src/StdMeshers/StdMeshers_ProjectionUtils.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
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  10 //
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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 //  SMESH SMESH : idl implementation based on 'SMESH' unit's calsses
  24 // File      : StdMeshers_ProjectionUtils.hxx
  25 // Created   : Thu Oct 26 15:37:24 2006
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 //
  28 #ifndef StdMeshers_ProjectionUtils_HeaderFile
  29 #define StdMeshers_ProjectionUtils_HeaderFile
  30
  31 #include "SMESH_StdMeshers.hxx"
  32
  33 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  34 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  35
  36 #include <BRepMesh_DataStructureOfDelaun.hxx>
  37 #include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
  38 #include <TopTools_DataMapOfShapeShape.hxx>
  39 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  40 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  41 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  42 #include <TopoDS_Face.hxx>
  43 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  44 #include <gp_GTrsf.hxx>
  45 #include <gp_GTrsf2d.hxx>
  46
  47 #include <list>
  48 #include <map>
  49
  50 class SMDS_MeshNode;
  51 class SMESH_Algo;
  52 class SMESH_Hypothesis;
  53 class SMESH_Mesh;
  54 class SMESH_subMesh;
  55 class TopoDS_Shape;
  56
  57 /*!
  58  * \brief Struct used instead of a sole TopTools_DataMapOfShapeShape to avoid
  59  *        problems with bidirectional bindings
  60  */
  61 struct StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap
  62 {
  63   TopTools_DataMapOfShapeShape _map1to2, _map2to1;
  64
  65   enum EAssocType {
  66     UNDEF, INIT_VERTEX, PROPAGATION, PARTNER, CLOSE_VERTEX, COMMON_VERTEX, FEW_EF };
  67   EAssocType _assocType;
  68
  69   // convention: s1 - target, s2 - source
  70   bool Bind( const TopoDS_Shape& s1, const TopoDS_Shape& s2 )
  71   { _map1to2.Bind( s1, s2 ); return _map2to1.Bind( s2, s1 ); }
  72   bool IsBound( const TopoDS_Shape& s, const bool isShape2=false ) const
  73   { return (isShape2 ? _map2to1 : _map1to2).IsBound( s ); }
  74   bool IsEmpty() const { return _map1to2.IsEmpty(); }
  75   int  Extent()  const { return _map1to2.Extent(); }
  76   void Clear() { _map1to2.Clear(); _map2to1.Clear(); }
  77   const TopoDS_Shape& operator()( const TopoDS_Shape& s, const bool isShape2=false ) const
  78   { // if we get a Standard_NoSuchObject here, it means that the calling code
  79     // passes incorrect isShape2
  80     return (isShape2 ? _map2to1 : _map1to2)( s );
  81   }
  82   StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap() : _assocType( UNDEF ) {}
  83   void SetAssocType( EAssocType type ) { if ( _assocType == UNDEF ) _assocType = type; }
  84 };
  85
  86 /*!
  87  * \brief Methods common to Projection algorithms
  88  */
  89 namespace StdMeshers_ProjectionUtils
  90 {
  91   typedef StdMeshers_ShapeShapeBiDirectionMap                  TShapeShapeMap;
  92   typedef TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape            TAncestorMap;
  93   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode*,
  94                    TIDCompare>                                 TNodeNodeMap;
  95
  96
  97   /*!
  98    * \brief Finds transformation between two sets of 2D points using
  99    *        a least square approximation
 100    */
 101   class TrsfFinder2D
 102   {
 103     gp_GTrsf2d _trsf;
 104     gp_XY      _srcOrig;
 105   public:
 106     TrsfFinder2D(): _srcOrig(0,0) {}
 107
 108     void Set( const gp_GTrsf2d& t ) { _trsf = t; } // it's an alternative to Solve()
 109
 110     bool Solve( const std::vector< gp_XY >& srcPnts,
 111                 const std::vector< gp_XY >& tgtPnts );
 112
 113     gp_XY Transform( const gp_Pnt2d& srcUV ) const;
 114
 115     bool IsIdentity() const { return ( _trsf.Form() == gp_Identity ); }
 116   };
 117   /*!
 118    * \brief Finds transformation between two sets of 3D points using
 119    *        a least square approximation
 120    */
 121   class TrsfFinder3D
 122   {
 123     gp_GTrsf _trsf;
 124     gp_XYZ   _srcOrig;
 125   public:
 126     TrsfFinder3D(): _srcOrig(0,0,0) {}
 127
 128     void Set( const gp_GTrsf& t ) { _trsf = t; } // it's an alternative to Solve()
 129
 130     bool Solve( const std::vector< gp_XYZ > & srcPnts,
 131                 const std::vector< gp_XYZ > & tgtPnts );
 132
 133     gp_XYZ Transform( const gp_Pnt& srcP ) const;
 134
 135     gp_XYZ TransformVec( const gp_Vec& v ) const;
 136
 137     bool IsIdentity() const { return ( _trsf.Form() == gp_Identity ); }
 138
 139     bool Invert();
 140   };
 141
 142   /*!
