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 - not used
 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 TopoDS_Shape& 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     Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 270     for ( int i = 0; i < face->NbCornerNodes(); ++i )
 271       aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( face->GetNode(i) ));
 272     if( HasIntersection(P, PC, Pres, aContour) ) {
 273       res = true;
 274       double tmp = PC.Distance(Pres);
 275       if(tmp<dist) {
 276         Pint = Pres;
 277         dist = tmp;
 278       }
 279     }
 280   }
 281   return res;
 282 }
 283
 284
 285 //=======================================================================
 286 //function : EqualTriangles
 287 //purpose  : Auxilare for Compute()
 288 //=======================================================================
 289 static bool EqualTriangles(const SMDS_MeshElement* F1,const SMDS_MeshElement* F2)
 290 {
 291   return
 292     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(2) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(1) ) ||
 293     ( F1->GetNode(1)==F2->GetNode(1) && F1->GetNode(2)==F2->GetNode(2) );
 294 }
 295
 296 //================================================================================
 297 /*!
 298  * \brief Prepare data for the given face
 299  *  \param PN - coordinates of face nodes
 300  *  \param VN - cross products of vectors (PC-PN(i)) ^ (PC-PN(i+1))
 301  *  \param FNodes - face nodes
 302  *  \param PC - gravity center of nodes
 303  *  \param VNorm - face normal (sum of VN)
 304  *  \param volumes - two volumes sharing the given face, the first is in VNorm direction
 305  *  \retval int - 0 if given face is not quad,
 306  *                1 if given face is quad,
 307  *                2 if given face is degenerate quad (two nodes are coincided)
 308  */
 309 //================================================================================
 310
 311 int StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Preparation(const SMDS_MeshElement*       face,
 312                                               Handle(TColgp_HArray1OfPnt)&  PN,
 313                                               Handle(TColgp_HArray1OfVec)&  VN,
 314                                               vector<const SMDS_MeshNode*>& FNodes,
 315                                               gp_Pnt&                       PC,
 316                                               gp_Vec&                       VNorm,
 317                                               const SMDS_MeshElement**      volumes)
 318 {
 319   if( face->NbNodes() != ( face->IsQuadratic() ? 8 : 4 ))
 320     if( face->NbNodes() != 4 )
 321       return NOT_QUAD;
 322
 323   int i = 0;
 324   gp_XYZ xyzC(0., 0., 0.);
 325   for ( i = 0; i < 4; ++i )
 326   {
 327     gp_XYZ p = SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( FNodes[i] = face->GetNode(i) );
 328     PN->SetValue( i+1, p );
 329     xyzC += p;
 330   }
 331   PC = xyzC/4;
 332   //cout<<"  PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 333
 334   int nbp = 4;
 335
 336   int j = 0;
 337   for(i=1; i<4; i++) {
 338     j = i+1;
 339     for(; j<=4; j++) {
 340       if( PN->Value(i).Distance(PN->Value(j)) < 1.e-6 )
 341         break;
 342     }
 343     if(j<=4) break;
 344   }
 345   //int deg_num = IsDegenarate(PN);
 346   //if(deg_num>0) {
 347   bool hasdeg = false;
 348   if(i<4) {
 349     //cout<<"find degeneration"<<endl;
 350     hasdeg = true;
 351     gp_Pnt Pdeg = PN->Value(i);
 352
 353     list< const SMDS_MeshNode* >::iterator itdg = myDegNodes.begin();
 354     const SMDS_MeshNode* DegNode = 0;
 355     for(; itdg!=myDegNodes.end(); itdg++) {
 356       const SMDS_MeshNode* N = (*itdg);
 357       gp_Pnt Ptmp(N->X(),N->Y(),N->Z());
 358       if(Pdeg.Distance(Ptmp)<1.e-6) {
 359         DegNode = N;
