src/StdMeshers/StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  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 //
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   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  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 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  23 // File      : StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.cxx
  24 // Module    : SMESH
  25 // Created   : Wen May 07 16:37:07 2008
  26 // Author    : Sergey KUUL (skl)
  27 //
  28 #include "StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx"
  29
  30 #include <SMESH_Algo.hxx>
  31 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  32
  33 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  34 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  35 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  36 #include <TColgp_HArray1OfVec.hxx>
  37 #include <TColgp_HSequenceOfPnt.hxx>
  38 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  39 #include <TopoDS.hxx>
  40 #include <gp_Lin.hxx>
  41 #include <gp_Pln.hxx>
  42
  43 #include <numeric>
  44
  45 using namespace std;
  46
  47 enum EQuadNature { NOT_QUAD, QUAD, DEGEN_QUAD };
  48
  49   // sdt-like iterator used to get coordinates of nodes of mesh element
  50 typedef SMDS_StdIterator< SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ, SMDS_ElemIteratorPtr > TXyzIterator;
  51
  52 //================================================================================
  53 /*!
  54  * \brief Destructor
  55  */
  56 //================================================================================
  57
  58 StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::~StdMeshers_QuadToTriaAdaptor()
  59 {
  60   // delete temporary faces
  61   TQuad2Trias::iterator f_f = myResMap.begin(), ffEnd = myResMap.end();
  62   for ( ; f_f != ffEnd; ++f_f )
  63   {
  64     TTriaList& fList = f_f->second;
  65     TTriaList::iterator f = fList.begin(), fEnd = fList.end();
  66     for ( ; f != fEnd; ++f )
  67       delete *f;
  68   }
  69   myResMap.clear();
  70
  71 //   TF2PyramMap::iterator itp = myPyram2Trias.begin();
  72 //   for(; itp!=myPyram2Trias.end(); itp++)
  73 //     cout << itp->second << endl;
  74 }
  75
  76
  77 //=======================================================================
  78 //function : FindBestPoint
  79 //purpose  : Return a point P laying on the line (PC,V) so that triangle
  80 //           (P, P1, P2) to be equilateral as much as possible
  81 //           V - normal to (P1,P2,PC)
  82 //=======================================================================
  83 static gp_Pnt FindBestPoint(const gp_Pnt& P1, const gp_Pnt& P2,
  84                             const gp_Pnt& PC, const gp_Vec& V)
  85 {
  86   double a = P1.Distance(P2);
  87   double b = P1.Distance(PC);
  88   double c = P2.Distance(PC);
  89   if( a < (b+c)/2 )
  90     return PC;
  91   else {
  92     // find shift along V in order a to became equal to (b+c)/2
  93     double shift = sqrt( a*a + (b*b-c*c)*(b*b-c*c)/16/a/a - (b*b+c*c)/2 );
  94     gp_Dir aDir(V);
  95     gp_Pnt Pbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * shift;
  96     return Pbest;
  97   }
  98 }
  99
 100
 101 //=======================================================================
 102 //function : HasIntersection3
 103 //purpose  : Auxilare for HasIntersection()
 104 //           find intersection point between triangle (P1,P2,P3)
 105 //           and segment [PC,P]
 106 //=======================================================================
 107 static bool HasIntersection3(const gp_Pnt& P, const gp_Pnt& PC, gp_Pnt& Pint,
 108                              const gp_Pnt& P1, const gp_Pnt& P2, const gp_Pnt& P3)
 109 {
 110   //cout<<"HasIntersection3"<<endl;
 111   //cout<<"  PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 112   //cout<<"  P("<<P.X()<<","<<P.Y()<<","<<P.Z()<<")"<<endl;
 113   //cout<<"  P1("<<P1.X()<<","<<P1.Y()<<","<<P1.Z()<<")"<<endl;
 114   //cout<<"  P2("<<P2.X()<<","<<P2.Y()<<","<<P2.Z()<<")"<<endl;
 115   //cout<<"  P3("<<P3.X()<<","<<P3.Y()<<","<<P3.Z()<<")"<<endl;
 116   gp_Vec VP1(P1,P2);
 117   gp_Vec VP2(P1,P3);
 118   IntAna_Quadric IAQ(gp_Pln(P1,VP1.Crossed(VP2)));
 119   IntAna_IntConicQuad IAICQ(gp_Lin(PC,gp_Dir(gp_Vec(PC,P))),IAQ);
 120   if(IAICQ.IsDone()) {
 121     if( IAICQ.IsInQuadric() )
 122       return false;
 123     if( IAICQ.NbPoints() == 1 ) {
 124       gp_Pnt PIn = IAICQ.Point(1);
 125       double preci = 1.e-6;
 126       // check if this point is internal for segment [PC,P]
 127       bool IsExternal =
 128         ( (PC.X()-PIn.X())*(P.X()-PIn.X()) > preci ) ||
 129         ( (PC.Y()-PIn.Y())*(P.Y()-PIn.Y()) > preci ) ||
 130         ( (PC.Z()-PIn.Z())*(P.Z()-PIn.Z()) > preci );
 131       if(IsExternal) {
 132         return false;
 133       }
 134       // check if this point is internal for triangle (P1,P2,P3)
 135       gp_Vec V1(PIn,P1);
 136       gp_Vec V2(PIn,P2);
 137       gp_Vec V3(PIn,P3);
 138       if( V1.Magnitude()<preci || V2.Magnitude()<preci ||
 139           V3.Magnitude()<preci ) {
 140         Pint = PIn;
 141         return true;
 142       }
 143       gp_Vec VC1 = V1.Crossed(V2);
