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.
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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_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 "SMESH_Comment.hxx"
  46 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  47 #include "SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes.hxx"
  48
  49 #include "utilities.h"
  50
  51 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  52 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  53 #define SHOWYXZ(msg, xyz) // {\
  54 // gp_Pnt p (xyz); \
  55 // cout << msg << " ("<< p.X() << "; " <<p.Y() << "; " <<p.Z() << ") " <<endl;\
  56 // }
  57
  58 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  59
  60
  61 //=======================================================================
  62 //function : StdMeshers_Projection_3D
  63 //purpose  :
  64 //=======================================================================
  65
  66 StdMeshers_Projection_3D::StdMeshers_Projection_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  67   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  68 {
  69   _name = "Projection_3D";
  70   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit per shape type
  71
  72   _compatibleHypothesis.push_back("ProjectionSource3D");
  73   _sourceHypo = 0;
  74 }
  75
  76 //================================================================================
  77 /*!
  78  * \brief Destructor
  79  */
  80 //================================================================================
  81
  82 StdMeshers_Projection_3D::~StdMeshers_Projection_3D()
  83 {}
  84
  85 //=======================================================================
  86 //function : CheckHypothesis
  87 //purpose  :
  88 //=======================================================================
  89
  90 bool StdMeshers_Projection_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  91                                                const TopoDS_Shape&                  aShape,
  92                                                SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  93 {
  94   // check aShape that must be a 6 faces block
  95 /*  PAL16229
  96   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 1 ) != 1 ||
  97        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
  98        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
  99        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 100   {
 101     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 102     return false;
 103   }
 104 */
 105   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 106
 107   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 108   if ( hyps.size() == 0 )
 109   {
 110     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 111     return false;  // can't work with no hypothesis
 112   }
 113
 114   if ( hyps.size() > 1 )
 115   {
 116     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 117     return false;
 118   }
 119
 120   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 121
 122   string hypName = theHyp->GetName();
 123
 124   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 125
 126   if (hypName == "ProjectionSource3D")
 127   {
 128     _sourceHypo = static_cast<const StdMeshers_ProjectionSource3D *>(theHyp);
 129     // Check hypo parameters
 130
 131     SMESH_Mesh* srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 132     SMESH_Mesh* tgtMesh = & aMesh;
 133     if ( !srcMesh )
 134       srcMesh = tgtMesh;
 135
 136     // check vertices
 137     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 138     {
 139       // source vertices
 140       TopoDS_Shape edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 141         ( srcMesh, _sourceHypo->GetSourceVertex(1), _sourceHypo->GetSourceVertex(2) );
 142       if ( edge.IsNull() ||
 143            !TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh ) ||
 144            !TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() ))
 145       {
 146         SCRUTE((edge.IsNull()));
 147         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, srcMesh )));
 148         SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, _sourceHypo->GetSource3DShape() )));
 149         aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 150       }
 151       else
 152       {
