src/StdMeshers/StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2010  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   6 //  version 2.1 of the License.
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   8 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 //  Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 //  See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  21 // File      : StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.cxx
  22 // Module    : SMESH
  23 // Created   : Wen May 07 16:37:07 2008
  24 // Author    : Sergey KUUL (skl)
  25 //
  26 #include "StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx"
  27
  28 #include <SMESH_Algo.hxx>
  29 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  30
  31 #include <IntAna_IntConicQuad.hxx>
  32 #include <IntAna_Quadric.hxx>
  33 #include <TColgp_HArray1OfPnt.hxx>
  34 #include <TColgp_HArray1OfVec.hxx>
  35 #include <TColgp_HSequenceOfPnt.hxx>
  36 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  37 #include <TopoDS.hxx>
  38 #include <gp_Lin.hxx>
  39 #include <gp_Pln.hxx>
  40
  41 #include <numeric>
  42
  43 using namespace std;
  44
  45 enum EQuadNature { NOT_QUAD, QUAD, DEGEN_QUAD };
  46
  47   // std-like iterator used to get coordinates of nodes of mesh element
  48 typedef SMDS_StdIterator< SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ, SMDS_ElemIteratorPtr > TXyzIterator;
  49
  50 //================================================================================
  51 /*!
  52  * \brief Constructor
  53  */
  54 //================================================================================
  55
  56 StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::StdMeshers_QuadToTriaAdaptor():
  57   myElemSearcher(0)
  58 {
  59 }
  60
  61 //================================================================================
  62 /*!
  63  * \brief Destructor
  64  */
  65 //================================================================================
  66
  67 StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::~StdMeshers_QuadToTriaAdaptor()
  68 {
  69   // delete temporary faces
  70   TQuad2Trias::iterator f_f = myResMap.begin(), ffEnd = myResMap.end();
  71   for ( ; f_f != ffEnd; ++f_f )
  72   {
  73     TTriaList& fList = f_f->second;
  74     TTriaList::iterator f = fList.begin(), fEnd = fList.end();
  75     for ( ; f != fEnd; ++f )
  76       delete *f;
  77   }
  78   myResMap.clear();
  79
  80 //   TF2PyramMap::iterator itp = myPyram2Trias.begin();
  81 //   for(; itp!=myPyram2Trias.end(); itp++)
  82 //     cout << itp->second << endl;
  83
  84   if ( myElemSearcher ) delete myElemSearcher;
  85   myElemSearcher=0;
  86 }
  87
  88
  89 //=======================================================================
  90 //function : FindBestPoint
  91 //purpose  : Return a point P laying on the line (PC,V) so that triangle
  92 //           (P, P1, P2) to be equilateral as much as possible
  93 //           V - normal to (P1,P2,PC)
  94 //=======================================================================
  95 static gp_Pnt FindBestPoint(const gp_Pnt& P1, const gp_Pnt& P2,
  96                             const gp_Pnt& PC, const gp_Vec& V)
  97 {
  98   double a = P1.Distance(P2);
  99   double b = P1.Distance(PC);
 100   double c = P2.Distance(PC);
 101   if( a < (b+c)/2 )
 102     return PC;
 103   else {
 104     // find shift along V in order a to became equal to (b+c)/2
 105     double shift = sqrt( a*a + (b*b-c*c)*(b*b-c*c)/16/a/a - (b*b+c*c)/2 );
 106     gp_Dir aDir(V);
 107     gp_Pnt Pbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * shift;
 108     return Pbest;
 109   }
 110 }
 111
 112
 113 //=======================================================================
 114 //function : HasIntersection3
 115 //purpose  : Auxilare for HasIntersection()
 116 //           find intersection point between triangle (P1,P2,P3)
 117 //           and segment [PC,P]
 118 //=======================================================================
 119 static bool HasIntersection3(const gp_Pnt& P, const gp_Pnt& PC, gp_Pnt& Pint,
 120                              const gp_Pnt& P1, const gp_Pnt& P2, const gp_Pnt& P3)
