3D
 564   //       - store the point 3D in SMESHDS, store its ID in 3D structure
 565
 566   int shapeID = meshDS->ShapeToIndex( aShape );
 567
 568   Pt3 p000, p001, p010, p011, p100, p101, p110, p111;
 569   Pt3 px00, px01, px10, px11;
 570   Pt3 p0y0, p0y1, p1y0, p1y1;
 571   Pt3 p00z, p01z, p10z, p11z;
 572   Pt3 pxy0, pxy1, px0z, px1z, p0yz, p1yz;
 573
 574   GetPoint(p000, 0, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 575   GetPoint(p001, 0, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 576   GetPoint(p010, 0, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 577   GetPoint(p011, 0, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 578   GetPoint(p100, nbx - 1, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 579   GetPoint(p101, nbx - 1, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 580   GetPoint(p110, nbx - 1, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 581   GetPoint(p111, nbx - 1, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 582
 583   for (int i = 1; i < nbx - 1; i++) {
 584     for (int j = 1; j < nby - 1; j++) {
 585       for (int k = 1; k < nbz - 1; k++) {
 586         // *** seulement maillage regulier
 587         // 12 points on edges
 588         GetPoint(px00, i, 0, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 589         GetPoint(px01, i, 0, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 590         GetPoint(px10, i, nby - 1, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 591         GetPoint(px11, i, nby - 1, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 592
 593         GetPoint(p0y0, 0, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 594         GetPoint(p0y1, 0, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 595         GetPoint(p1y0, nbx - 1, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 596         GetPoint(p1y1, nbx - 1, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 597
 598         GetPoint(p00z, 0, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 599         GetPoint(p01z, 0, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 600         GetPoint(p10z, nbx - 1, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 601         GetPoint(p11z, nbx - 1, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 602
 603         // 12 points on faces
 604         GetPoint(pxy0, i, j, 0, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 605         GetPoint(pxy1, i, j, nbz - 1, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 606         GetPoint(px0z, i, 0, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 607         GetPoint(px1z, i, nby - 1, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 608         GetPoint(p0yz, 0, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 609         GetPoint(p1yz, nbx - 1, j, k, nbx, nby, nbz, np, meshDS);
 610
 611         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 612         double x = double (i) / double (nbx - 1);       // *** seulement
 613         double y = double (j) / double (nby - 1);       // *** maillage
 614         double z = double (k) / double (nbz - 1);       // *** regulier
 615
 616         Pt3 X;
 617         for (int i = 0; i < 3; i++) {
 618           X[i] = (1 - x) * p0yz[i] + x * p1yz[i]
 619                  + (1 - y) * px0z[i] + y * px1z[i]
 620                  + (1 - z) * pxy0[i] + z * pxy1[i]
 621                  - (1 - x) * ((1 - y) * p00z[i] + y * p01z[i])
 622                  - x * ((1 - y) * p10z[i] + y * p11z[i])
 623                  - (1 - y) * ((1 - z) * px00[i] + z * px01[i])
 624                  - y * ((1 - z) * px10[i] + z * px11[i])
 625                  - (1 - z) * ((1 - x) * p0y0[i] + x * p1y0[i])
 626                  - z * ((1 - x) * p0y1[i] + x * p1y1[i])
 627                  + (1 - x) * ((1 - y) * ((1 - z) * p000[i] + z * p001[i])
 628                  + y * ((1 - z) * p010[i] + z * p011[i]))
 629                  + x * ((1 - y) * ((1 - z) * p100[i] + z * p101[i])
 630                  + y * ((1 - z) * p110[i] + z * p111[i]));
 631         }
 632
 633         SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(X[0], X[1], X[2]);
 634         np[ijk].node = node;
 635         meshDS->SetNodeInVolume(node, shapeID);
 636       }
 637     }
 638   }
 639
 640   // find orientation of furute volumes according to MED convention
 641   vector< bool > forward( nbx * nby );
 642   SMDS_VolumeTool vTool;
 643   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 644     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 645       int n1 = j * nbx + i;
 646       int n2 = j * nbx + i + 1;
 647       int n3 = (j + 1) * nbx + i + 1;
 648       int n4 = (j + 1) * nbx + i;