 360         //DegNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(N);
 361         break;
 362       }
 363     }
 364     if(!DegNode) {
 365       DegNode = FNodes[i-1];
 366       myDegNodes.push_back(DegNode);
 367     }
 368     else {
 369       FNodes[i-1] = DegNode;
 370     }
 371     for(i=j; i<4; i++) {
 372       PN->SetValue(i,PN->Value(i+1));
 373       FNodes[i-1] = FNodes[i];
 374     }
 375     nbp = 3;
 376   }
 377
 378   PN->SetValue(nbp+1,PN->Value(1));
 379   FNodes[nbp] = FNodes[0];
 380   // find normal direction
 381   gp_Vec V1(PC,PN->Value(nbp));
 382   gp_Vec V2(PC,PN->Value(1));
 383   VNorm = V1.Crossed(V2);
 384   VN->SetValue(nbp,VNorm);
 385   for(i=1; i<nbp; i++) {
 386     V1 = gp_Vec(PC,PN->Value(i));
 387     V2 = gp_Vec(PC,PN->Value(i+1));
 388     gp_Vec Vtmp = V1.Crossed(V2);
 389     VN->SetValue(i,Vtmp);
 390     VNorm += Vtmp;
 391   }
 392
 393   // find volumes sharing the face
 394   if ( volumes )
 395   {
 396     volumes[0] = volumes[1] = 0;
 397     SMDS_ElemIteratorPtr vIt = FNodes[0]->GetInverseElementIterator( SMDSAbs_Volume );
 398     while ( vIt->more() )
 399     {
 400       const SMDS_MeshElement* vol = vIt->next();
 401       bool volSharesAllNodes = true;
 402       for ( int i = 1; i < face->NbNodes() && volSharesAllNodes; ++i )
 403         volSharesAllNodes = ( vol->GetNodeIndex( FNodes[i] ) >= 0 );
 404       if ( volSharesAllNodes )
 405         volumes[ volumes[0] ? 1 : 0 ] = vol;
 406       // we could additionally check that vol has all FNodes in its one face using SMDS_VolumeTool
 407     }
 408     // define volume position relating to the face normal
 409     if ( volumes[0] )
 410     {
 411       // get volume gc
 412       SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = volumes[0]->nodesIterator();
 413       gp_XYZ volGC(0,0,0);
 414       volGC = accumulate( TXyzIterator(nodeIt), TXyzIterator(), volGC ) / volumes[0]->NbNodes();
 415
 416       if ( VNorm * gp_Vec( PC, volGC ) < 0 )
 417         swap( volumes[0], volumes[1] );
 418     }
 419   }
 420
 421   //cout<<"  VNorm("<<VNorm.X()<<","<<VNorm.Y()<<","<<VNorm.Z()<<")"<<endl;
 422   return hasdeg ? DEGEN_QUAD : QUAD;
 423 }
 424
 425
 426 //=======================================================================
 427 //function : Compute
 428 //purpose  :
 429 //=======================================================================
 430
 431 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 432 {
 433   myResMap.clear();
 434   myPyram2Trias.clear();
 435
 436   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 437   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 438   helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 439   helper.SetElementsOnShape( true );
 440
 441
 442
 443   for (TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next())
 444   {
 445     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exp.Current();
 446     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = meshDS->MeshElements( aShapeFace );
 447     if ( aSubMeshDSFace )
 448     {
 449       bool isRev = SMESH_Algo::IsReversedSubMesh( TopoDS::Face(aShapeFace), meshDS );
 450
 451       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 452       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geometrical face
 453       {
 454         const SMDS_MeshElement* face = iteratorElem->next();
 455         //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 456         // preparation step using face info
 457         Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 458         Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 459         vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 460         gp_Pnt PC;
 461         gp_Vec VNorm;
 462         int stat =  Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm);
 463         if(stat==0)
 464           continue;
 465