 121 {
 122   //cout<<"HasIntersection3"<<endl;
 123   //cout<<"  PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 124   //cout<<"  P("<<P.X()<<","<<P.Y()<<","<<P.Z()<<")"<<endl;
 125   //cout<<"  P1("<<P1.X()<<","<<P1.Y()<<","<<P1.Z()<<")"<<endl;
 126   //cout<<"  P2("<<P2.X()<<","<<P2.Y()<<","<<P2.Z()<<")"<<endl;
 127   //cout<<"  P3("<<P3.X()<<","<<P3.Y()<<","<<P3.Z()<<")"<<endl;
 128   gp_Vec VP1(P1,P2);
 129   gp_Vec VP2(P1,P3);
 130   IntAna_Quadric IAQ(gp_Pln(P1,VP1.Crossed(VP2)));
 131   IntAna_IntConicQuad IAICQ(gp_Lin(PC,gp_Dir(gp_Vec(PC,P))),IAQ);
 132   if(IAICQ.IsDone()) {
 133     if( IAICQ.IsInQuadric() )
 134       return false;
 135     if( IAICQ.NbPoints() == 1 ) {
 136       gp_Pnt PIn = IAICQ.Point(1);
 137       const double preci = 1.e-10 * P.Distance(PC);
 138       // check if this point is internal for segment [PC,P]
 139       bool IsExternal =
 140         ( (PC.X()-PIn.X())*(P.X()-PIn.X()) > preci ) ||
 141         ( (PC.Y()-PIn.Y())*(P.Y()-PIn.Y()) > preci ) ||
 142         ( (PC.Z()-PIn.Z())*(P.Z()-PIn.Z()) > preci );
 143       if(IsExternal) {
 144         return false;
 145       }
 146       // check if this point is internal for triangle (P1,P2,P3)
 147       gp_Vec V1(PIn,P1);
 148       gp_Vec V2(PIn,P2);
 149       gp_Vec V3(PIn,P3);
 150       if( V1.Magnitude()<preci ||
 151           V2.Magnitude()<preci ||
 152           V3.Magnitude()<preci ) {
 153         Pint = PIn;
 154         return true;
 155       }
 156       const double angularTol = 1e-6;
 157       gp_Vec VC1 = V1.Crossed(V2);
 158       gp_Vec VC2 = V2.Crossed(V3);
 159       gp_Vec VC3 = V3.Crossed(V1);
 160       if(VC1.Magnitude()<gp::Resolution()) {
 161         if(VC2.IsOpposite(VC3,angularTol)) {
 162           return false;
 163         }
 164       }
 165       else if(VC2.Magnitude()<gp::Resolution()) {
 166         if(VC1.IsOpposite(VC3,angularTol)) {
 167           return false;
 168         }
 169       }
 170       else if(VC3.Magnitude()<gp::Resolution()) {
 171         if(VC1.IsOpposite(VC2,angularTol)) {
 172           return false;
 173         }
 174       }
 175       else {
 176         if( VC1.IsOpposite(VC2,angularTol) || VC1.IsOpposite(VC3,angularTol) ||
 177             VC2.IsOpposite(VC3,angularTol) ) {
 178           return false;
 179         }
 180       }
 181       Pint = PIn;
 182       return true;
 183     }
 184   }
 185
 186   return false;
 187 }
 188
 189
 190 //=======================================================================
 191 //function : HasIntersection
 192 //purpose  : Auxilare for CheckIntersection()
 193 //=======================================================================
 194
 195 static bool HasIntersection(const gp_Pnt& P, const gp_Pnt& PC, gp_Pnt& Pint,
 196                             Handle(TColgp_HSequenceOfPnt)& aContour)
 197 {
 198   if(aContour->Length()==3) {
 199     return HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 200                              aContour->Value(2), aContour->Value(3) );
 201   }
 202   else {
 203     bool check = false;
 204     if( (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(2)) > 1.e-6) &&
 205         (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) &&
 206         (aContour->Value(2).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) ) {
 207       check = HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 208                                 aContour->Value(2), aContour->Value(3) );
 209     }
 210     if(check) return true;
 211     if( (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(4)) > 1.e-6) &&
 212         (aContour->Value(1).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) &&
 213         (aContour->Value(4).Distance(aContour->Value(3)) > 1.e-6) ) {
 214       check = HasIntersection3( P, PC, Pint, aContour->Value(1),
 215                                 aContour->Value(3), aContour->Value(4) );
 216     }
 217     if(check) return true;
 218   }
 219
 220   return false;
 221 }
 222
 223 //================================================================================
 224 /*!
 225  * \brief Checks if a line segment (P,PC) intersects any mesh face.