 649       int n5 = nbx * nby + j * nbx + i;
 650       int n6 = nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 651       int n7 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 652       int n8 = nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 653
 654       SMDS_VolumeOfNodes tmpVol (np[n1].node,np[n2].node,np[n3].node,np[n4].node,
 655                                  np[n5].node,np[n6].node,np[n7].node,np[n8].node);
 656       vTool.Set( &tmpVol );
 657       forward[ n1 ] = vTool.IsForward();
 658     }
 659   }
 660
 661   //2.1 - for each node of the cube (less 3 *1 Faces):
 662   //      - store hexahedron in SMESHDS
 663   MESSAGE("Storing hexahedron into the DS");
 664   for (int i = 0; i < nbx - 1; i++) {
 665     for (int j = 0; j < nby - 1; j++) {
 666       bool isForw = forward.at( j * nbx + i );
 667       for (int k = 0; k < nbz - 1; k++) {
 668         int n1 = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 669         int n2 = k * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 670         int n3 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 671         int n4 = k * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 672         int n5 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i;
 673         int n6 = (k + 1) * nbx * nby + j * nbx + i + 1;
 674         int n7 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i + 1;
 675         int n8 = (k + 1) * nbx * nby + (j + 1) * nbx + i;
 676
 677         SMDS_MeshVolume * elt;
 678         if ( isForw ) {
 679           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n2].node,
 680                                 np[n3].node, np[n4].node,
 681                                 np[n5].node, np[n6].node,
 682                                 np[n7].node, np[n8].node);
 683         }
 684         else {
 685           elt = aTool.AddVolume(np[n1].node, np[n4].node,
 686                                 np[n3].node, np[n2].node,
 687                                 np[n5].node, np[n8].node,
 688                                 np[n7].node, np[n6].node);
 689         }
 690
 691         meshDS->SetMeshElementOnShape(elt, shapeID);
 692       }
 693     }
 694   }
 695   if ( np ) delete [] np;
 696   return ClearAndReturn( aQuads, true );
 697 }
 698
 699 //=============================================================================
 700 /*!
 701  *
 702  */
 703 //=============================================================================
 704
 705 void StdMeshers_Hexa_3D::GetPoint(Pt3 p, int i, int j, int k, int nbx, int nby, int nbz,
 706                                   Point3DStruct * np, const SMESHDS_Mesh * meshDS)
 707 {
 708         int ijk = k * nbx * nby + j * nbx + i;
 709         const SMDS_MeshNode * node = np[ijk].node;
 710         p[0] = node->X();
 711         p[1] = node->Y();
 712         p[2] = node->Z();
 713         //MESSAGE(" "<<i<<" "<<j<<" "<<k<<" "<<p[0]<<" "<<p[1]<<" "<<p[2]);
 714 }
 715
 716 //=============================================================================
 717 /*!
 718  *
 719  */
 720 //=============================================================================
 721
 722 int StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex(SMESH_Mesh & aMesh,
 723         const TopoDS_Shape & aShape,
 724         const vector < SMESH_subMesh * >&meshFaces,
 725         const TopoDS_Vertex & V0,
 726         const TopoDS_Vertex & V1,
 727         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3)
 728 {
 729         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetFaceIndex");
 730         int faceIndex = -1;
 731         for (int i = 1; i < 6; i++)
 732         {
 733                 const TopoDS_Shape & aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 734                 //const TopoDS_Face& F = TopoDS::Face(aFace);
 735                 TopTools_IndexedMapOfShape M;
 736                 TopExp::MapShapes(aFace, TopAbs_VERTEX, M);
 737                 bool verticesInShape = false;
 738                 if (M.Contains(V0))
 739                         if (M.Contains(V1))
 740                                 if (M.Contains(V2))
 741                                         if (M.Contains(V3))
 742                                                 verticesInShape = true;
 743                 if (verticesInShape)
 744                 {
 745                         faceIndex = i;
 746                         break;
 747                 }
 748         }
 749         ASSERT(faceIndex > 0);
 750         //SCRUTE(faceIndex);
 751         return faceIndex;
 752 }
 753
 754 //=============================================================================
 755 /*!