 144       gp_Vec VC2 = V2.Crossed(V3);
 145       gp_Vec VC3 = V3.Crossed(V1);
 146       if(VC1.Magnitude()<preci) {
 147         if(VC2.IsOpposite(VC3,preci)) {
 148           return false;
 149         }
 150       }
 151       else if(VC2.Magnitude()<preci) {
 152         if(VC1.IsOpposite(VC3,preci)) {
 153           return false;
 154         }
 155       }
 156       else if(VC3.Magnitude()<preci) {
 157         if(VC1.IsOpposite(VC2,preci)) {
 158           return false;
 159         }
 160       }
 161       else {
 162         if( VC1.IsOpposite(VC2,preci) || VC1.IsOpposite(VC3,preci) ||
 163             VC2.IsOpposite(VC3,preci) ) {
 164           return false;
 165         }
 166       }
 167       Pint = PIn;
 168       return true;
 169     }
 170   }
 171
 172   return false;
 173 }
 174
 175
 176 //=======================================================================
 177 //function : HasIntersection
 178 //purpose  : Auxilare for CheckIntersection()
 179 //=======================================================================
 180
 181 static bool HasIntersection(const gp_Pnt& P, const gp_Pnt& PC, gp_Pnt& Pint,
 182                             Handle(TColgp_HSequenceOfPnt)& aContour)
 183 {
 184   if(aContour->Length()==3) {
 185     return HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 186                              aContour->Value(2), aContour->Value(3) );
 187   }
 188   else {
 189     bool check = false;
 190     if( (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(2)) > 1.e-6) &&
 191         (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) &&
 192         (aContour->Value(2).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) ) {
 193       check = HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 194                                 aContour->Value(2), aContour->Value(3) );
 195     }
 196     if(check) return true;
 197     if( (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(4)) > 1.e-6) &&
 198         (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) &&
 199         (aContour->Value(4).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) ) {
 200       check = HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 201                                 aContour->Value(3), aContour->Value(4) );
 202     }
 203     if(check) return true;
 204   }
 205
 206   return false;
 207 }
 208
 209
 210 //=======================================================================
 211 //function : CheckIntersection
 212 //purpose  : Auxilare for Compute()
 213 //           NotCheckedFace - for optimization
 214 //=======================================================================
 215 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::CheckIntersection
 216                        (const gp_Pnt& P, const gp_Pnt& PC,
 217                         gp_Pnt& Pint, SMESH_Mesh& aMesh,
 218                         const TopoDS_Shape& aShape,
 219                         const TopoDS_Shape& NotCheckedFace)
 220 {
 221   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 222   //cout<<"    CheckIntersection: meshDS->NbFaces() = "<<meshDS->NbFaces()<<endl;
 223   bool res = false;
 224   double dist = RealLast();
 225   gp_Pnt Pres;
 226   for (TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 227     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exp.Current();
 228     if(aShapeFace==NotCheckedFace)
 229       continue;
 230     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = meshDS->MeshElements(aShapeFace);
 231     if ( aSubMeshDSFace ) {
 232       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 233       while ( iteratorElem->more() ) { // loop on elements on a face
 234         const SMDS_MeshElement* face = iteratorElem->next();
 235         Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 236         SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = face->nodesIterator();
 237         int nbN = face->NbNodes();
 238         if( face->IsQuadratic() )
 239           nbN /= 2;
 240         for ( int i = 0; i < nbN; ++i ) {
 241           const SMDS_MeshNode* node = static_cast<const SMDS_MeshNode*>( nodeIt->next() );
 242           aContour->Append(gp_Pnt(node->X(), node->Y(), node->Z()));
 243         }
 244         if( HasIntersection(P, PC, Pres, aContour) ) {
 245           res = true;
 246           double tmp = PC.Distance(Pres);
 247           if(tmp<dist) {
 248             Pint = Pres;
 249             dist = tmp;
 250           }
 251         }
 252       }
 253     }
 254   }
 255   return res;
 256 }
 257
 258
 259 //=======================================================================
 260 //function : EqualTriangles
 261 //purpose  : Auxilare for Compute()
 262 //=======================================================================
 263 static bool EqualTriangles(const SMDS_MeshElement* F1,const SMDS_MeshElement* F2)
 264 {
 265   return
 266     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(2) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(1) ) ||
 267     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(1) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(2) );
 268 }
 269
 270 //================================================================================
 271 /*!