 466         if(stat==2)
 467         {
 468           // degenerate face
 469           // add triangles to result map
 470           SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 471           if(!isRev)
 472             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 473           else
 474             NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 475           TTriaList aList( 1, NewFace );
 476           myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 477           continue;
 478         }
 479
 480         if(!isRev) VNorm.Reverse();
 481         double xc = 0., yc = 0., zc = 0.;
 482         int i = 1;
 483         for(; i<=4; i++) {
 484           gp_Pnt Pbest;
 485           if(!isRev)
 486             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i).Reversed());
 487           else
 488             Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 489           xc += Pbest.X();
 490           yc += Pbest.Y();
 491           zc += Pbest.Z();
 492         }
 493         gp_Pnt PCbest(xc/4., yc/4., zc/4.);
 494
 495         // check PCbest
 496         double height = PCbest.Distance(PC);
 497         if(height<1.e-6) {
 498           // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 499           PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 500         }
 501         else {
 502           // check possible intersection with other faces
 503           gp_Pnt Pint;
 504           bool check = CheckIntersection(PCbest, PC, Pint, aMesh, aShape, aShapeFace);
 505           if(check) {
 506             //cout<<"--PC("<<PC.X()<<","<<PC.Y()<<","<<PC.Z()<<")"<<endl;
 507             //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 508             double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 509             gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 510             PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 511           }
 512           else {
 513             gp_Vec VB(PC,PCbest);
 514             gp_Pnt PCbestTmp = PC.XYZ() + VB.XYZ() * 3.0;
 515             check = CheckIntersection(PCbestTmp, PC, Pint, aMesh, aShape, aShapeFace);
 516             if(check) {
 517               double dist = PC.Distance(Pint)/3.;
 518               if(dist<height) {
 519                 gp_Dir aDir(gp_Vec(PC,PCbest));
 520                 PCbest = PC.XYZ() + aDir.XYZ() * dist;
 521               }
 522             }
 523           }
 524         }
 525         // create node for PCbest
 526         SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 527
 528         // add triangles to result map
 529         TTriaList& triaList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList() ))->second;
 530         for(i=0; i<4; i++)
 531           triaList.push_back( new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] ));
 532
 533         // create a pyramid
 534         if ( isRev ) swap( FNodes[1], FNodes[3]);
 535         SMDS_MeshVolume* aPyram =
 536           helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 537         myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & triaList));
 538
 539       } // end loop on elements on a face submesh
 540     }
 541   } // end for(TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_FACE);exp.More();exp.Next()) {
 542
 543   return Compute2ndPart(aMesh);
 544 }
 545
 546 //================================================================================
 547 /*!
 548  * \brief Computes pyramids in mesh with no shape
 549  */
 550 //================================================================================
 551
 552 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute(SMESH_Mesh& aMesh)
 553 {
 554   myResMap.clear();
 555   myPyram2Trias.clear();
 556   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 557   helper.IsQuadraticSubMesh(aMesh.GetShapeToMesh());
 558   helper.SetElementsOnShape( true );
