src/StdMeshers/StdMeshers_Projection_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.
  10 //
  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_Projection_3D.cxx
  25 // Module    : SMESH
  26 // Created   : Fri Oct 20 11:37:07 2006
  27 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  28
  29
  30 #include "StdMeshers_Projection_3D.hxx"
  31 #include "StdMeshers_ProjectionSource3D.hxx"
  32
  33 #include "StdMeshers_ProjectionUtils.hxx"
  34
  35 #include "SMESHDS_Hypothesis.hxx"
  36 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  37 #include "SMESH_Block.hxx"
  38 #include "SMESH_Gen.hxx"
  39 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  40 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  41 #include "SMESH_Pattern.hxx"
  42 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  43 #include "SMESH_subMeshEventListener.hxx"
  44 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  45 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  46 #include "SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes.hxx"
  47
  48 #include "utilities.h"
  49
  50 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  51 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  52 #define SHOWYXZ(msg, xyz) // {\
  53 // gp_Pnt p (xyz); \
  54 // cout << msg << " ("<< p.X() << "; " <<p.Y() << "; " <<p.Z() << ") " <<endl;\
  55 // }
  56
  57 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  58
  59
  60 //=======================================================================
  61 //function : StdMeshers_Projection_3D
  62 //purpose  :
  63 //=======================================================================
  64
  65 StdMeshers_Projection_3D::StdMeshers_Projection_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  66   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  67 {
  68   _name = "Projection_3D";
  69   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit per shape type
  70
  71   _compatibleHypothesis.push_back("ProjectionSource3D");
  72   _sourceHypo = 0;
  73 }
  74
  75 //================================================================================
  76 /*!
  77  * \brief Destructor
  78  */
  79 //================================================================================
  80
  81 StdMeshers_Projection_3D::~StdMeshers_Projection_3D()
  82 {}
  83
  84 //=======================================================================
  85 //function : CheckHypothesis
  86 //purpose  :
  87 //=======================================================================
  88
  89 bool StdMeshers_Projection_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  90                                                const TopoDS_Shape&                  aShape,
  91                                                SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  92 {
  93   // check aShape that must be a 6 faces block
  94   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 1 ) != 1 ||
  95        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
  96        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
  97        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
  98   {
  99     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 100     return false;
 101   }
 102
 103   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 104
 105   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 106   if ( hyps.size() == 0 )
 107   {
 108     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 109     return false;  // can't work with no hypothesis
 110   }
 111
 112   if ( hyps.size() > 1 )
 113   {
 114     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 115     return false;
 116   }
 117
 118   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 119
 120   string hypName = theHyp->GetName();
 121
 122   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 123
 124   if (hypName == "ProjectionSource3D")
 125   {
 126     _sourceHypo = static_cast<const StdMeshers_ProjectionSource3D *>(theHyp);
 127     // Check hypo parameters
 128
 129     SMESH_Mesh* srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 130     SMESH_Mesh* tgtMesh = & aMesh;
 131     if ( !srcMesh )
 132       srcMesh = tgtMesh;
 133
 134     // check vertices
 135     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 136     {
 137       // source vertices
 138       TopoDS_Shape edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 139         ( srcMesh, _sourceHypo->GetSourceVertex(1), _sourceHypo->GetSourceVertex(2) );