 272  * \brief Prepare data for the given face
 273  *  \param PN - coordinates of face nodes
 274  *  \param VN - cross products of vectors (PC-PN(i)) ^ (PC-PN(i+1))
 275  *  \param FNodes - face nodes
 276  *  \param PC - gravity center of nodes
 277  *  \param VNorm - face normal (sum of VN)
 278  *  \param volumes - two volumes sharing the given face, the first is in VNorm direction
 279  *  \retval int - 0 if given face is not quad,
 280  *                1 if given face is quad,
 281  *                2 if given face is degenerate quad (two nodes are coincided)
 282  */
 283 //================================================================================
 284
 285 int StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Preparation(const SMDS_MeshElement*       face,
 286                                               Handle(TColgp_HArray1OfPnt)&  PN,
 287                                               Handle(TColgp_HArray1OfVec)&  VN,
 288                                               vector<const SMDS_MeshNode*>& FNodes,
 289                                               gp_Pnt&                       PC,
 290                                               gp_Vec&                       VNorm,
 291                                               const SMDS_MeshElement**      volumes)
 292 {
 293   if( face->NbNodes() != ( face->IsQuadratic() ? 8 : 4 ))
 294     if( face->NbNodes() != 4 )
 295       return NOT_QUAD;
 296
 297   int i = 0;
 298   gp_XYZ xyzC(0., 0., 0.);
 299   for ( i = 0; i < 4; ++i )
 300   {
 301     gp_XYZ p = SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( FNodes[i] = face->GetNode(i) );
 302     PN->SetValue( i+1, p );
 303     xyzC += p;
 304   }
 305   PC = xyzC/4;
 306   //cout<<"  PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 307
 308   int nbp = 4;
 309
 310   int j = 0;
 311   for(i=1; i<4; i++) {
 312     j = i+1;
 313     for(; j<=4; j++) {
 314       if( PN->Value(i).Distance(PN->Value(j)) < 1.e-6 )
 315         break;
 316     }
 317     if(j<=4) break;
 318   }
 319   //int deg_num = IsDegenarate(PN);
 320   //if(deg_num>0) {
 321   bool hasdeg = false;
 322   if(i<4) {
 323     //cout<<"find degeneration"<<endl;
 324     hasdeg = true;
 325     gp_Pnt Pdeg = PN->Value(i);
 326
 327     list< const SMDS_MeshNode* >::iterator itdg = myDegNodes.begin();
 328     const SMDS_MeshNode* DegNode = 0;
 329     for(; itdg!=myDegNodes.end(); itdg++) {
 330       const SMDS_MeshNode* N = (*itdg);
 331       gp_Pnt Ptmp(N->X(),N->Y(),N->Z());
 332       if(Pdeg.Distance(Ptmp)<1.e-6) {
 333         DegNode = N;
 334         //DegNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(N);
 335         break;
 336       }
 337     }
 338     if(!DegNode) {
 339       DegNode = FNodes[i-1];
 340       myDegNodes.push_back(DegNode);
 341     }
 342     else {
 343       FNodes[i-1] = DegNode;
 344     }
 345     for(i=j; i<4; i++) {
 346       PN->SetValue(i,PN->Value(i+1));
 347       FNodes[i-1] = FNodes[i];
 348     }
 349     nbp = 3;
 350   }
 351
 352   PN->SetValue(nbp+1,PN->Value(1));
 353   FNodes[nbp] = FNodes[0];
 354   // find normal direction
 355   gp_Vec V1(PC,PN->Value(nbp));
 356   gp_Vec V2(PC,PN->Value(1));
 357   VNorm = V1.Crossed(V2);
 358   VN->SetValue(nbp,VNorm);
 359   for(i=1; i<nbp; i++) {
 360     V1 = gp_Vec(PC,PN->Value(i));
 361     V2 = gp_Vec(PC,PN->Value(i+1));
 362     gp_Vec Vtmp = V1.Crossed(V2);
 363     VN->SetValue(i,Vtmp);
 364     VNorm += Vtmp;
 365   }
 366
 367   // find volumes sharing the face
 368   if ( volumes )
 369   {
 370     volumes[0] = volumes[1] = 0;
 371     SMDS_ElemIteratorPtr vIt = FNodes[0]->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
 372     while ( vIt->more() )
 373     {
 374       const SMDS_MeshElement* vol = vIt->next();
 375       bool volSharesAllNodes = true;
 376       for ( int i = 1; i < face->NbNodes() && volSharesAllNodes; ++i )
 377         volSharesAllNodes = ( vol->GetNodeIndex( FNodes[i] ) >= 0 );
 378       if ( volSharesAllNodes )
 379         volumes[ volumes[0] ? 1 : 0 ] = vol;
 380       // we could additionally check that vol has all FNodes in its one face using SMDS_VolumeTool
 381     }
 382     // define volume position relating to the face normal
 383     if ( volumes[0] )
 384     {
 385       // get volume gc
 386       SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = volumes[0]->nodesIterator();
 387       gp_XYZ volGC(0,0,0);
 388       volGC = accumulate( TXyzIterator(nodeIt), TXyzIterator(), volGC ) / volumes[0]->NbNodes();
 389
 390       if ( VNorm * gp_Vec( PC, volGC ) < 0 )
 391         swap( volumes[0], volumes[1] );
 392     }
 393   }
 394
 395   //cout<<"  VNorm("<<VNorm.X()<<","<<VNorm.Y()<<","<<VNorm.Z()<<")"<<endl;
 396   return hasdeg ? DEGEN_QUAD : QUAD;
 397 }
 398
 399