 559
 560   if ( !myElemSearcher )
 561     myElemSearcher = SMESH_MeshEditor(&aMesh).GetElementSearcher();
 562   SMESH_ElementSearcher* searcher = const_cast<SMESH_ElementSearcher*>(myElemSearcher);
 563
 564   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 565
 566   SMDS_FaceIteratorPtr fIt = meshDS->facesIterator(/*idInceasingOrder=*/true);
 567   while( fIt->more())
 568   {
 569     const SMDS_MeshElement* face = fIt->next();
 570     if ( !face ) continue;
 571     //cout<<endl<<"================= face->GetID() = "<<face->GetID()<<endl;
 572     // retrieve needed information about a face
 573     Handle(TColgp_HArray1OfPnt) PN = new TColgp_HArray1OfPnt(1,5);
 574     Handle(TColgp_HArray1OfVec) VN = new TColgp_HArray1OfVec(1,4);
 575     vector<const SMDS_MeshNode*> FNodes(5);
 576     gp_Pnt PC;
 577     gp_Vec VNorm;
 578     const SMDS_MeshElement* volumes[2];
 579     int what = Preparation(face, PN, VN, FNodes, PC, VNorm, volumes);
 580     if ( what == NOT_QUAD )
 581       continue;
 582     if ( volumes[0] && volumes[1] )
 583       continue; // face is shared by two volumes - no space for a pyramid
 584
 585     if ( what == DEGEN_QUAD )
 586     {
 587       // degenerate face
 588       // add triangles to result map
 589       TTriaList aList;
 590       SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 591       // check orientation
 592
 593       double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(2)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(3));
 594       // far points in VNorm direction
 595       gp_Pnt Ptmp1 = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 596       gp_Pnt Ptmp2 = PC.XYZ() - VNorm.XYZ() * tmp * 1.e6;
 597       // check intersection for Ptmp1 and Ptmp2
 598       bool IsRev = false;
 599       bool IsOK1 = false;
 600       bool IsOK2 = false;
 601       double dist1 = RealLast();
 602       double dist2 = RealLast();
 603       gp_Pnt Pres1,Pres2;
 604
 605       gp_Ax1 line( PC, VNorm );
 606       vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
 607       searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Face, suspectElems);
 608
 609       for ( int iF = 0; iF < suspectElems.size(); ++iF ) {
 610         const SMDS_MeshElement* F = suspectElems[iF];
 611         if(F==face) continue;
 612         Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 613         for ( int i = 0; i < 4; ++i )
 614           aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 615         gp_Pnt PPP;
 616         if( !volumes[0] && HasIntersection(Ptmp1, PC, PPP, aContour) ) {
 617           IsOK1 = true;
 618           double tmp = PC.Distance(PPP);
 619           if(tmp<dist1) {
 620             Pres1 = PPP;
 621             dist1 = tmp;
 622           }
 623         }
 624         if( !volumes[1] && HasIntersection(Ptmp2, PC, PPP, aContour) ) {
 625           IsOK2 = true;
 626           double tmp = PC.Distance(PPP);
 627           if(tmp<dist2) {
 628             Pres2 = PPP;
 629             dist2 = tmp;
 630           }
 631         }
 632       }
 633
 634       if( IsOK1 && !IsOK2 ) {
 635         // using existed direction
 636       }
 637       else if( !IsOK1 && IsOK2 ) {
 638         // using opposite direction
 639         IsRev = true;
 640       }
 641       else { // IsOK1 && IsOK2
 642         double tmp1 = PC.Distance(Pres1);
 643         double tmp2 = PC.Distance(Pres2);
 644         if(tmp1<tmp2) {
 645           // using existed direction
 646         }
 647         else {
 648           // using opposite direction
 649           IsRev = true;
 650         }
 651       }
 652       if(!IsRev)
 653         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2] );
 654       else
 655         NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( FNodes[0], FNodes[2], FNodes[1] );
 656       aList.push_back(NewFace);