 226  *  \param P - first segment end
 227  *  \param PC - second segment end (it is a gravity center of quadrangle)
 228  *  \param Pint - (out) intersection point
 229  *  \param aMesh - mesh
 230  *  \param aShape - shape to check faces on
 231  *  \param NotCheckedFace - mesh face not to check
 232  *  \retval bool - true if there is an intersection
 233  */
 234 //================================================================================
 235
 236 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::CheckIntersection (const gp_Pnt&       P,
 237                                                       const gp_Pnt&       PC,
 238                                                       gp_Pnt&             Pint,
 239                                                       SMESH_Mesh&         aMesh,
 240                                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 241                                                       const SMDS_MeshElement* NotCheckedFace)
 242 {
 243   if ( !myElemSearcher )
 244     myElemSearcher = SMESH_MeshEditor(&aMesh).GetElementSearcher();
 245   SMESH_ElementSearcher* searcher = const_cast<SMESH_ElementSearcher*>(myElemSearcher);
 246
 247   //SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 248   //cout<<"    CheckIntersection: meshDS->NbFaces() = "<<meshDS->NbFaces()<<endl;
 249   bool res = false;
 250   double dist = RealLast(); // find intersection closest to the segment
 251   gp_Pnt Pres;
 252
 253   gp_Ax1 line( P, gp_Vec(P,PC));
 254   vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
 255   searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Face, suspectElems);
 256
 257 //   for (TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 258 //     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exp.Current();
 259 //     if(aShapeFace==NotCheckedFace)
 260 //       continue;
 261 //     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = meshDS->MeshElements(aShapeFace);
 262 //     if ( aSubMeshDSFace ) {
 263 //       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 264 //       while ( iteratorElem->more() ) { // loop on elements on a face
 265 //         const SMDS_MeshElement* face = iteratorElem->next();
 266   for ( int i = 0; i < suspectElems.size(); ++i )
 267   {
 268     const SMDS_MeshElement* face = suspectElems[i];
 269     if ( face == NotCheckedFace ) continue;
 270     Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 271     for ( int i = 0; i < face->NbCornerNodes(); ++i )
 272       aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( face->GetNode(i) ));
 273     if( HasIntersection(P, PC, Pres, aContour) ) {
 274       res = true;
 275       double tmp = PC.Distance(Pres);
 276       if(tmp<dist) {
 277         Pint = Pres;
 278         dist = tmp;
 279       }
 280     }
 281   }
 282   return res;
 283 }
 284
 285
 286 //=======================================================================
 287 //function : EqualTriangles
 288 //purpose  : Auxilare for Compute()
 289 //=======================================================================
 290 static bool EqualTriangles(const SMDS_MeshElement* F1,const SMDS_MeshElement* F2)
 291 {
 292   return
 293     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(2) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(1) ) ||
 294     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(1) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(2) );
 295 }
 296
 297 //================================================================================
 298 /*!
 299  * \brief Prepare data for the given face
 300  *  \param PN - coordinates of face nodes
 301  *  \param VN - cross products of vectors (PC-PN(i)) ^ (PC-PN(i+1))
 302  *  \param FNodes - face nodes
 303  *  \param PC - gravity center of nodes
 304  *  \param VNorm - face normal (sum of VN)
 305  *  \param volumes - two volumes sharing the given face, the first is in VNorm direction
 306  *  \retval int - 0 if given face is not quad,
 307  *                1 if given face is quad,
 308  *                2 if given face is degenerate quad (two nodes are coincided)
 309  */
 310 //================================================================================
 311
 312 int StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Preparation(const SMDS_MeshElement*       face,
 313                                               Handle(TColgp_HArray1OfPnt)&  PN,
 314                                               Handle(TColgp_HArray1OfVec)&  VN,
 315                                               vector<const SMDS_MeshNode*>& FNodes,
 316                                               gp_Pnt&                       PC,
 317                                               gp_Vec&                       VNorm,
 318                                               const SMDS_MeshElement**      volumes)
 319 {
 320   if( face->NbNodes() != ( face->IsQuadratic() ? 8 : 4 ))
 321     if( face->NbNodes() != 4 )
 322       return NOT_QUAD;
 323
 324   int i = 0;
 325   gp_XYZ xyzC(0., 0., 0.);
 326   for ( i = 0; i < 4; ++i )
 327   {
 328     gp_XYZ p = SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( FNodes[i] = face->GetNode(i) );
 329     PN->SetValue( i+1, p );
 330     xyzC += p;
 331   }
 332   PC = xyzC/4;
 333   //cout<<"  PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 334
 335   int nbp = 4;
 336
 337   int j = 0;
 338   for(i=1; i<4; i++) {
 339     j = i+1;
 340     for(; j<=4; j++) {
 341       if( PN->Value(i).Distance(PN->Value(j)) < 1.e-6 )
 342         break;
 343     }
 344     if(j<=4) break;
 345   }
 346   //int deg_num = IsDegenarate(PN);
 347   //if(deg_num>0) {
 348   bool hasdeg = false;
 349   if(i<4) {
 350     //cout<<"find degeneration"<<endl;
 351     hasdeg = true;
 352     gp_Pnt Pdeg = PN->Value(i);
 353
 354     list< const SMDS_MeshNode* >::iterator itdg = myDegNodes.begin();
 355     const SMDS_MeshNode* DegNode = 0;
 356     for(; itdg!=myDegNodes.end(); itdg++) {
 357       const SMDS_MeshNode* N = (*itdg);
 358       gp_Pnt Ptmp(N->X(),N->Y(),N->Z());
 359       if(Pdeg.Distance(Ptmp)<1.e-6) {
 360         DegNode = N;
 361         //DegNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(N);
 362         break;
 363       }
 364     }
 365     if(!DegNode) {
 366       DegNode = FNodes[i-1];
 367       myDegNodes.push_back(DegNode);
 368     }
 369     else {
 370       FNodes[i-1] = DegNode;
 371     }
 372     for(i=j; i<4; i++) {
 373       PN->SetValue(i,PN->Value(i+1));
 374       FNodes[i-1] = FNodes[i];
 375     }
 376     nbp = 3;
 377   }
 378
 379   PN->SetValue(nbp+1,PN->Value(1));
 380   FNodes[nbp] = FNodes[0];
 381   // find normal direction
 382   gp_Vec V1(PC,PN->Value(nbp));
 383   gp_Vec V2(PC,PN->Value(1));