 143    * \brief Morph mesh on the target FACE to lie within FACE boundary w/o distortion
 144    */
 145   class Morph
 146   {
 147     std::vector< const SMDS_MeshNode* >    _bndSrcNodes;
 148     Handle(BRepMesh_DataStructureOfDelaun) _triaDS;
 149     SMESH_subMesh*                         _srcSubMesh;
 150     bool                                   _moveAll;
 151     gp_XY                                  _scale;
 152   public:
 153
 154     Morph(const TSideVector& srcWires);
 155
 156     bool Perform(SMESH_MesherHelper&           tgtHelper,
 157                  const TSideVector&            tgtWires,
 158                  Handle(ShapeAnalysis_Surface) tgtSurface,
 159                  const TNodeNodeMap&           src2tgtNodes,
 160                  const bool                    moveAll);
 161
 162     // find a triangle containing an UV starting from a given triangle;
 163     // return barycentric coordinates of the UV in the found triangle
 164     const BRepMesh_Triangle* FindTriangle( const gp_XY&             uv,
 165                                            const BRepMesh_Triangle* bmTria,
 166                                            double                   bc[3],
 167                                            int                      triaNodes[3]);
 168
 169     // return any delauney triangle neighboring a given boundary node
 170     const BRepMesh_Triangle* GetTriangleNear( int iBndNode );
 171
 172     // return source boundary nodes. 0-th node is NULL so that indices of
 173     // boundary nodes correspond to indices used by Delauney mesh
 174     const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& GetBndNodes() const { return _bndSrcNodes; }
 175
 176     // return UV of the i-th source boundary node
 177     gp_XY GetBndUV(const int iNode) const;
 178
 179     // return scale factor to convert real UV to/from UV used for Delauney meshing:
 180     // delauney_UV = real_UV * scale
 181     const gp_XY& GetScale() const { return _scale; }
 182
 183     typedef std::list< std::pair< const SMDS_MeshNode*, const BRepMesh_Triangle* > > TNodeTriaList;
 184
 185     // add non-marked nodes surrounding a given one to a list
 186     static void AddCloseNodes( const SMDS_MeshNode*     node,
 187                                const BRepMesh_Triangle* bmTria,
 188                                const int                faceID,
 189                                TNodeTriaList &          noTriQueue );
 190   };
 191
 192   /*!
 193    * \brief Looks for association of all sub-shapes of two shapes
 194    * \param theShape1 - shape 1
 195    * \param theMesh1 - mesh built on shape 1
 196    * \param theShape2 - shape 2
 197    * \param theMesh2 - mesh built on shape 2
 198    * \param theAssociation - association map to be filled that may
 199    *                         contain association of one or two pairs of vertices
 200    * \retval bool - true if association found
 201    */
 202   bool FindSubShapeAssociation(const TopoDS_Shape& theShape1,
 203                                SMESH_Mesh*         theMesh1,
 204                                const TopoDS_Shape& theShape2,
 205                                SMESH_Mesh*         theMesh2,
 206                                TShapeShapeMap &    theAssociationMap);
 207
 208   /*!
 209    * \brief Find association of edges of faces
 210    *  \param face1 - face 1
 211    *  \param VV1 - vertices of face 1
 212    *  \param face2 - face 2
 213    *  \param VV2 - vertices of face 2 associated with oned of face 1
 214    *  \param edges1 - out list of edges of face 1
 215    *  \param edges2 - out list of edges of face 2
 216    *  \param isClosenessAssoc - is association starting by VERTEX closeness
 217    *  \retval int - nb of edges in an outer wire in a success case, else zero
 218    */
 219   int FindFaceAssociation(const TopoDS_Face&         face1,
 220                           TopoDS_Vertex              VV1[2],
 221                           const TopoDS_Face&         face2,
 222                           TopoDS_Vertex              VV2[2],
 223                           std::list< TopoDS_Edge > & edges1,
 224                           std::list< TopoDS_Edge > & edges2,
 225                           const bool                 isClosenessAssoc=false);
 226
 227   /*!
 228    * \brief Insert vertex association defined by a hypothesis into a map
 229    * \param theHyp - hypothesis
 230    * \param theAssociationMap - association map
 231    * \param theTargetShape - the shape theHyp assigned to
 232    */
 233   void InitVertexAssociation( const SMESH_Hypothesis* theHyp,
 234                               TShapeShapeMap &        theAssociationMap);
 235
 236   /*!