 756  *
 757  */
 758 //=============================================================================
 759
 760 TopoDS_Edge
 761         StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace(SMESH_Mesh & aMesh,
 762         const TopoDS_Shape & aShape,
 763         const TopoDS_Face & aFace,
 764         const TopoDS_Vertex & aVertex,
 765         const TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape & MS)
 766 {
 767         //MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::EdgeNotInFace");
 768         TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape MF;
 769         TopExp::MapShapesAndAncestors(aFace, TopAbs_VERTEX, TopAbs_EDGE, MF);
 770         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInSolid = MS.FindFromKey(aVertex);
 771         const TopTools_ListOfShape & ancestorsInFace = MF.FindFromKey(aVertex);
 772 //      SCRUTE(ancestorsInSolid.Extent());
 773 //      SCRUTE(ancestorsInFace.Extent());
 774         ASSERT(ancestorsInSolid.Extent() == 6); // 6 (edges doublees)
 775         ASSERT(ancestorsInFace.Extent() == 2);
 776
 777         TopoDS_Edge E;
 778         E.Nullify();
 779         TopTools_ListIteratorOfListOfShape its(ancestorsInSolid);
 780         for (; its.More(); its.Next())
 781         {
 782                 TopoDS_Shape ancestor = its.Value();
 783                 TopTools_ListIteratorOfListOfShape itf(ancestorsInFace);
 784                 bool isInFace = false;
 785                 for (; itf.More(); itf.Next())
 786                 {
 787                         TopoDS_Shape ancestorInFace = itf.Value();
 788                         if (ancestorInFace.IsSame(ancestor))
 789                         {
 790                                 isInFace = true;
 791                                 break;
 792                         }
 793                 }
 794                 if (!isInFace)
 795                 {
 796                         E = TopoDS::Edge(ancestor);
 797                         break;
 798                 }
 799         }
 800         return E;
 801 }
 802
 803 //=============================================================================
 804 /*!
 805  *
 806  */
 807 //=============================================================================
 808
 809 void StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs(const faceQuadStruct & quad,
 810         const TopoDS_Shape & aShape,
 811         const TopoDS_Vertex & V0,
 812         const TopoDS_Vertex & V1,
 813         const TopoDS_Vertex & V2, const TopoDS_Vertex & V3, Conv2DStruct & conv)
 814 {
 815 //      MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::GetConv2DCoefs");
 816 //      const TopoDS_Face & F = TopoDS::Face(aShape);
 817 //      TopoDS_Edge E = quad.edge[0];
 818 //      double f, l;
 819 //      Handle(Geom2d_Curve) C2d = BRep_Tool::CurveOnSurface(E, F, f, l);
 820 //      TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 821 //      TopExp::Vertices(E, VFirst, VLast);     // corresponds to f and l
 822 //      bool isForward = (((l - f) * (quad.last[0] - quad.first[0])) > 0);
 823   TopoDS_Vertex VA, VB;
 824 //      if (isForward)
 825 //      {
 826 //              VA = VFirst;
 827 //              VB = VLast;
 828 //      }
 829 //      else
 830 //      {
 831 //              VA = VLast;
 832 //              VB = VFirst;
 833 //      }
 834   VA = quad.side[0]->FirstVertex();
 835   VB = quad.side[0]->LastVertex();
 836
 837         int a1, b1, c1, a2, b2, c2;
 838         if (VA.IsSame(V0))
 839                 if (VB.IsSame(V1))
 840                 {
 841                         a1 = 1;
 842                         b1 = 0;
 843                         c1 = 0;                         // x
 844                         a2 = 0;
 845                         b2 = 1;
 846                         c2 = 0;                         // y
 847                 }
 848                 else
 849                 {
 850                         ASSERT(VB.IsSame(V3));
 851                         a1 = 0;
 852                         b1 = 1;
 853                         c1 = 0;                         // y
 854                         a2 = 1;
 855                         b2 = 0;
 856                         c2 = 0;                         // x
 857                 }
 858         if (VA.IsSame(V1))
 859                 if (VB.IsSame(V2))
 860                 {
 861                         a1 = 0;
 862                         b1 = -1;
 863                         c1 = 1;                         // 1-y
 864                         a2 = 1;
 865                         b2 = 0;
 866                         c2 = 0;                         // x
 867                 }
 868                 else
 869                 {
 870                         ASSERT(VB.IsSame(V0));
 871                         a1 = -1;
 872                         b1 = 0;
 873                         c1 = 1;                         // 1-x
 874                         a2 = 0;
 875                         b2 = 1;
 876                         c2 = 0;                         // y
 877                 }
 878         if (VA.IsSame(V2))
 879                 if (VB.IsSame(V3))
 880                 {
 881                         a1 = -1;
 882                         b1 = 0;