 657       myResMap.insert(make_pair(face,aList));
 658       continue;
 659     }
 660
 661     // Find pyramid peak
 662
 663     gp_XYZ PCbest(0., 0., 0.); // pyramid peak
 664     int i = 1;
 665     for(; i<=4; i++) {
 666       gp_Pnt Pbest = FindBestPoint(PN->Value(i), PN->Value(i+1), PC, VN->Value(i));
 667       PCbest += Pbest.XYZ();
 668     }
 669     PCbest /= 4;
 670
 671     double height = PC.Distance(PCbest); // pyramid height to precise
 672     if(height<1.e-6) {
 673       // create new PCbest using a bit shift along VNorm
 674       PCbest = PC.XYZ() + VNorm.XYZ() * 0.001;
 675       height = PC.Distance(PCbest);
 676     }
 677     //cout<<"  PCbest("<<PCbest.X()<<","<<PCbest.Y()<<","<<PCbest.Z()<<")"<<endl;
 678
 679     // Restrict pyramid height by intersection with other faces
 680     gp_Vec tmpDir(PC,PCbest); tmpDir.Normalize();
 681     double tmp = PN->Value(1).Distance(PN->Value(3)) + PN->Value(2).Distance(PN->Value(4));
 682     // far points: in (PC, PCbest) direction and vice-versa
 683     gp_Pnt farPnt[2] = { PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6,
 684                          PC.XYZ() - tmpDir.XYZ() * tmp * 1.e6 };
 685     // check intersection for farPnt1 and farPnt2
 686     bool   intersected[2] = { false, false };
 687     double dist       [2] = { RealLast(), RealLast() };
 688     gp_Pnt intPnt[2];
 689
 690     gp_Ax1 line( PC, tmpDir );
 691     vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
 692     searcher->GetElementsNearLine( line, SMDSAbs_Face, suspectElems);
 693
 694     for ( int iF = 0; iF < suspectElems.size(); ++iF )
 695     {
 696       const SMDS_MeshElement* F = suspectElems[iF];
 697       if(F==face) continue;
 698       Handle(TColgp_HSequenceOfPnt) aContour = new TColgp_HSequenceOfPnt;
 699       int nbN = F->NbNodes() / ( F->IsQuadratic() ? 2 : 1 );
 700       for ( i = 0; i < nbN; ++i )
 701         aContour->Append( SMESH_MeshEditor::TNodeXYZ( F->GetNode(i) ));
 702       gp_Pnt intP;
 703       for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 704       {
 705         if( !volumes[isRev] && HasIntersection(farPnt[isRev], PC, intP, aContour) ) {
 706           intersected[isRev] = true;
 707           double d = PC.Distance( intP );
 708           if( d < dist[isRev] )
 709           {
 710             intPnt[isRev] = intP;
 711             dist  [isRev] = d;
 712           }
 713         }
 714       }
 715     }
 716
 717     // Create one or two pyramids
 718
 719     for ( int isRev = 0; isRev < 2; ++isRev )
 720     {
 721       if( !intersected[isRev] ) continue;
 722       double pyramidH = Min( height, PC.Distance(intPnt[isRev])/3.);
 723       PCbest = PC.XYZ() + tmpDir.XYZ() * (isRev ? -pyramidH : pyramidH);
 724
 725       // create node for PCbest
 726       SMDS_MeshNode* NewNode = helper.AddNode( PCbest.X(), PCbest.Y(), PCbest.Z() );
 727
 728       // add triangles to result map
 729       TTriaList& aList = myResMap.insert( make_pair( face, TTriaList()))->second;
 730       for(i=0; i<4; i++) {
 731         SMDS_FaceOfNodes* NewFace;
 732         if(isRev)
 733           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i], FNodes[i+1] );
 734         else
 735           NewFace = new SMDS_FaceOfNodes( NewNode, FNodes[i+1], FNodes[i] );
 736         aList.push_back(NewFace);
 737       }
 738       // create a pyramid
 739       SMDS_MeshVolume* aPyram;
 740       if(isRev)
 741         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[1], FNodes[2], FNodes[3], NewNode );
 742       else
 743         aPyram = helper.AddVolume( FNodes[0], FNodes[3], FNodes[2], FNodes[1], NewNode );
 744       myPyram2Trias.insert(make_pair(aPyram, & aList));
 745     }
 746   } // end loop on all faces
 747
 748   return Compute2ndPart(aMesh);
 749 }
 750
 751 //================================================================================
 752 /*!