 153         // target vertices
 154         edge = TAssocTool::GetEdgeByVertices
 155           ( tgtMesh, _sourceHypo->GetTargetVertex(1), _sourceHypo->GetTargetVertex(2) );
 156         if ( edge.IsNull() ||
 157              !TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh ) ||
 158              !TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape ))
 159         {
 160           SCRUTE((edge.IsNull()));
 161           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, tgtMesh )));
 162           SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( edge, aShape )));
 163           aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 164         }
 165       }
 166     }
 167     // check a source shape
 168     if ( !TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh ) ||
 169          ( srcMesh == tgtMesh && aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()))
 170     {
 171       SCRUTE((TAssocTool::IsSubShape( _sourceHypo->GetSource3DShape(), srcMesh)));
 172       SCRUTE((srcMesh == tgtMesh));
 173       SCRUTE((aShape == _sourceHypo->GetSource3DShape()));
 174       aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_PARAMETER;
 175     }
 176   }
 177   else
 178   {
 179     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 180   }
 181   return ( aStatus == HYP_OK );
 182 }
 183
 184 //=======================================================================
 185 //function : Compute
 186 //purpose  :
 187 //=======================================================================
 188
 189 bool StdMeshers_Projection_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 190 {
 191   if ( !_sourceHypo )
 192     return false;
 193
 194   SMESH_Mesh * srcMesh = _sourceHypo->GetSourceMesh();
 195   SMESH_Mesh * tgtMesh = & aMesh;
 196   if ( !srcMesh )
 197     srcMesh = tgtMesh;
 198
 199   SMESHDS_Mesh * srcMeshDS = srcMesh->GetMeshDS();
 200   SMESHDS_Mesh * tgtMeshDS = tgtMesh->GetMeshDS();
 201
 202   // get shell from shape3D
 203   TopoDS_Shell srcShell, tgtShell;
 204   TopExp_Explorer exp( _sourceHypo->GetSource3DShape(), TopAbs_SHELL );
 205   int nbShell;
 206   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 207     srcShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 208   if ( nbShell != 1 )
 209     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 210                  SMESH_Comment("Source shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 211
 212   exp.Init( aShape, TopAbs_SHELL );
 213   for ( nbShell = 0; exp.More(); exp.Next(), ++nbShell )
 214     tgtShell = TopoDS::Shell( exp.Current() );
 215   if ( nbShell != 1 )
 216     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,
 217                  SMESH_Comment("Target shape must have 1 shell but not ") << nbShell);
 218
 219   // Check that shapes are blocks
 220   if ( TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 221        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 222        TAssocTool::Count( tgtShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 223     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Target shape is not a block");
 224   if ( TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_FACE , 1 ) != 6 ||
 225        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_EDGE , 1 ) != 12 ||
 226        TAssocTool::Count( srcShell, TopAbs_WIRE , 1 ) != 6 )
 227     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Source shape is not a block");
 228
 229   // Assure that mesh on a source shape is computed
 230
 231   SMESH_subMesh* srcSubMesh = srcMesh->GetSubMesh( _sourceHypo->GetSource3DShape() );
 232   //SMESH_subMesh* tgtSubMesh = tgtMesh->GetSubMesh( aShape );
 233
 234   if ( tgtMesh == srcMesh && !aShape.IsSame( _sourceHypo->GetSource3DShape() )) {
 235     if ( !TAssocTool::MakeComputed( srcSubMesh ))
 236       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 237   }
 238   else {
 239     if ( !srcSubMesh->IsMeshComputed() )
 240       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"Source mesh not computed");
 241   }
 242
 243   // Find 2 pairs of corresponding vertices
 244
 245   TopoDS_Vertex tgtV000, tgtV100, srcV000, srcV100;
 246   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 247
 248   if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() )
 249   {
 250     tgtV000 = _sourceHypo->GetTargetVertex(1);