 384   VNorm = V1.Crossed(V2);
 385   VN->SetValue(nbp,VNorm);
 386   for(i=1; i<nbp; i++) {
 387     V1 = gp_Vec(PC,PN->Value(i));
 388     V2 = gp_Vec(PC,PN->Value(i+1));
 389     gp_Vec Vtmp = V1.Crossed(V2);
 390     VN->SetValue(i,Vtmp);
 391     VNorm += Vtmp;
 392   }
 393
 394   // find volumes sharing the face
 395   if ( volumes )
 396   {
 397     volumes[0] = volumes[1] = 0;
 398     SMDS_ElemIteratorPtr vIt = FNodes[0]->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
 399     while ( vIt->more() )
 400     {
 401       const SMDS_MeshElement* vol = vIt->next();
 402       bool volSharesAllNodes = true;
 403       for ( int i = 1; i < face->NbNodes() && volSharesAllNodes; ++i )
 404         volSharesAllNodes = ( vol->GetNodeIndex( FNodes[i] ) >= 0 );
 405       if ( volSharesAllNodes )
 406         volumes[ volumes[0] ? 1 : 0 ] = vol;
 407       // we could additionally check that vol has all FNodes in its one face using SMDS_VolumeTool
 408     }
 409     // define volume position relating to the face normal
 410     if ( volumes[0] )
 411     {
 412       // get volume gc
 413       SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = volumes[0]->nodesIterator();
 414       gp_XYZ volGC(0,0,0);
 415       volGC = accumulate( TXyzIterator(nodeIt), TXyzIterator(), volGC ) / volumes[0]->NbNodes();
 416
 417       if ( VNorm * gp_Vec( PC, volGC ) < 0 )
 418         swap( volumes[0], volumes[1] );
 419     }
 420   }
 421
 422   //cout<<"  VNorm("<<VNorm.X()<<","<<VNorm.Y()<<","<<VNorm.Z()<<")"<<endl;
 423   return hasdeg ? DEGEN_QUAD : QUAD;
 424 }
 425
 426
 427 //=======================================================================
 428 //function : Compute
 429 //purpose  :
 430 //=======================================================================
 431
 432 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 433 {
 434   myResMap.clear();
 435   myPyram2Trias.clear();
 436
 437   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 438   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 439   helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 440   helper.SetElementsOnShape( true );
 441
 442
 443
 444   for (TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next())
 445   {
 446     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exp.Current();
 447     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = meshDS->MeshElements( aShapeFace );
 448     if ( aSubMeshDSFace )
 449     {
 450       bool isRev = SMESH_Algo::IsReversedSubMesh( TopoDS::Face(aShapeFace), meshDS );
 451
 452       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 453       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geometrical face
 454       {
 455         const SMDS_MeshElement* face = iteratorElem->next();
 456         //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 457         // preparation step using face info
 458         Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 459         Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 460         vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 461         gp_Pnt PC;
 462         gp_Vec VNorm;
 463         int stat =  Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm);
 464         if(stat==0)
 465           continue;
 466
 467         if(stat==2)
 468         {
 469           // degenerate face
 470           // add triangles to result map
 471           SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 472           if(!isRev)
 473             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 474           else
 475             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 476           TTriaList aList( 1, NewFace );
 477           myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 478           continue;
 479         }
 480
 481         if(!isRev) VNorm.Reverse();
 482         double xc = 0., yc = 0., zc = 0.;
 483         int i = 1;
 484         for(; i<=4; i++) {
 485           gp_Pnt Pbest;
 486           if(!isRev)
 487             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i).Reversed());
 488           else
 489             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 490           xc += Pbest.X();
 491           yc += Pbest.Y();
 492           zc += Pbest.Z();
 493         }
 494         gp_Pnt PCbest(xc/4., yc/4., zc/4.);
 495
 496         // check PCbest
 497         double height = PCbest.Distance(PC);
 498         if(height<1.e-6) {
 499           // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 500           PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 501         }
 502         else {
 503           // check possible intersection with other faces
 504           gp_Pnt Pint;
 505           bool check = CheckIntersection(PCbest, PC, Pint, aMesh, aShape, face);
 506           if(check) {
 507             //cout<<"--PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 508             //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 509             double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 510             gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 511             PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 512           }
 513           else {
 514             gp_Vec VB(PC,PCbest);
 515             gp_Pnt PCbestTmp = PC.XYZ() + VB.XYZ() * 3.0;
 516             check = CheckIntersection(PCbestTmp, PC, Pint, aMesh, aShape, face);
 517             if(check) {
 518               double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 519               if(dist<height) {
 520                 gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 521                 PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 522               }
 523             }
 524           }
 525         }
 526         // create node for PCbest
 527         SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 528
 529         // add triangles to result map
 530         TTriaList& triaList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList() ))->second;
 531         for(i=0; i<4; i++)
 532           triaList.push_back( new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] ));
 533
 534         // create a pyramid
 535         if ( isRev ) swap( FNodes[1], FNodes[3]);
 536         SMDS_MeshVolume* aPyram =
 537           helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 538         myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & triaList));
 539
 540       } // end loop on elements on a face submesh
 541     }
 542   } // end for(TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 543
 544   return Compute2ndPart(aMesh);
 545 }
 546
 547 //================================================================================
 548 /*!