 753  * \brief Update created pyramids and faces to avoid their intersection
 754  */
 755 //================================================================================
 756
 757 bool StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::Compute2ndPart(SMESH_Mesh& aMesh)
 758 {
 759   cout << "Compute2ndPart(), nb pyramids = " << myPyram2Trias.size() << endl;
 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             cout << "Merge pyram " << PrmI->GetID() <<" to " << PrmJ->GetID() << endl;
 846             // Merge the two pyramids and others already merged with them
 847
 848             // initialize merge info of pyramids
 849             if ( pMergesI == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmI
 850             {
 851               pMergesI = MergesInfo.insert( make_pair( PrmI, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 852               pMergesI->second.push_back( itPi );
 853             }
 854             if ( pMergesJ == MergesInfo.end() ) // first merge of PrmJ
 855             {
 856               pMergesJ = MergesInfo.insert( make_pair( PrmJ, list<TPyram2Trias::iterator >())).first;
 857               pMergesJ->second.push_back( itPj );
 858             }
 859             int nbI = pMergesI->second.size(), nbJ = pMergesJ->second.size();
 860
 861             // an apex node to make common to all merged pyramids
 862             SMDS_MeshNode* CommonNode = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 863             CommonNode->setXYZ( ( nbI*PsI[4].X() + nbJ*PsJ[4].X() ) / (nbI+nbJ),
 864                                 ( nbI*PsI[4].Y() + nbJ*PsJ[4].Y() ) / (nbI+nbJ),
 865                                 ( nbI*PsI[4].Z() + nbJ*PsJ[4].Z() ) / (nbI+nbJ) );
 866             NeedMove = true;
 867             const SMDS_MeshNode* Nrem = PrmJ->GetNode(4); // node to remove
 868
 869             list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesI = pMergesI->second;
 870             list< TPyram2Trias::iterator >& aMergesJ = pMergesJ->second;
 871
 872             // find and remove coincided faces of merged pyramids
 873             list< TPyram2Trias::iterator >::iterator itPttI, itPttJ;
 874             TTriaList::iterator trI, trJ;
 875             for ( itPttI = aMergesI.begin(); itPttI != aMergesI.end(); ++itPttI )
 876             {
 877               TTriaList* triaListI = (*itPttI)->second;
 878               for ( trI = triaListI->begin(); trI != triaListI->end(); )
 879               {
 880                 const SMDS_FaceOfNodes* FI = *trI;
 881
 882                 for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end() && FI; ++itPttJ )
 883                 {
 884                   TTriaList* triaListJ = (*itPttJ)->second;
 885                   for ( trJ = triaListJ->begin(); trJ != triaListJ->end();  )
 886                   {
 887                     const SMDS_FaceOfNodes* FJ = *trJ;
 888
 889                     if( EqualTriangles(FI,FJ) )
 890                     {
 891                       delete FI;
 892                       delete FJ;
 893                       FI = FJ = 0;
 894                       trI = triaListI->erase( trI );
 895                       trJ = triaListJ->erase( trJ );
 896                       break; // only one triangle of a pyramid can coincide with another pyramid
 897                     }
 898                     ++trJ;
 899                   }
 900                 }
 901                 if ( FI ) ++trI; // increament if triangle not deleted
 902               }
 903             }
 904
 905             // set the common apex node to pyramids and triangles merged with J
 906             for ( itPttJ = aMergesJ.begin(); itPttJ != aMergesJ.end(); ++itPttJ )
 907             {
 908               const SMDS_MeshElement* Prm = (*itPttJ)->first;
 909               TTriaList*         triaList = (*itPttJ)->second;
 910
 911               vector< const SMDS_MeshNode* > nodes( Prm->begin_nodes(), Prm->end_nodes() );
 912               nodes[4] = CommonNode;
 913               meshDS->ChangeElementNodes( Prm, &nodes[0], nodes.size());
 914
 915               for ( TTriaList::iterator trIt = triaList->begin(); trIt != triaList->end(); ++trIt )
 916               {
 917                 SMDS_FaceOfNodes* Ftria = const_cast< SMDS_FaceOfNodes*>( *trIt );
 918                 const SMDS_MeshNode* NF[3] = { CommonNode, Ftria->GetNode(1), Ftria->GetNode(2)};
 919                 Ftria->ChangeNodes(NF, 3);
 920               }
 921             }
 922
 923             // join MergesInfo of merged pyramids
 924             for ( k = 0, itPttI = aMergesI.begin(); k < nbI; ++itPttI, ++k )
 925             {
 926               const SMDS_MeshElement* PrmI = (*itPttI)->first;
 927               list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmI ];
 928               merges.insert( merges.end(), aMergesJ.begin(), aMergesJ.end() );
 929             }
 930             for ( k = 0, itPttJ = aMergesJ.begin(); k < nbJ; ++itPttJ, ++k )
 931             {
 932               const SMDS_MeshElement* PrmJ = (*itPttJ)->first;
 933               list< TPyram2Trias::iterator >& merges = MergesInfo[ PrmJ ];
 934               merges.insert( merges.end(), aMergesI.begin(), aMergesI.end() );
 935             }
 936
 937             // removing node
 938             meshDS->RemoveNode(Nrem);
 939           }
 940           else { // nbc==0
 941
 942             // decrease height of pyramids
 943             gp_XYZ PC1(0,0,0), PC2(0,0,0);
 944             for(k=0; k<4; k++) {
 945               PC1 += PsI[k].XYZ();
 946               PC2 += PsJ[k].XYZ();
 947             }
 948             PC1 /= 4; PC2 /= 4;
 949             gp_Vec VN1(PC1,PsI[4]);
 950             gp_Vec VI1(PC1,Pint);
 951             gp_Vec VN2(PC2,PsJ[4]);
 952             gp_Vec VI2(PC2,Pint);
 953             double ang1 = fabs(VN1.Angle(VI1));
 954             double ang2 = fabs(VN2.Angle(VI2));
 955             double h1,h2;
 956             if(ang1>PI/3.)