 140       if ( edge.IsNull() ||
 141            !TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh ) ||
 142            !TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() ))
 143       {
 144         SCRUTE((edge.IsNull()));
 145         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh )));
 146         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() )));
 147         aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 148       }
 149       else
 150       {
 151         // target vertices
 152         edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 153           ( tgtMesh, _sourceHypo->GetTargetVertex(1), _sourceHypo->GetTargetVertex(2) );
 154         if ( edge.IsNull() ||
 155              !TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh ) ||
 156              !TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape ))
 157         {
 158           SCRUTE((edge.IsNull()));
 159           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh )));
 160           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape )));
 161           aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 162         }
 163       }
 164     }
 165     // check a source shape
 166     if ( !TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh ) ||
 167          ( srcMesh == tgtMesh && aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()))
 168     {
 169       SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh)));
 170       SCRUTE((srcMesh == tgtMesh));
 171       SCRUTE((aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()));
 172       aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 173     }
 174   }
 175   else
 176   {
 177     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 178   }
 179   return ( aStatus == HYP_OK );
 180 }
 181
 182 //=======================================================================
 183 //function : Compute
 184 //purpose  :
 185 //=======================================================================
 186
 187 bool StdMeshers_Projection_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 188 {
 189   if ( !_sourceHypo )
 190     return false;
 191
 192   SMESH_Mesh * srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 193   SMESH_Mesh * tgtMesh = & aMesh;
 194   if ( !srcMesh )
 195     srcMesh = tgtMesh;
 196
 197   SMESHDS_Mesh * srcMeshDS = srcMesh->GetMeshDS();
 198   SMESHDS_Mesh * tgtMeshDS = tgtMesh->GetMeshDS();
 199
 200   // get shell from shape3D
 201   TopoDS_Shell srcShell, tgtShell;
 202   TopExp_Explorer exp( _sourceHypo->GetSource3DShape(), TopAbs_SHELL );
 203   int nbShell;
 204   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 205     srcShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 206   if ( nbShell != 1 )
 207     RETURN_BAD_RESULT("There must be 1 shell in the source shape");
 208
 209   exp.Init( aShape, TopAbs_SHELL );
 210   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 211     tgtShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 212   if ( nbShell != 1 )
 213     RETURN_BAD_RESULT("There must be 1 shell in the target shape");
 214
 215   // Assure that mesh on a source shape is computed
 216
 217   SMESH_subMesh* srcSubMesh = srcMesh->GetSubMesh( _sourceHypo->GetSource3DShape() );
 218   //SMESH_subMesh* tgtSubMesh = tgtMesh->GetSubMesh( aShape );
 219
 220   if ( tgtMesh == srcMesh && !aShape.IsSame( _sourceHypo->GetSource3DShape() )) {
 221     if ( !TAssocTool::MakeComputed( srcSubMesh ))
 222       RETURN_BAD_RESULT("Impossible to compute the source mesh");
 223   }
 224   else {
 225     if ( !srcSubMesh->IsMeshComputed() )
 226       RETURN_BAD_RESULT("Source mesh is not computed");
 227   }
 228
 229   // Find 2 pairs of corresponding vertices
 230
 231   TopoDS_Vertex tgtV000, tgtV100, srcV000, srcV100;
 232   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 233
 234   if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 235   {
 236     tgtV000 = _sourceHypo->GetTargetVertex(1);
 237     tgtV100 = _sourceHypo->GetTargetVertex(2);
 238     srcV000 = _sourceHypo->GetSourceVertex(1);
 239     srcV100 = _sourceHypo->GetSourceVertex(2);
 240   }
 241   else
 242   {
 243     if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( tgtShell, tgtMesh, srcShell, srcMesh,
 244                                                shape2ShapeMap) )
 245       RETURN_BAD_RESULT("FindSubShapeAssociation() failed");