 400 //=======================================================================
 401 //function : Compute
 402 //purpose  :
 403 //=======================================================================
 404
 405 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 406 {
 407   myResMap.clear();
 408   myPyram2Trias.clear();
 409
 410   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 411   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 412   helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 413   helper.SetElementsOnShape( true );
 414
 415   for (TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 416     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exp.Current();
 417     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = meshDS->MeshElements( aShapeFace );
 418     if ( aSubMeshDSFace ) {
 419       bool isRev = SMESH_Algo::IsReversedSubMesh( TopoDS::Face(aShapeFace), meshDS );
 420
 421       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 422       while ( iteratorElem->more() ) { // loop on elements on a face
 423         const SMDS_MeshElement* face = iteratorElem->next();
 424         //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 425         // preparation step using face info
 426         Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 427         Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 428         vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 429         gp_Pnt PC;
 430         gp_Vec VNorm;
 431         int stat =  Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm);
 432         if(stat==0)
 433           continue;
 434
 435         if(stat==2) {
 436           // degenerate face
 437           // add triangles to result map
 438           SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 439           if(!isRev)
 440             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 441           else
 442             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 443           TTriaList aList( 1, NewFace );
 444           myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 445           continue;
 446         }
 447
 448         if(!isRev) VNorm.Reverse();
 449         double xc = 0., yc = 0., zc = 0.;
 450         int i = 1;
 451         for(; i<=4; i++) {
 452           gp_Pnt Pbest;
 453           if(!isRev)
 454             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i).Reversed());
 455           else
 456             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 457           xc += Pbest.X();
 458           yc += Pbest.Y();
 459           zc += Pbest.Z();
 460         }
 461         gp_Pnt PCbest(xc/4., yc/4., zc/4.);
 462
 463         // check PCbest
 464         double height = PCbest.Distance(PC);
 465         if(height<1.e-6) {
 466           // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 467           PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 468         }
 469         else {
 470           // check possible intersection with other faces
 471           gp_Pnt Pint;
 472           bool check = CheckIntersection(PCbest, PC, Pint, aMesh, aShape, aShapeFace);
 473           if(check) {
 474             //cout<<"--PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 475             //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 476             double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 477             gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 478             PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 479           }
 480           else {
 481             gp_Vec VB(PC,PCbest);
 482             gp_Pnt PCbestTmp = PC.XYZ() + VB.XYZ() * 3.0;
 483             bool check = CheckIntersection(PCbestTmp, PC, Pint, aMesh, aShape, aShapeFace);
 484             if(check) {
 485               double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 486               if(dist<height) {
 487                 gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 488                 PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 489               }
 490             }
 491           }
 492         }
 493         // create node for PCbest
 494         SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 495
 496         // add triangles to result map
 497         TTriaList& triaList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList() ))->second;
 498         for(i=0; i<4; i++)
 499           triaList.push_back( new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] ));
 500
 501         // create pyramid
 502         if ( isRev ) swap( FNodes[1], FNodes[3]);
 503         SMDS_MeshVolume* aPyram =
 504           helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 505         myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & triaList));