 549  * \brief Computes pyramids in mesh with no shape
 550  */
 551 //================================================================================
 552
 553 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh)
 554 {
 555   myResMap.clear();
 556   myPyram2Trias.clear();
 557   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 558   helper.IsQuadraticSubMesh(aMesh.GetShapeToMesh());
 559   helper.SetElementsOnShape( true );
 560
 561   if ( !myElemSearcher )
 562     myElemSearcher = SMESH_MeshEditor(&aMesh).GetElementSearcher();
 563   SMESH_ElementSearcher* searcher = const_cast<SMESH_ElementSearcher*>(myElemSearcher);
 564
 565   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 566
 567   SMDS_FaceIteratorPtr fIt = meshDS->facesIterator(/*idInceasingOrder=*/true);
 568   while( fIt->more())
 569   {
 570     const SMDS_MeshElement* face = fIt->next();
 571     if ( !face ) continue;
 572     //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 573     // retrieve needed information about a face
 574     Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 575     Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 576     vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 577     gp_Pnt PC;
 578     gp_Vec VNorm;
 579     const SMDS_MeshElement* volumes[2];
 580     int what = Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm, volumes);
 581     if ( what == NOT_QUAD )
 582       continue;
 583     if ( volumes[0] && volumes[1] )
 584       continue; // face is shared by two volumes - no space for a pyramid
 585
 586     if ( what == DEGEN_QUAD )
 587     {
 588       // degenerate face
 589       // add triangles to result map
 590       TTriaList aList;
 591       SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 592       // check orientation
 593
 594       double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(2)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(3));
 595       // far points in VNorm direction
 596       gp_Pnt Ptmp1 = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 597       gp_Pnt Ptmp2 = PC.XYZ() - VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 598       // check intersection for Ptmp1 and Ptmp2
 599       bool IsRev = false;
 600       bool IsOK1 = false;
 601       bool IsOK2 = false;
 602       double dist1 = RealLast();
 603       double dist2 = RealLast();
 604       gp_Pnt Pres1,Pres2;
 605
 606       gp_Ax1 line( PC, VNorm );
 607       vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
 608       searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Face, suspectElems);
 609
 610       for ( int iF = 0; iF < suspectElems.size(); ++iF ) {
 611         const SMDS_MeshElement* F = suspectElems[iF];
 612         if(F==face) continue;
 613         Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 614         for ( int i = 0; i < 4; ++i )
 615           aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 616         gp_Pnt PPP;
 617         if( !volumes[0] && HasIntersection(Ptmp1, PC, PPP, aContour) ) {
 618           IsOK1 = true;
 619           double tmp = PC.Distance(PPP);
 620           if(tmp<dist1) {
 621             Pres1 = PPP;
 622             dist1 = tmp;
 623           }
 624         }
 625         if( !volumes[1] && HasIntersection(Ptmp2, PC, PPP, aContour) ) {
 626           IsOK2 = true;
 627           double tmp = PC.Distance(PPP);
 628           if(tmp<dist2) {
 629             Pres2 = PPP;
 630             dist2 = tmp;
 631           }
 632         }
 633       }
 634
 635       if( IsOK1 && !IsOK2 ) {
 636         // using existed direction
 637       }
 638       else if( !IsOK1 && IsOK2 ) {
 639         // using opposite direction
 640         IsRev = true;
 641       }
 642       else { // IsOK1 && IsOK2
 643         double tmp1 = PC.Distance(Pres1);
 644         double tmp2 = PC.Distance(Pres2);
 645         if(tmp1<tmp2) {
 646           // using existed direction
 647         }
 648         else {
 649           // using opposite direction
 650           IsRev = true;
 651         }
 652       }
 653       if(!IsRev)
 654         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 655       else
 656         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 657       aList.push_back(NewFace);
 658       myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 659       continue;
 660     }
 661
 662     // Find pyramid peak
 663
 664     gp_XYZ PCbest(0., 0., 0.); // pyramid peak
 665     int i = 1;
 666     for(; i<=4; i++) {
 667       gp_Pnt Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 668       PCbest += Pbest.XYZ();
 669     }
 670     PCbest /= 4;
 671
 672     double height = PC.Distance(PCbest); // pyramid height to precise
 673     if(height<1.e-6) {
 674       // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 675       PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 676       height = PC.Distance(PCbest);
 677     }
 678     //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 679
 680     // Restrict pyramid height by intersection with other faces