 251     tgtV100 = _sourceHypo->GetTargetVertex(2);
 252     srcV000 = _sourceHypo->GetSourceVertex(1);
 253     srcV100 = _sourceHypo->GetSourceVertex(2);
 254   }
 255   else
 256   {
 257     if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( tgtShell, tgtMesh, srcShell, srcMesh,
 258                                                shape2ShapeMap) )
 259       return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of source and target shapes seems different" );
 260
 261     exp.Init( tgtShell, TopAbs_EDGE );
 262     TopExp::Vertices( TopoDS::Edge( exp.Current() ), tgtV000, tgtV100 );
 263
 264     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV000 ) || !shape2ShapeMap.IsBound( tgtV100 ))
 265       return error("Association of subshapes failed" );
 266     srcV000 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV000 ));
 267     srcV100 = TopoDS::Vertex( shape2ShapeMap( tgtV100 ));
 268     if ( !TAssocTool::IsSubShape( srcV000, srcShell ) ||
 269          !TAssocTool::IsSubShape( srcV100, srcShell ))
 270       return error("Incorrect association of subshapes" );
 271   }
 272
 273   // Load 2 SMESH_Block's with src and tgt shells
 274
 275   SMESH_Block srcBlock, tgtBlock;
 276   TopTools_IndexedMapOfOrientedShape scrShapes, tgtShapes;
 277   if ( !tgtBlock.LoadBlockShapes( tgtShell, tgtV000, tgtV100, tgtShapes ))
 278     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 279
 280   if ( !srcBlock.LoadBlockShapes( srcShell, srcV000, srcV100, scrShapes ))
 281     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "Can't detect block subshapes. Not a block?");
 282
 283   // Find matching nodes of src and tgt shells
 284
 285   TNodeNodeMap src2tgtNodeMap;
 286   for ( int fId = SMESH_Block::ID_FirstF; fId < SMESH_Block::ID_Shell; ++fId )
 287   {
 288     // Corresponding subshapes
 289     TopoDS_Face srcFace = TopoDS::Face( scrShapes( fId ));
 290     TopoDS_Face tgtFace = TopoDS::Face( tgtShapes( fId ));
 291     if ( _sourceHypo->HasVertexAssociation() ) { // associate face subshapes
 292       shape2ShapeMap.Clear();
 293       vector< int > edgeIdVec;
 294       SMESH_Block::GetFaceEdgesIDs( fId, edgeIdVec );
 295       for ( int i = 0; i < edgeIdVec.size(); ++i ) {
 296         int eID = edgeIdVec[ i ];
 297         shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( eID ), scrShapes( eID ));
 298         if ( i < 2 ) {
 299           vector< int > vertexIdVec;
 300           SMESH_Block::GetEdgeVertexIDs( eID, vertexIdVec );
 301           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[0] ), scrShapes( vertexIdVec[0] ));
 302           shape2ShapeMap.Bind( tgtShapes( vertexIdVec[1] ), scrShapes( vertexIdVec[1] ));
 303         }
 304       }
 305     }
 306     // Find matching nodes of tgt and src faces
 307     TNodeNodeMap faceMatchingNodes;
 308     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( srcFace, srcMesh, tgtFace, tgtMesh,
 309                                                  shape2ShapeMap, faceMatchingNodes ))
 310     return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 311                  << srcMeshDS->ShapeToIndex( srcFace ) << " and "
 312                  << tgtMeshDS->ShapeToIndex( tgtFace ) << " seems different" );
 313
 314     // put found matching nodes of 2 faces to the global map
 315     src2tgtNodeMap.insert( faceMatchingNodes.begin(), faceMatchingNodes.end() );
 316   }
 317
 318   // ------------------
 319   // Make mesh
 320   // ------------------
 321
 322   SMDS_VolumeTool volTool;
 323   SMESH_MesherHelper helper( *tgtMesh );
 324   helper.IsQuadraticSubMesh( aShape );
 325
 326   SMESHDS_SubMesh* srcSMDS = srcSubMesh->GetSubMeshDS();
 327   SMDS_ElemIteratorPtr volIt = srcSMDS->GetElements();
 328   while ( volIt->more() ) // loop on source volumes
 329   {
 330     const SMDS_MeshElement* srcVol = volIt->next();
 331     if ( !srcVol || srcVol->GetType() != SMDSAbs_Volume )
 332         continue;
 333     int nbNodes = srcVol->NbNodes();
 334     SMDS_VolumeTool::VolumeType  volType = volTool.GetType( nbNodes );
 335     if ( srcVol->IsQuadratic() )
 336       nbNodes = volTool.NbCornerNodes( volType );
 337
 338     // Find or create a new tgt node for each node of a src volume
 339
 340     vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( nbNodes );
 341     for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 342     {
 343       const SMDS_MeshNode* srcNode = srcVol->GetNode( i );