 506       } // end loop on elements on a face submesh
 507     }
 508   } // end for(TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 509
 510   return Compute2ndPart(aMesh);
 511 }
 512
 513
 514 //=======================================================================
 515 //function : Compute
 516 //purpose  :
 517 //=======================================================================
 518
 519 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh)
 520 {
 521   myResMap.clear();
 522   myPyram2Trias.clear();
 523   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 524   helper.IsQuadraticSubMesh(aMesh.GetShapeToMesh());
 525   helper.SetElementsOnShape( true );
 526
 527   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 528
 529   SMDS_FaceIteratorPtr fIt = meshDS->facesIterator();
 530   TIDSortedElemSet sortedFaces; //  0020279: control the "random" use when using mesh algorithms
 531   while( fIt->more()) sortedFaces.insert( fIt->next() );
 532
 533   TIDSortedElemSet::iterator itFace = sortedFaces.begin(), fEnd = sortedFaces.end();
 534   for ( ; itFace != fEnd; ++itFace )
 535   {
 536     const SMDS_MeshElement* face = *itFace;
 537     if ( !face ) continue;
 538     //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 539     // retrieve needed information about a face
 540     Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 541     Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 542     vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 543     gp_Pnt PC;
 544     gp_Vec VNorm;
 545     const SMDS_MeshElement* volumes[2];
 546     int what = Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm, volumes);
 547     if ( what == NOT_QUAD )
 548       continue;
 549     if ( volumes[0] && volumes[1] )
 550       continue; // face is shared by two volumes - no space for a pyramid
 551
 552     if ( what == DEGEN_QUAD )
 553     {
 554       // degenerate face
 555       // add triangles to result map
 556       TTriaList aList;
 557       SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 558       // check orientation
 559
 560       double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(2)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(3));
 561       // far points in VNorm direction
 562       gp_Pnt Ptmp1 = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 563       gp_Pnt Ptmp2 = PC.XYZ() - VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 564       // check intersection for Ptmp1 and Ptmp2
 565       bool IsRev = false;
 566       bool IsOK1 = false;
 567       bool IsOK2 = false;
 568       double dist1 = RealLast();
 569       double dist2 = RealLast();
 570       gp_Pnt Pres1,Pres2;
 571       for (TIDSortedElemSet::iterator itF = sortedFaces.begin(); itF != fEnd; ++itF ) {
 572         const SMDS_MeshElement* F = *itF;
 573         if(F==face) continue;
 574         Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 575         for ( int i = 0; i < 4; ++i )
 576           aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 577         gp_Pnt PPP;
 578         if( !volumes[0] && HasIntersection(Ptmp1, PC, PPP, aContour) ) {
 579           IsOK1 = true;
 580           double tmp = PC.Distance(PPP);
 581           if(tmp<dist1) {
 582             Pres1 = PPP;
 583             dist1 = tmp;
 584           }
 585         }
 586         if( !volumes[1] && HasIntersection(Ptmp2, PC, PPP, aContour) ) {
 587           IsOK2 = true;
 588           double tmp = PC.Distance(PPP);
 589           if(tmp<dist2) {
 590             Pres2 = PPP;
 591             dist2 = tmp;
 592           }
 593         }
 594       }
 595
 596       if( IsOK1 && !IsOK2 ) {
 597         // using existed direction
 598       }
 599       else if( !IsOK1 && IsOK2 ) {
 600         // using opposite direction
 601         IsRev = true;
 602       }
 603       else { // IsOK1 && IsOK2
 604         double tmp1 = PC.Distance(Pres1);
 605         double tmp2 = PC.Distance(Pres2);
 606         if(tmp1<tmp2) {
 607           // using existed direction
 608         }
 609         else {
 610           // using opposite direction
 611           IsRev = true;
 612         }
 613       }
 614       if(!IsRev)
 615         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 616       else
 617         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 618       aList.push_back(NewFace);
 619       myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 620       continue;
 621     }
 622
 623     // Find pyramid peak
 624
 625     gp_XYZ PCbest(0., 0., 0.); // pyramid peak
 626     int i = 1;
 627     for(; i<=4; i++) {
 628       gp_Pnt Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 629       PCbest += Pbest.XYZ();
 630     }
 631     PCbest /= 4;
 632