 681     gp_Vec tmpDir(PC,PCbest); tmpDir.Normalize();
 682     double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(3)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(4));
 683     // far points: in (PC, PCbest) direction and vice-versa
 684     gp_Pnt farPnt[2] = { PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6,
 685                          PC.XYZ() - tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6 };
 686     // check intersection for farPnt1 and farPnt2
 687     bool   intersected[2] = { false, false };
 688     double dist       [2] = { RealLast(), RealLast() };
 689     gp_Pnt intPnt[2];
 690
 691     gp_Ax1 line( PC, tmpDir );
 692     vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
 693     searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Face, suspectElems);
 694
 695     for ( int iF = 0; iF < suspectElems.size(); ++iF )
 696     {
 697       const SMDS_MeshElement* F = suspectElems[iF];
 698       if(F==face) continue;
 699       Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 700       int nbN = F->NbNodes() / ( F->IsQuadratic() ? 2 : 1 );
 701       for ( i = 0; i < nbN; ++i )
 702         aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 703       gp_Pnt intP;
 704       for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 705       {
 706         if( !volumes[isRev] && HasIntersection(farPnt[isRev], PC, intP, aContour) ) {
 707           intersected[isRev] = true;
 708           double d = PC.Distance( intP );
 709           if( d < dist[isRev] )
 710           {
 711             intPnt[isRev] = intP;
 712             dist  [isRev] = d;
 713           }
 714         }
 715       }
 716     }
 717
 718     // Create one or two pyramids
 719
 720     for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 721     {
 722       if( !intersected[isRev] ) continue;
 723       double pyramidH = Min( height, PC.Distance(intPnt[isRev])/3.);
 724       PCbest = PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * (isRev ? -pyramidH : pyramidH);
 725
 726       // create node for PCbest
 727       SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 728
 729       // add triangles to result map
 730       TTriaList& aList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList()))->second;
 731       for(i=0; i<4; i++) {
 732         SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 733         if(isRev)
 734           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] );
 735         else
 736           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i+1], FNodes[i] );
 737         aList.push_back(NewFace);
 738       }
 739       // create a pyramid
 740       SMDS_MeshVolume* aPyram;
 741       if(isRev)
 742         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 743       else
 744         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[3], FNodes[2], FNodes[1], NewNode );
 745       myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & aList));
 746     }
 747   } // end loop on all faces
 748
 749   return Compute2ndPart(aMesh);
 750 }
 751
 752 //================================================================================
 753 /*!
 754  * \brief Update created pyramids and faces to avoid their intersection
 755  */
 756 //================================================================================
 757
 758 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute2ndPart(SMESH_Mesh& aMesh)
 759 {
 760   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 761
 762   // check intersections between created pyramids
 763
 764   if(myPyram2Trias.empty())
 765     return true;
 766
 767   int k = 0;
 768
 769   // for each pyramid store list of merged pyramids with their faces
 770   typedef map< const SMDS_MeshElement*, list< TPyram2Trias::iterator > > TPyram2Merged;
 771   TPyram2Merged MergesInfo;
 772
 773   if ( !myElemSearcher )
 774     myElemSearcher = SMESH_MeshEditor(&aMesh).GetElementSearcher();
 775   SMESH_ElementSearcher* searcher = const_cast<SMESH_ElementSearcher*>(myElemSearcher);
 776
 777   // iterate on all pyramids
 778   TPyram2Trias::iterator itPi = myPyram2Trias.begin(), itPEnd = myPyram2Trias.end();
 779   for ( ; itPi != itPEnd; ++itPi )
 780   {
 781     const SMDS_MeshElement* PrmI = itPi->first;
 782     TPyram2Merged::iterator pMergesI = MergesInfo.find( PrmI );
 783
 784     TXyzIterator xyzIt( PrmI->nodesIterator() );
 785     vector<gp_Pnt> PsI( xyzIt, TXyzIterator() );
 786
 787     // compare PrmI with all the rest pyramids
 788
 789     bool NeedMove = false;
 790
 791     bool hasInt = false;
 792     for(k=0; k<4 && !hasInt; k++) // loop on 4 base nodes of PrmI
 793     {
 794       gp_Vec Vtmp(PsI[k],PsI[4]);
 795       gp_Pnt Pshift = PsI[k].XYZ() + Vtmp.XYZ() * 0.01; // base node moved a bit to apex
 796
 797       gp_Ax1 line( PsI[k], Vtmp );
 798       vector< const SMDS_MeshElement* > suspectPyrams;
 799       searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Volume, suspectPyrams);
 800
 801       for ( int j = 0; j < suspectPyrams.size(); ++j )