 344       const SMDS_MeshNode* tgtNode = 0;
 345       TNodeNodeMap::iterator sN_tN = src2tgtNodeMap.find( srcNode );
 346       if ( sN_tN != src2tgtNodeMap.end() ) // found
 347       {
 348         tgtNode = sN_tN->second;
 349       }
 350       else // Create a new tgt node
 351       {
 352         // compute normalized parameters of source node in srcBlock
 353         gp_Pnt srcCoord = gpXYZ( srcNode );
 354         gp_XYZ srcParam;
 355         if ( !srcBlock.ComputeParameters( srcCoord, srcParam ))
 356           return error(SMESH_Comment("Can't compute normalized parameters ")
 357                        << "for source node " << srcNode->GetID());
 358         // compute coordinates of target node by srcParam
 359         gp_XYZ tgtXYZ;
 360         if ( !tgtBlock.ShellPoint( srcParam, tgtXYZ ))
 361           return error("Can't compute coordinates by normalized parameters");
 362         // add node
 363         SMDS_MeshNode* newNode = tgtMeshDS->AddNode( tgtXYZ.X(), tgtXYZ.Y(), tgtXYZ.Z() );
 364         tgtMeshDS->SetNodeInVolume( newNode, helper.GetSubShapeID() );
 365         tgtNode = newNode;
 366         src2tgtNodeMap.insert( make_pair( srcNode, tgtNode ));
 367       }
 368       nodes[ i ] = tgtNode;
 369     }
 370
 371     // Create a new volume
 372
 373     SMDS_MeshVolume * tgtVol = 0;
 374     int id = 0, force3d = false;
 375     switch ( volType ) {
 376     case SMDS_VolumeTool::TETRA     :
 377     case SMDS_VolumeTool::QUAD_TETRA:
 378       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 379                                  nodes[1],
 380                                  nodes[2],
 381                                  nodes[3], id, force3d); break;
 382     case SMDS_VolumeTool::PYRAM     :
 383     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PYRAM:
 384       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 385                                  nodes[1],
 386                                  nodes[2],
 387                                  nodes[3],
 388                                  nodes[4], id, force3d); break;
 389     case SMDS_VolumeTool::PENTA     :
 390     case SMDS_VolumeTool::QUAD_PENTA:
 391       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 392                                  nodes[1],
 393                                  nodes[2],
 394                                  nodes[3],
 395                                  nodes[4],
 396                                  nodes[5], id, force3d); break;
 397     case SMDS_VolumeTool::HEXA      :
 398     case SMDS_VolumeTool::QUAD_HEXA :
 399       tgtVol = helper.AddVolume( nodes[0],
 400                                  nodes[1],
 401                                  nodes[2],
 402                                  nodes[3],
 403                                  nodes[4],
 404                                  nodes[5],
 405                                  nodes[6],
 406                                  nodes[7], id, force3d); break;
 407     default: // polyhedron
 408       const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes * poly =
 409         dynamic_cast<const SMDS_PolyhedralVolumeOfNodes*>( srcVol );
 410       if ( !poly )
 411         RETURN_BAD_RESULT("Unexpected volume type");
 412       tgtVol = tgtMeshDS->AddPolyhedralVolume( nodes, poly->GetQuanities() );
 413     }
 414     if ( tgtVol ) {
 415       tgtMeshDS->SetMeshElementOnShape( tgtVol, helper.GetSubShapeID() );
 416     }
 417   } // loop on volumes of src shell
 418
 419   return true;
 420 }
 421
 422 //=============================================================================
 423 /*!
 424  * \brief Sets a default event listener to submesh of the source shape
 425   * \param subMesh - submesh where algo is set
 426  *
 427  * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
 428  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
 429  * Arranges that CLEAN event is translated from source submesh to
 430  * the submesh
 431  */
 432 //=============================================================================
 433
 434 void StdMeshers_Projection_3D::SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh)
 435 {
 436   TAssocTool::SetEventListener( subMesh,
 437                                 _sourceHypo->GetSource3DShape(),
 438                                 _sourceHypo->GetSourceMesh() );
 439 }
 440