 633     double height = PC.Distance(PCbest); // pyramid height to precise
 634     if(height<1.e-6) {
 635       // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 636       PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 637       height = PC.Distance(PCbest);
 638     }
 639     //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 640
 641     // Restrict pyramid height by intersection with other faces
 642     gp_Vec tmpDir(PC,PCbest); tmpDir.Normalize();
 643     double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(3)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(4));
 644     // far points: in (PC, PCbest) direction and vice-versa
 645     gp_Pnt farPnt[2] = { PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6,
 646                          PC.XYZ() - tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6 };
 647     // check intersection for farPnt1 and farPnt2
 648     bool   intersected[2] = { false, false };
 649     double dist       [2] = { RealLast(), RealLast() };
 650     gp_Pnt intPnt[2];
 651     for (TIDSortedElemSet::iterator itF = sortedFaces.begin(); itF != fEnd; ++itF )
 652     {
 653       const SMDS_MeshElement* F = *itF;
 654       if(F==face) continue;
 655       Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 656       int nbN = F->NbNodes() / ( F->IsQuadratic() ? 2 : 1 );
 657       for ( i = 0; i < nbN; ++i )
 658         aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 659       gp_Pnt intP;
 660       for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 661       {
 662         if( !volumes[isRev] && HasIntersection(farPnt[isRev], PC, intP, aContour) ) {
 663           intersected[isRev] = true;
 664           double d = PC.Distance( intP );
 665           if( d < dist[isRev] )
 666           {
 667             intPnt[isRev] = intP;
 668             dist  [isRev] = d;
 669           }
 670         }
 671       }
 672     }
 673
 674     // Create one or two pyramids
 675
 676     for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 677     {
 678       if( !intersected[isRev] ) continue;
 679       double pyramidH = Min( height, PC.Distance(intPnt[isRev])/3.);
 680       PCbest = PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * (isRev ? -pyramidH : pyramidH);
 681
 682       // create node for PCbest
 683       SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 684
 685       // add triangles to result map
 686       TTriaList& aList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList()))->second;
 687       for(i=0; i<4; i++) {
 688         SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 689         if(isRev)
 690           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] );
 691         else
 692           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i+1], FNodes[i] );
 693         aList.push_back(NewFace);
 694       }
 695       // create a pyramid
 696       SMDS_MeshVolume* aPyram;
 697       if(isRev)
 698         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 699       else
 700         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[3], FNodes[2], FNodes[1], NewNode );
 701       myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & aList));
 702     }
 703   } // end loop on all faces
 704
 705   return Compute2ndPart(aMesh);
 706 }
 707
 708 //=======================================================================
 709 //function : Compute2ndPart
 710 //purpose  : Update created pyramids and faces to avoid their intersection
 711 //=======================================================================
 712
 713 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute2ndPart(SMESH_Mesh& aMesh)
 714 {
 715   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 716
 717   // check intersections between created pyramids
 718
 719   if(myPyram2Trias.empty())
 720     return true;
 721
 722   int k = 0;
 723
 724   // for each pyramid store list of merged pyramids with their faces
 725   typedef map< const SMDS_MeshElement*, list< TPyram2Trias::iterator > > TPyram2Merged;
 726   TPyram2Merged MergesInfo;
 727
 728   // iterate on all pyramids
 729   TPyram2Trias::iterator itPi = myPyram2Trias.begin(), itPEnd = myPyram2Trias.end();
 730   for ( ; itPi != itPEnd; ++itPi )
 731   {
 732     const SMDS_MeshElement* PrmI = itPi->first;
 733     TPyram2Merged::iterator pMergesI = MergesInfo.find( PrmI );
 734
 735     TXyzIterator xyzIt( PrmI->nodesIterator() );
 736     vector<gp_Pnt> PsI( xyzIt, TXyzIterator() );
 737
 738     // compare PrmI with all the rest pyramids
 739     bool NeedMove = false;
 740     TPyram2Trias::iterator itPj = itPi;
 741     for ( ++itPj; itPj != itPEnd; ++itPj )
 742     {
 743       const SMDS_MeshElement* PrmJ = itPj->first;
 744       TPyram2Merged::iterator pMergesJ = MergesInfo.find( PrmJ );