 237    * \brief Inserts association theShape1 <-> theShape2 to TShapeShapeMap
 238    * \param theShape1 - target shape
 239    * \param theShape2 - source shape
 240    * \param theAssociationMap - association map
 241    * \param theBidirectional - if false, inserts theShape1 -> theShape2 association
 242    * \retval bool - true if there was no association for these shapes before
 243    */
 244   bool InsertAssociation( const TopoDS_Shape& theShape1, // target
 245                           const TopoDS_Shape& theShape2, // source
 246                           TShapeShapeMap &    theAssociationMap);
 247
 248   /*!
 249    * \brief Finds an edge by its vertices in a main shape of the mesh
 250    */
 251   TopoDS_Edge GetEdgeByVertices( SMESH_Mesh*          aMesh,
 252                                  const TopoDS_Vertex& V1,
 253                                  const TopoDS_Vertex& V2);
 254
 255   /*!
 256    * \brief Return another face sharing an edge
 257    * \param edgeToFaces - data map of descendants to ancestors
 258    */
 259   TopoDS_Face GetNextFace( const TAncestorMap& edgeToFaces,
 260                            const TopoDS_Edge&  edge,
 261                            const TopoDS_Face&  face);
 262   /*!
 263    * \brief Return other vertex of an edge
 264    */
 265   TopoDS_Vertex GetNextVertex(const TopoDS_Edge&   edge,
 266                               const TopoDS_Vertex& vertex);
 267
 268   /*!
 269    * \brief Return an oriented propagation edge
 270    * \param aMesh - mesh
 271    * \param fromEdge - start edge for propagation
 272    * \param chain - return, if provided, a propagation chain passed till
 273    *        anEdge; if anEdge.IsNull() then a full propagation chain is returned
 274    * \retval pair<int,TopoDS_Edge> - propagation step and found edge
 275    */
 276   std::pair<int,TopoDS_Edge> GetPropagationEdge( SMESH_Mesh*                 aMesh,
 277                                                  const TopoDS_Edge&          anEdge,
 278                                                  const TopoDS_Edge&          fromEdge,
 279                                                  TopTools_IndexedMapOfShape* chain=0);
 280
 281   /*!
 282    * \brief Find corresponding nodes on two faces
 283    * \param face1 - the first face
 284    * \param mesh1 - mesh containing elements on the first face
 285    * \param face2 - the second face
 286    * \param mesh2 - mesh containing elements on the second face
 287    * \param assocMap - map associating sub-shapes of the faces
 288    * \param nodeIn2OutMap - map containing found matching nodes
 289    * \retval bool - is a success
 290    */
 291   bool FindMatchingNodesOnFaces( const TopoDS_Face&     face1,
 292                                  SMESH_Mesh*            mesh1,
 293                                  const TopoDS_Face&     face2,
 294                                  SMESH_Mesh*            mesh2,
 295                                  const TShapeShapeMap & assocMap,
 296                                  TNodeNodeMap &         nodeIn2OutMap);
 297   /*!
 298    * \brief Return any sub-shape of a face belonging to the outer wire
 299    * \param face - the face
 300    * \param type - type of sub-shape to return
 301    * \retval TopoDS_Shape - the found sub-shape
 302    */
 303   TopoDS_Shape OuterShape( const TopoDS_Face& face,
 304                            TopAbs_ShapeEnum   type);
 305
 306   /*!
 307    * \brief Check that submeshis is computed and try to compute it if is not
 308    * \param sm - submesh to compute
 309    * \param iterationNb - int used to stop infinite recursive call
 310    * \retval bool - true if computed
 311    */
 312   bool MakeComputed(SMESH_subMesh * sm, const int iterationNb = 0);
 313
 314   /*!
 315    * \brief Returns an error message to show in case if MakeComputed( sm ) fails.
 316    */
 317   std::string SourceNotComputedError( SMESH_subMesh * sm = 0,
 318                                       SMESH_Algo*     projAlgo=0);
 319
 320   /*!
 321    * \brief Set event listeners to submesh with projection algo
 322    * \param subMesh - submesh with projection algo
 323    * \param srcShape - source shape
 324    * \param srcMesh - source mesh
 325    */
 326   void SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh,
 327                         TopoDS_Shape   srcShape,
 328                         SMESH_Mesh*    srcMesh);
 329
 330   /*!
 331    * \brief Return a boundary EDGE (or all boundary EDGEs) of edgeContainer
 332    */
 333   TopoDS_Edge GetBoundaryEdge(const TopoDS_Shape&       edgeContainer,
 334                               const SMESH_Mesh&         mesh,
 335                               std::list< TopoDS_Edge >* allBndEdges = 0 );
 336 };
 337
 338 #endif