 246
 247     exp.Init( tgtShell, TopAbs_EDGE );
 248     TopExp::Vertices( TopoDS::Edge( exp.Current() ), tgtV000, tgtV100 );
 249
 250     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV000 ) || !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV100 ))
 251       RETURN_BAD_RESULT("Shape associating not done");
 252     srcV000 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV000 ));
 253     srcV100 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV100 ));
 254     if ( !TAssocTool::IsSubShape( srcV000, srcShell ) ||
 255          !TAssocTool::IsSubShape( srcV100, srcShell ))
 256       RETURN_BAD_RESULT("Wrong target vertices");
 257   }
 258
 259   // Load 2 SMESH_Block's with src and tgt shells
 260
 261   SMESH_Block srcBlock, tgtBlock;
 262   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape scrShapes, tgtShapes;
 263   if ( !tgtBlock.LoadBlockShapes( tgtShell, tgtV000, tgtV100, tgtShapes ))
 264     RETURN_BAD_RESULT("SMESH_Block::LoadBlockShapes(tgtShell) failed");
 265
 266   if ( !srcBlock.LoadBlockShapes( srcShell, srcV000, srcV100, scrShapes ))
 267     RETURN_BAD_RESULT("SMESH_Block::LoadBlockShapes(srcShell) failed");
 268
 269   // Find matching nodes of src and tgt shells
 270
 271   TNodeNodeMap src2tgtNodeMap;
 272   for ( int fId = SMESH_Block::ID_FirstF; fId < SMESH_Block::ID_Shell; ++fId )
 273   {
 274     // Corresponding subshapes
 275     TopoDS_Face srcFace = TopoDS::Face( scrShapes( fId ));
 276     TopoDS_Face tgtFace = TopoDS::Face( tgtShapes( fId ));
 277     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() ) { // associate face subshapes
 278       shape2ShapeMap.Clear();
 279       vector< int > edgeIdVec;
 280       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( fId, edgeIdVec );
 281       for ( int i = 0; i < edgeIdVec.size(); ++i ) {
 282         int eID = edgeIdVec[ i ];
 283         shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( eID ), scrShapes( eID ));
 284         if ( i < 2 ) {
 285           vector< int > vertexIdVec;
 286           SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( eID, vertexIdVec );
 287           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[0] ), scrShapes( vertexIdVec[0] ));
 288           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[1] ), scrShapes( vertexIdVec[1] ));
 289         }
 290       }
 291     }
 292     // Find matching nodes of tgt and src faces
 293     TNodeNodeMap faceMatchingNodes;
 294     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( srcFace, srcMesh, tgtFace, tgtMesh,
 295                                                  shape2ShapeMap, faceMatchingNodes ))
 296       RETURN_BAD_RESULT("Different mesh on corresponding src and tgt faces: "
 297                         << srcMeshDS->ShapeToIndex( srcFace ) << " and "
 298                         << tgtMeshDS->ShapeToIndex( tgtFace ));
 299
 300     // put found matching nodes of 2 faces to the global map
 301     src2tgtNodeMap.insert( faceMatchingNodes.begin(), faceMatchingNodes.end() );
 302   }
 303
 304   // ------------------
 305   // Make mesh
 306   // ------------------
 307
 308   SMDS_VolumeTool volTool;
 309   SMESH_MesherHelper helper( *tgtMesh );
 310   helper.IsQuadraticSubMesh( aShape );
 311
 312   SMESHDS_SubMesh* srcSMDS = srcSubMesh->GetSubMeshDS();
 313   SMDS_ElemIteratorPtr volIt = srcSMDS->GetElements();
 314   while ( volIt->more() ) // loop on source volumes
 315   {
 316     const SMDS_MeshElement* srcVol = volIt->next();
 317     if ( !srcVol || srcVol->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 318         continue;
 319     int nbNodes = srcVol->NbNodes();
 320     SMDS_VolumeTool::VolumeType  volType = volTool.GetType( nbNodes );
 321     if ( srcVol->IsQuadratic() )
 322       nbNodes = volTool.NbCornerNodes( volType );
 323
 324     // Find or create a new tgt node for each node of a src volume
 325
 326     vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( nbNodes );
 327     for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 328     {
 329       const SMDS_MeshNode* srcNode = srcVol->GetNode( i );
 330       const SMDS_MeshNode* tgtNode = 0;
 331       TNodeNodeMap::iterator sN_tN = src2tgtNodeMap.find( srcNode );
 332       if ( sN_tN != src2tgtNodeMap.end() ) // found
 333       {
 334         tgtNode = sN_tN->second;
 335       }
 336       else // Create a new tgt node
 337       {
 338         // compute normalized parameters of source node in srcBlock