 745
 746       // check if two pyramids already merged
 747       if ( pMergesJ != MergesInfo.end() &&
 748            find(pMergesJ->second.begin(),pMergesJ->second.end(), itPi )!=pMergesJ->second.end())
 749         continue; // already merged
 750
 751       xyzIt = TXyzIterator( PrmJ->nodesIterator() );
 752       vector<gp_Pnt> PsJ( xyzIt, TXyzIterator() );
 753
 754       bool hasInt = false;
 755       gp_Pnt Pint;
 756       for(k=0; k<4 && !hasInt; k++) {
 757         gp_Vec Vtmp(PsI[k],PsI[4]);
 758         gp_Pnt Pshift = PsI[k].XYZ() + Vtmp.XYZ() * 0.01;
 759         hasInt =
 760           ( HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[0], PsJ[1], PsJ[4]) ||
 761             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[1], PsJ[2], PsJ[4]) ||
 762             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[2], PsJ[3], PsJ[4]) ||
 763             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[3], PsJ[0], PsJ[4]) );
 764       }
 765       for(k=0; k<4 && !hasInt; k++) {
 766         gp_Vec Vtmp(PsJ[k],PsJ[4]);
 767         gp_Pnt Pshift = PsJ[k].XYZ() + Vtmp.XYZ() * 0.01;
 768         hasInt =
 769           ( HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[0], PsI[1], PsI[4]) ||
 770             HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[1], PsI[2], PsI[4]) ||
 771             HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[2], PsI[3], PsI[4]) ||
 772             HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[3], PsI[0], PsI[4]) );
 773       }
 774       if(hasInt) {
 775         // count common nodes of base faces of two pyramids
 776         int nbc = 0;
 777         for(k=0; k<4; k++)
 778           nbc += int ( PrmI->GetNodeIndex( PrmJ->GetNode(k) ) >= 0 );
 779         //cout<<"      nbc = "<<nbc<<endl;
 780
 781         if ( nbc == 4 )
 782           continue; // pyrams have a common base face
 783
 784         if(nbc>0)
 785         {
 786           // Merge the two pyramids and others already merged with them
 787
 788           // initialize merge info of pyramids
 789           if ( pMergesI == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmI
 790           {
 791             pMergesI = MergesInfo.insert( make_pair( PrmI, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 792             pMergesI->second.push_back( itPi );
 793           }
 794           if ( pMergesJ == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmJ
 795           {
 796             pMergesJ = MergesInfo.insert( make_pair( PrmJ, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 797             pMergesJ->second.push_back( itPj );
 798           }
 799           int nbI = pMergesI->second.size(), nbJ = pMergesJ->second.size();
 800
 801           // an apex node to make common to all merged pyramids
 802           SMDS_MeshNode* CommonNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 803           CommonNode->setXYZ( ( nbI*PsI[4].X() + nbJ*PsJ[4].X() ) / (nbI+nbJ),
 804                               ( nbI*PsI[4].Y() + nbJ*PsJ[4].Y() ) / (nbI+nbJ),
 805                               ( nbI*PsI[4].Z() + nbJ*PsJ[4].Z() ) / (nbI+nbJ) );
 806           NeedMove = true;
 807           const SMDS_MeshNode* Nrem = PrmJ->GetNode(4); // node to remove
 808
 809           list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesI = pMergesI->second;
 810           list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesJ = pMergesJ->second;
 811
 812             // find and remove coincided faces of merged pyramids
 813           list< TPyram2Trias::iterator >::iterator itPttI, itPttJ;
 814           TTriaList::iterator trI, trJ;
 815           for ( itPttI = aMergesI.begin(); itPttI != aMergesI.end(); ++itPttI )
 816           {
 817             TTriaList* triaListI = (*itPttI)->second;
 818             for ( trI = triaListI->begin(); trI != triaListI->end(); )
 819             {
 820               const SMDS_FaceOfNodes* FI = *trI;
 821
 822               for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end() && FI; ++itPttJ )
 823               {
 824                 TTriaList* triaListJ = (*itPttJ)->second;
 825                 for ( trJ = triaListJ->begin(); trJ != triaListJ->end();  )
 826                 {
 827                   const SMDS_FaceOfNodes* FJ = *trJ;
 828
 829                   if( EqualTriangles(FI,FJ) )
 830                   {
 831                     delete FI;
 832                     delete FJ;
 833                     FI = FJ = 0;
 834                     trI = triaListI->erase( trI );
 835                     trJ = triaListJ->erase( trJ );
 836                     break; // only one triangle of a pyramid can coincide with another pyramid
 837                   }
 838                   ++trJ;