 802       {
 803         const SMDS_MeshElement* PrmJ = suspectPyrams[j];
 804         if ( PrmJ == PrmI || PrmJ->NbCornerNodes() != 5 ) continue;
 805
 806         TPyram2Trias::iterator itPj = myPyram2Trias.find( PrmJ );
 807         if ( itPj == myPyram2Trias.end() ) continue; // pyramid from other SOLID
 808
 809         // check if two pyramids already merged
 810         TPyram2Merged::iterator pMergesJ = MergesInfo.find( PrmJ );
 811         if ( pMergesJ != MergesInfo.end() &&
 812              find(pMergesJ->second.begin(),pMergesJ->second.end(), itPi )!=pMergesJ->second.end())
 813           continue;
 814
 815         xyzIt = TXyzIterator( PrmJ->nodesIterator() );
 816         vector<gp_Pnt> PsJ( xyzIt, TXyzIterator() );
 817
 818         gp_Pnt Pint;
 819         hasInt =
 820           ( HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[0], PsJ[1], PsJ[4]) ||
 821             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[1], PsJ[2], PsJ[4]) ||
 822             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[2], PsJ[3], PsJ[4]) ||
 823             HasIntersection3( Pshift, PsI[4], Pint, PsJ[3], PsJ[0], PsJ[4]) );
 824
 825         for(k=0; k<4 && !hasInt; k++) {
 826           gp_Vec Vtmp(PsJ[k],PsJ[4]);
 827           gp_Pnt Pshift = PsJ[k].XYZ() + Vtmp.XYZ() * 0.01;
 828           hasInt =
 829             ( HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[0], PsI[1], PsI[4]) ||
 830               HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[1], PsI[2], PsI[4]) ||
 831               HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[2], PsI[3], PsI[4]) ||
 832               HasIntersection3( Pshift, PsJ[4], Pint, PsI[3], PsI[0], PsI[4]) );
 833         }
 834         if ( hasInt ) {
 835           // count common nodes of base faces of two pyramids
 836           int nbc = 0;
 837           for(k=0; k<4; k++)
 838             nbc += int ( PrmI->GetNodeIndex( PrmJ->GetNode(k) ) >= 0 );
 839
 840           if ( nbc == 4 )
 841             continue; // pyrams have a common base face
 842
 843           if(nbc>0)
 844           {
 845             // Merge the two pyramids and others already merged with them
 846
 847             // initialize merge info of pyramids
 848             if ( pMergesI == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmI
 849             {
 850               pMergesI = MergesInfo.insert( make_pair( PrmI, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 851               pMergesI->second.push_back( itPi );
 852             }
 853             if ( pMergesJ == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmJ
 854             {
 855               pMergesJ = MergesInfo.insert( make_pair( PrmJ, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 856               pMergesJ->second.push_back( itPj );
 857             }
 858             int nbI = pMergesI->second.size(), nbJ = pMergesJ->second.size();
 859
 860             // an apex node to make common to all merged pyramids
 861             SMDS_MeshNode* CommonNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 862             CommonNode->setXYZ( ( nbI*PsI[4].X() + nbJ*PsJ[4].X() ) / (nbI+nbJ),
 863                                 ( nbI*PsI[4].Y() + nbJ*PsJ[4].Y() ) / (nbI+nbJ),
 864                                 ( nbI*PsI[4].Z() + nbJ*PsJ[4].Z() ) / (nbI+nbJ) );
 865             NeedMove = true;
 866             const SMDS_MeshNode* Nrem = PrmJ->GetNode(4); // node to remove
 867
 868             list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesI = pMergesI->second;
 869             list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesJ = pMergesJ->second;
 870
 871             // find and remove coincided faces of merged pyramids
 872             list< TPyram2Trias::iterator >::iterator itPttI, itPttJ;
 873             TTriaList::iterator trI, trJ;
 874             for ( itPttI = aMergesI.begin(); itPttI != aMergesI.end(); ++itPttI )
 875             {
 876               TTriaList* triaListI = (*itPttI)->second;
 877               for ( trI = triaListI->begin(); trI != triaListI->end(); )
 878               {
 879                 const SMDS_FaceOfNodes* FI = *trI;
 880
 881                 for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end() && FI; ++itPttJ )
 882                 {
 883                   TTriaList* triaListJ = (*itPttJ)->second;
 884                   for ( trJ = triaListJ->begin(); trJ != triaListJ->end();  )
 885                   {
 886                     const SMDS_FaceOfNodes* FJ = *trJ;
 887
 888                     if( EqualTriangles(FI,FJ) )
 889                     {
 890                       delete FI;
 891                       delete FJ;
 892                       FI = FJ = 0;
 893                       trI = triaListI->erase( trI );
 894                       trJ = triaListJ->erase( trJ );
 895                       break; // only one triangle of a pyramid can coincide with another pyramid
 896                     }
 897                     ++trJ;
 898                   }
 899                 }