 883                         c1 = 1;                         // 1-x
 884                         a2 = 0;
 885                         b2 = -1;
 886                         c2 = 1;                         // 1-y
 887                 }
 888                 else
 889                 {
 890                         ASSERT(VB.IsSame(V1));
 891                         a1 = 0;
 892                         b1 = -1;
 893                         c1 = 1;                         // 1-y
 894                         a2 = -1;
 895                         b2 = 0;
 896                         c2 = 1;                         // 1-x
 897                 }
 898         if (VA.IsSame(V3))
 899                 if (VB.IsSame(V0))
 900                 {
 901                         a1 = 0;
 902                         b1 = 1;
 903                         c1 = 0;                         // y
 904                         a2 = -1;
 905                         b2 = 0;
 906                         c2 = 1;                         // 1-x
 907                 }
 908                 else
 909                 {
 910                         ASSERT(VB.IsSame(V2));
 911                         a1 = 1;
 912                         b1 = 0;
 913                         c1 = 0;                         // x
 914                         a2 = 0;
 915                         b2 = -1;
 916                         c2 = 1;                         // 1-y
 917                 }
 918 //      MESSAGE("X = " << c1 << "+ " << a1 << "*x + " << b1 << "*y");
 919 //      MESSAGE("Y = " << c2 << "+ " << a2 << "*x + " << b2 << "*y");
 920         conv.a1 = a1;
 921         conv.b1 = b1;
 922         conv.c1 = c1;
 923         conv.a2 = a2;
 924         conv.b2 = b2;
 925         conv.c2 = c2;
 926
 927         int nbdown = quad.side[0]->NbPoints();
 928         int nbright = quad.side[1]->NbPoints();
 929         conv.ia = int (a1);
 930         conv.ib = int (b1);
 931         conv.ic =
 932                 int (c1 * a1 * a1) * (nbdown - 1) + int (c1 * b1 * b1) * (nbright - 1);
 933         conv.ja = int (a2);
 934         conv.jb = int (b2);
 935         conv.jc =
 936                 int (c2 * a2 * a2) * (nbdown - 1) + int (c2 * b2 * b2) * (nbright - 1);
 937 //      MESSAGE("I " << conv.ia << " " << conv.ib << " " << conv.ic);
 938 //      MESSAGE("J " << conv.ja << " " << conv.jb << " " << conv.jc);
 939 }
 940
 941 //================================================================================
 942 /*!
 943  * \brief Find a vertex opposite to the given vertex of aQuads[0]
 944   * \param aVertex - the vertex
 945   * \param aFace - the face aVertex belongs to
 946   * \param aQuads - quads
 947   * \retval TopoDS_Vertex - found vertex
 948  */
 949 //================================================================================
 950
 951 TopoDS_Vertex StdMeshers_Hexa_3D::OppositeVertex(const TopoDS_Vertex& aVertex,
 952                                                  const TopTools_IndexedMapOfShape& aQuads0Vertices,
 953                                                  FaceQuadStruct* aQuads[6])
 954 {
 955   int i, j;
 956   for ( i = 1; i < 6; ++i )
 957   {
 958     TopoDS_Vertex VV[] = { aQuads[i]->side[0]->FirstVertex(),
 959                            aQuads[i]->side[0]->LastVertex() ,
 960                            aQuads[i]->side[2]->LastVertex() ,
 961                            aQuads[i]->side[2]->FirstVertex() };
 962     for ( j = 0; j < 4; ++j )
 963       if ( aVertex.IsSame( VV[ j ]))
 964         break;
 965     if ( j < 4 ) {
 966       int jPrev = j ? j - 1 : 3;
 967       int jNext = (j + 1) % 4;
 968       if ( aQuads0Vertices.Contains( VV[ jPrev ] ))
 969         return VV[ jNext ];
 970       else
 971         return VV[ jPrev ];
 972     }
 973   }
 974   return TopoDS_Vertex();
 975 }
 976
 977 //modified by NIZNHY-PKV Wed Nov 17 15:34:13 2004 f
 978 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 979 //ZZ
 980 //#include <stdio.h>
 981
 982 //=======================================================================
 983 //function : ComputePentahedralMesh
 984 //purpose  :
 985 //=======================================================================
 986
 987 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &         aMesh,
 988                                              const TopoDS_Shape & aShape)
 989 {
 990   //printf(" ComputePentahedralMesh HERE\n");
 991   //
 992   bool bOK;
 993   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 994   //int iErr;
 995   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 996   //
 997   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
 998   //
 999   err = anAlgo.GetComputeError();
1000   //
1001   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
1002   {
1003     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
1004     if ( !aPrism3D ) {
1005       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
1006       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
1007     }
1008     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
1009     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
1010       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
1011       err = aPrism3D->GetComputeError();
1012     }
1013   }
1014   return err;
1015 }
1016
1017