 839                 }
 840               }
 841               if ( FI ) ++trI; // increament if triangle not deleted
 842             }
 843           }
 844
 845           // set the common apex node to pyramids and triangles merged with J
 846           for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end(); ++itPttJ )
 847           {
 848             const SMDS_MeshElement* Prm = (*itPttJ)->first;
 849             TTriaList*         triaList = (*itPttJ)->second;
 850
 851             vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( Prm->begin_nodes(), Prm->end_nodes() );
 852             nodes[4] = CommonNode;
 853             meshDS->ChangeElementNodes( Prm, &nodes[0], nodes.size());
 854
 855             for ( TTriaList::iterator trIt = triaList->begin(); trIt != triaList->end(); ++trIt )
 856             {
 857               SMDS_FaceOfNodes* Ftria = const_cast< SMDS_FaceOfNodes*>( *trIt );
 858               const SMDS_MeshNode* NF[3] = { CommonNode, Ftria->GetNode(1), Ftria->GetNode(2)};
 859               Ftria->ChangeNodes(NF, 3);
 860             }
 861           }
 862
 863           // join MergesInfo of merged pyramids
 864           for ( k = 0, itPttI = aMergesI.begin(); k < nbI; ++itPttI, ++k )
 865           {
 866             const SMDS_MeshElement* PrmI = (*itPttI)->first;
 867             list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmI ];
 868             merges.insert( merges.end(), aMergesJ.begin(), aMergesJ.end() );
 869           }
 870           for ( k = 0, itPttJ = aMergesJ.begin(); k < nbJ; ++itPttJ, ++k )
 871           {
 872             const SMDS_MeshElement* PrmJ = (*itPttJ)->first;
 873             list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmJ ];
 874             merges.insert( merges.end(), aMergesI.begin(), aMergesI.end() );
 875           }
 876
 877           // removing node
 878           meshDS->RemoveNode(Nrem);
 879         }
 880         else { // nbc==0
 881
 882           // decrease height of pyramids
 883           gp_XYZ PC1(0,0,0), PC2(0,0,0);
 884           for(k=0; k<4; k++) {
 885             PC1 += PsI[k].XYZ();
 886             PC2 += PsJ[k].XYZ();
 887           }
 888           PC1 /= 4; PC2 /= 4;
 889           gp_Vec VN1(PC1,PsI[4]);
 890           gp_Vec VI1(PC1,Pint);
 891           gp_Vec VN2(PC2,PsJ[4]);
 892           gp_Vec VI2(PC2,Pint);
 893           double ang1 = fabs(VN1.Angle(VI1));
 894           double ang2 = fabs(VN2.Angle(VI2));
 895           double h1,h2;
 896           if(ang1>PI/3.)
 897             h1 = VI1.Magnitude()/2;
 898           else
 899             h1 = VI1.Magnitude()*cos(ang1);
 900           if(ang2>PI/3.)
 901             h2 = VI2.Magnitude()/2;
 902           else
 903             h2 = VI2.Magnitude()*cos(ang2);
 904           double coef1 = 0.5;
 905           if(ang1<PI/3)
 906             coef1 -= cos(ang1)*0.25;
 907           double coef2 = 0.5;
 908           if(ang2<PI/3)
 909             coef2 -= cos(ang1)*0.25;
 910
 911           VN1.Scale(coef1);
 912           VN2.Scale(coef2);
 913           SMDS_MeshNode* aNode1 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 914           aNode1->setXYZ( PC1.X()+VN1.X(), PC1.Y()+VN1.Y(), PC1.Z()+VN1.Z() );
 915           SMDS_MeshNode* aNode2 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmJ->GetNode(4));
 916           aNode2->setXYZ( PC2.X()+VN2.X(), PC2.Y()+VN2.Y(), PC2.Z()+VN2.Z() );
 917           NeedMove = true;
 918         }
 919       } // end if(hasInt)
 920     }
 921     if( NeedMove && !meshDS->IsEmbeddedMode() )
 922     {
 923       const SMDS_MeshNode* apex = PrmI->GetNode( 4 );
 924       meshDS->MoveNode( apex, apex->X(), apex->Y(), apex->Z() );
 925     }
 926   }
 927
 928   // rebind triangles of pyramids sharing the same base quadrangle to the first
 929   // entrance of the base quadrangle
 930   TQuad2Trias::iterator q2t = myResMap.begin(), q2tPrev = q2t;
 931   for ( ++q2t; q2t != myResMap.end(); ++q2t, ++q2tPrev )
 932   {
 933     if ( q2t->first == q2tPrev->first )
 934       q2tPrev->second.splice( q2tPrev->second.end(), q2t->second );
 935   }
 936
 937   myPyram2Trias.clear(); // no more needed
 938   myDegNodes.clear();
 939
 940   return true;
 941 }
 942
 943 //================================================================================
 944 /*!
 945  * \brief Return list of created triangles for given face
 946  */
 947 //================================================================================
 948
 949 const list<const SMDS_FaceOfNodes* >* StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::GetTriangles (const SMDS_MeshElement* aQuad)
 950 {
 951   TQuad2Trias::iterator it = myResMap.find(aQuad);
 952   if( it != myResMap.end() ) {
 953     return & it->second;
 954   }
 955   return 0;
 956 }