 900                 if ( FI ) ++trI; // increament if triangle not deleted
 901               }
 902             }
 903
 904             // set the common apex node to pyramids and triangles merged with J
 905             for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end(); ++itPttJ )
 906             {
 907               const SMDS_MeshElement* Prm = (*itPttJ)->first;
 908               TTriaList*         triaList = (*itPttJ)->second;
 909
 910               vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( Prm->begin_nodes(), Prm->end_nodes() );
 911               nodes[4] = CommonNode;
 912               meshDS->ChangeElementNodes( Prm, &nodes[0], nodes.size());
 913
 914               for ( TTriaList::iterator trIt = triaList->begin(); trIt != triaList->end(); ++trIt )
 915               {
 916                 SMDS_FaceOfNodes* Ftria = const_cast< SMDS_FaceOfNodes*>( *trIt );
 917                 const SMDS_MeshNode* NF[3] = { CommonNode, Ftria->GetNode(1), Ftria->GetNode(2)};
 918                 Ftria->ChangeNodes(NF, 3);
 919               }
 920             }
 921
 922             // join MergesInfo of merged pyramids
 923             for ( k = 0, itPttI = aMergesI.begin(); k < nbI; ++itPttI, ++k )
 924             {
 925               const SMDS_MeshElement* PrmI = (*itPttI)->first;
 926               list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmI ];
 927               merges.insert( merges.end(), aMergesJ.begin(), aMergesJ.end() );
 928             }
 929             for ( k = 0, itPttJ = aMergesJ.begin(); k < nbJ; ++itPttJ, ++k )
 930             {
 931               const SMDS_MeshElement* PrmJ = (*itPttJ)->first;
 932               list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmJ ];
 933               merges.insert( merges.end(), aMergesI.begin(), aMergesI.end() );
 934             }
 935
 936             // removing node
 937             meshDS->RemoveNode(Nrem);
 938           }
 939           else { // nbc==0
 940
 941             // decrease height of pyramids
 942             gp_XYZ PC1(0,0,0), PC2(0,0,0);
 943             for(k=0; k<4; k++) {
 944               PC1 += PsI[k].XYZ();
 945               PC2 += PsJ[k].XYZ();
 946             }
 947             PC1 /= 4; PC2 /= 4;
 948             gp_Vec VN1(PC1,PsI[4]);
 949             gp_Vec VI1(PC1,Pint);
 950             gp_Vec VN2(PC2,PsJ[4]);
 951             gp_Vec VI2(PC2,Pint);
 952             double ang1 = fabs(VN1.Angle(VI1));
 953             double ang2 = fabs(VN2.Angle(VI2));
 954             double h1,h2;
 955             if(ang1>PI/3.)
 956               h1 = VI1.Magnitude()/2;
 957             else
 958               h1 = VI1.Magnitude()*cos(ang1);
 959             if(ang2>PI/3.)
 960               h2 = VI2.Magnitude()/2;
 961             else
 962               h2 = VI2.Magnitude()*cos(ang2);
 963             double coef1 = 0.5;
 964             if(ang1<PI/3)
 965               coef1 -= cos(ang1)*0.25;
 966             double coef2 = 0.5;
 967             if(ang2<PI/3)
 968               coef2 -= cos(ang1)*0.25;
 969
 970             VN1.Scale(coef1);
 971             VN2.Scale(coef2);
 972             SMDS_MeshNode* aNode1 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 973             aNode1->setXYZ( PC1.X()+VN1.X(), PC1.Y()+VN1.Y(), PC1.Z()+VN1.Z() );
 974             SMDS_MeshNode* aNode2 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmJ->GetNode(4));
 975             aNode2->setXYZ( PC2.X()+VN2.X(), PC2.Y()+VN2.Y(), PC2.Z()+VN2.Z() );
 976             NeedMove = true;
 977           }
 978         } // end if(hasInt)
 979       } // loop on suspectPyrams
 980     }  // loop on 4 base nodes of PrmI
 981     if( NeedMove && !meshDS->IsEmbeddedMode() )
 982     {
 983       const SMDS_MeshNode* apex = PrmI->GetNode( 4 );
 984       meshDS->MoveNode( apex, apex->X(), apex->Y(), apex->Z() );
 985     }
 986   } // loop on all pyramids
 987
 988   // rebind triangles of pyramids sharing the same base quadrangle to the first
 989   // entrance of the base quadrangle
 990   TQuad2Trias::iterator q2t = myResMap.begin(), q2tPrev = q2t;
 991   for ( ++q2t; q2t != myResMap.end(); ++q2t, ++q2tPrev )
 992   {
 993     if ( q2t->first == q2tPrev->first )
 994       q2tPrev->second.splice( q2tPrev->second.end(), q2t->second );
 995   }
 996
 997   myPyram2Trias.clear(); // no more needed
 998   myDegNodes.clear();
 999
1000   delete myElemSearcher;
1001   myElemSearcher=0;
1002
1003   return true;
1004 }
1005
1006 //================================================================================
1007 /*!
1008  * \brief Return list of created triangles for given face
1009  */
1010 //================================================================================
1011
1012 const list<const SMDS_FaceOfNodes* >* StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::GetTriangles (const SMDS_MeshElement* aQuad)
1013 {
1014   TQuad2Trias::iterator it = myResMap.find(aQuad);
1015   if( it != myResMap.end() ) {
1016     return & it->second;
1017   }
1018   return 0;
1019 }