 339         gp_Pnt srcCoord = gpXYZ( srcNode );
 340         gp_XYZ srcParam;
 341         if ( !srcBlock.ComputeParameters( srcCoord, srcParam ))
 342           RETURN_BAD_RESULT("srcBlock.ComputeParameters() failed");
 343         // compute coordinates of target node by srcParam
 344         gp_XYZ tgtXYZ;
 345         if ( !tgtBlock.ShellPoint( srcParam, tgtXYZ ))
 346           RETURN_BAD_RESULT("tgtBlock.ShellPoint() failed");
 347         // add node
 348         SMDS_MeshNode* newNode = tgtMeshDS->AddNode( tgtXYZ.X(), tgtXYZ.Y(), tgtXYZ.Z() );
 349         tgtMeshDS->SetNodeInVolume( newNode, helper.GetSubShapeID() );
 350         tgtNode = newNode;
 351         src2tgtNodeMap.insert( make_pair( srcNode, tgtNode ));
 352       }
 353       nodes[ i ] = tgtNode;
 354     }
 355
 356     // Create a new volume
 357
 358     SMDS_MeshVolume * tgtVol = 0;
 359     switch ( volType ) {
 360     case SMDS_VolumeTool::TETRA     :
 361     case SMDS_VolumeTool::QUAD_TETRA:
 362       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 363                                  nodes[1],
 364                                  nodes[2],
 365                                  nodes[3]); break;
 366     case SMDS_VolumeTool::PYRAM     :
 367     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PYRAM:
 368       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 369                                  nodes[1],
 370                                  nodes[2],
 371                                  nodes[3],
 372                                  nodes[4]); break;
 373     case SMDS_VolumeTool::PENTA     :
 374     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA:
 375       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 376                                  nodes[1],
 377                                  nodes[2],
 378                                  nodes[3],
 379                                  nodes[4],
 380                                  nodes[5]); break;
 381     case SMDS_VolumeTool::HEXA      :
 382     case SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA :
 383       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 384                                  nodes[1],
 385                                  nodes[2],
 386                                  nodes[3],
 387                                  nodes[4],
 388                                  nodes[5],
 389                                  nodes[6],
 390                                  nodes[7]); break;
 391     default: // polyhedron
 392       const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes * poly =
 393         dynamic_cast<const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes*>( srcVol );
 394       if ( !poly )
 395         RETURN_BAD_RESULT("Unexpected volume type");
 396       vector<int> quantities( poly->NbFaces(), 0 );
 397       for ( int i = 0; i < quantities.size(); ++i )
 398         quantities[ i ] = poly->NbFaceNodes( i + 1 );
 399       tgtVol = tgtMeshDS->AddPolyhedralVolume( nodes, quantities );
 400     }
 401     if ( tgtVol ) {
 402       tgtMeshDS->SetMeshElementOnShape( tgtVol, helper.GetSubShapeID() );
 403     }
 404   } // loop on volumes of src shell
 405
 406   return true;
 407 }
 408
 409 //=============================================================================
 410 /*!
 411  * \brief Sets a default event listener to submesh of the source shape
 412   * \param subMesh - submesh where algo is set
 413  *
 414  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
 415  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
 416  * Arranges that CLEAN event is translated from source submesh to
 417  * the submesh
 418  */
 419 //=============================================================================
 420
 421 void StdMeshers_Projection_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
 422 {
 423   if ( _sourceHypo && ! _sourceHypo->GetSource3DShape().IsNull() )
 424   {
 425     SMESH_Mesh* srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 426     if ( !srcMesh )
 427       srcMesh = subMesh->GetFather();
 428
 429     SMESH_subMesh* srcShapeSM =
 430       srcMesh->GetSubMesh( _sourceHypo->GetSource3DShape() );
 431
 432     if ( srcShapeSM != subMesh )
 433       subMesh->SetEventListener( new SMESH_subMeshEventListener(true),
 434                                  SMESH_subMeshEventListenerData::MakeData( subMesh ),
 435                                  srcShapeSM );
 436   }
 437 }
 438