 957               h1 = VI1.Magnitude()/2;
 958             else
 959               h1 = VI1.Magnitude()*cos(ang1);
 960             if(ang2>PI/3.)
 961               h2 = VI2.Magnitude()/2;
 962             else
 963               h2 = VI2.Magnitude()*cos(ang2);
 964             double coef1 = 0.5;
 965             if(ang1<PI/3)
 966               coef1 -= cos(ang1)*0.25;
 967             double coef2 = 0.5;
 968             if(ang2<PI/3)
 969               coef2 -= cos(ang1)*0.25;
 970
 971             VN1.Scale(coef1);
 972             VN2.Scale(coef2);
 973             SMDS_MeshNode* aNode1 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmI->GetNode(4));
 974             aNode1->setXYZ( PC1.X()+VN1.X(), PC1.Y()+VN1.Y(), PC1.Z()+VN1.Z() );
 975             SMDS_MeshNode* aNode2 = const_cast<SMDS_MeshNode*>(PrmJ->GetNode(4));
 976             aNode2->setXYZ( PC2.X()+VN2.X(), PC2.Y()+VN2.Y(), PC2.Z()+VN2.Z() );
 977             NeedMove = true;
 978           }
 979         } // end if(hasInt)
 980       } // loop on suspectPyrams
 981     }  // loop on 4 base nodes of PrmI
 982     if( NeedMove && !meshDS->IsEmbeddedMode() )
 983     {
 984       const SMDS_MeshNode* apex = PrmI->GetNode( 4 );
 985       meshDS->MoveNode( apex, apex->X(), apex->Y(), apex->Z() );
 986     }
 987   } // loop on all pyramids
 988
 989   // rebind triangles of pyramids sharing the same base quadrangle to the first
 990   // entrance of the base quadrangle
 991   TQuad2Trias::iterator q2t = myResMap.begin(), q2tPrev = q2t;
 992   for ( ++q2t; q2t != myResMap.end(); ++q2t, ++q2tPrev )
 993   {
 994     if ( q2t->first == q2tPrev->first )
 995       q2tPrev->second.splice( q2tPrev->second.end(), q2t->second );
 996   }
 997
 998   myPyram2Trias.clear(); // no more needed
 999   myDegNodes.clear();
1000
1001   delete myElemSearcher;
1002   myElemSearcher=0;
1003
1004   cout << "END Compute2ndPart()" << endl;
1005   return true;
1006 }
1007
1008 //================================================================================
1009 /*!
1010  * \brief Return list of created triangles for given face
1011  */
1012 //================================================================================
1013
1014 const list<const SMDS_FaceOfNodes* >* StdMeshers_QuadToTriaAdaptor::GetTriangles (const SMDS_MeshElement* aQuad)
1015 {
1016   TQuad2Trias::iterator it = myResMap.find(aQuad);
1017   if( it != myResMap.end() ) {
1018     return & it->second;
1019   }
1020   return 0;
1021 }