src/StdMeshers/StdMeshers_Regular_1D.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 //  See http://www.opencascade.org/SALOME/ or email : webmaster.salome@opencascade.org
  21 //
  22 //
  23 //
  24 //  File   : StdMeshers_Regular_1D.cxx
  25 //           Moved here from SMESH_Regular_1D.cxx
  26 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  27 //  Module : SMESH
  28 //  $Header$
  29
  30 using namespace std;
  31
  32 #include "StdMeshers_Regular_1D.hxx"
  33 #include "SMESH_Gen.hxx"
  34 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  35
  36 #include "StdMeshers_LocalLength.hxx"
  37 #include "StdMeshers_NumberOfSegments.hxx"
  38 #include "StdMeshers_Arithmetic1D.hxx"
  39 #include "StdMeshers_StartEndLength.hxx"
  40 #include "StdMeshers_Deflection1D.hxx"
  41
  42 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  43 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  44 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  45 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  46
  47 #include "utilities.h"
  48
  49 #include <BRep_Tool.hxx>
  50 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  51 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  52 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  53 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  54 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  55 #include <GCPnts_UniformAbscissa.hxx>
  56 #include <GCPnts_UniformDeflection.hxx>
  57 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  58 #include <Precision.hxx>
  59
  60 #include <string>
  61 //#include <algorithm>
  62
  63 //=============================================================================
  64 /*!
  65  *
  66  */
  67 //=============================================================================
  68
  69 StdMeshers_Regular_1D::StdMeshers_Regular_1D(int hypId, int studyId,
  70         SMESH_Gen * gen):SMESH_1D_Algo(hypId, studyId, gen)
  71 {
  72         MESSAGE("StdMeshers_Regular_1D::StdMeshers_Regular_1D");
  73         _name = "Regular_1D";
  74         _shapeType = (1 << TopAbs_EDGE);
  75
  76         _compatibleHypothesis.push_back("LocalLength");
  77         _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfSegments");
  78         _compatibleHypothesis.push_back("StartEndLength");
  79         _compatibleHypothesis.push_back("Deflection1D");
  80         _compatibleHypothesis.push_back("Arithmetic1D");
  81 }
  82
  83 //=============================================================================
  84 /*!
  85  *
  86  */
  87 //=============================================================================
  88
  89 StdMeshers_Regular_1D::~StdMeshers_Regular_1D()
  90 {
  91 }
  92
  93 //=============================================================================
  94 /*!
  95  *
  96  */
  97 //=============================================================================
  98
  99 bool StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis
 100                          (SMESH_Mesh& aMesh,
 101                           const TopoDS_Shape& aShape,
 102                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 103 {
 104   _hypType = NONE;
 105
 106   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 107   if (hyps.size() == 0)
 108   {
 109     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 110     return false;  // can't work without a hypothesis
 111   }
 112
 113   // use only the first hypothesis
 114   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 115
 116   string hypName = theHyp->GetName();
 117
 118   if (hypName == "LocalLength")
 119   {
 120     const StdMeshers_LocalLength * hyp =
 121       dynamic_cast <const StdMeshers_LocalLength * >(theHyp);
 122     ASSERT(hyp);
 123     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength();
 124     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 );
 125     _hypType = LOCAL_LENGTH;
 126     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 127   }
 128
 129   else if (hypName == "NumberOfSegments")
 130   {
 131     const StdMeshers_NumberOfSegments * hyp =
 132       dynamic_cast <const StdMeshers_NumberOfSegments * >(theHyp);
 133     ASSERT(hyp);
 134     _value[ NB_SEGMENTS_IND  ] = hyp->GetNumberOfSegments();
 135     _value[ SCALE_FACTOR_IND ] = hyp->GetScaleFactor();
 136     ASSERT( _value[ NB_SEGMENTS_IND ] > 0 );
 137     _hypType = NB_SEGMENTS;
 138     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 139   }
 140
 141   else if (hypName == "Arithmetic1D")
 142   {
 143     const StdMeshers_Arithmetic1D * hyp =
 144       dynamic_cast <const StdMeshers_Arithmetic1D * >(theHyp);
 145     ASSERT(hyp);
 146     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( true );
 147     _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( false );
 148     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 && _value[ END_LENGTH_IND ] > 0 );
 149     _hypType = ARITHMETIC_1D;
 150     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 151   }
 152
 153   else if (hypName == "StartEndLength")
 154   {
 155     const StdMeshers_StartEndLength * hyp =
 156       dynamic_cast <const StdMeshers_StartEndLength * >(theHyp);
 157     ASSERT(hyp);
 158     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( true );
 159     _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( false );
 160     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 && _value[ END_LENGTH_IND ] > 0 );
 161     _hypType = BEG_END_LENGTH;
 162     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 163   }
 164
 165   else if (hypName == "Deflection1D")
 166   {
 167     const StdMeshers_Deflection1D * hyp =
 168       dynamic_cast <const StdMeshers_Deflection1D * >(theHyp);
 169     ASSERT(hyp);
 170     _value[ DEFLECTION_IND ] = hyp->GetDeflection();
 171     ASSERT( _value[ DEFLECTION_IND ] > 0 );
 172     _hypType = DEFLECTION;
 173     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 174   }
 175   else
 176     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 177
 178   return ( _hypType != NONE );
 179 }
 180
 181 //=======================================================================
 182 //function : compensateError
 183 //purpose  : adjust theParams so that the last segment length == an
 184 //=======================================================================
 185
 186 static void compensateError(double a1, double an,
 187                             double U1, double Un,
 188                             double             length,
 189                             GeomAdaptor_Curve& C3d,
 190                             list<double> &     theParams)
 191 {
 192   int i, nPar = theParams.size();
 193   if ( a1 + an < length && nPar > 1 )
 194   {
 195     list<double>::reverse_iterator itU = theParams.rbegin();
 196     double Ul = *itU++;
 197     // dist from the last point to the edge end <Un>, it should be equal <an>
 198     double Ln = GCPnts_AbscissaPoint::Length( C3d, Ul, Un );
 199     double dLn = an - Ln; // error of <an>
 200     if ( Abs( dLn ) <= Precision::Confusion() )
 201       return;
 202     double dU = Ul - *itU; // parametric length of the last but one segment
 203     double dUn = dLn * ( Un - U1 ) / length; // modificator of the last parameter
 204     if ( dUn < 0.5 * dU ) { // last segment is a bit shorter than dU
 205       dUn = -dUn; // move the last parameter to the edge beginning
 206     }
 207     else {  // last segment is much shorter than dU -> remove the last param and
 208       theParams.pop_back(); // move the rest points toward the edge end
 209       Ln = GCPnts_AbscissaPoint::Length( C3d, theParams.back(), Un );
 210       dUn = ( an - Ln ) * ( Un - U1 ) / length;
 211       if ( dUn < 0.5 * dU )
 212         dUn = -dUn;
 213     }
 214     double q  = dUn / ( nPar - 1 );
 215     for ( itU = theParams.rbegin(), i = 1; i < nPar; itU++, i++ ) {
 216       (*itU) += dUn;
 217       dUn -= q;
 218     }
 219   }
 220 }
 221
 222 //=============================================================================
 223 /*!
 224  *
 225  */
 226 //=============================================================================
 227 bool StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters(const TopoDS_Edge& theEdge,
 228                                                       list<double> &     theParams,
 229                                                       const bool         theReverse) const
 230 {
 231   theParams.clear();
 232
 233   double f, l;
 234   Handle(Geom_Curve) Curve = BRep_Tool::Curve(theEdge, f, l);
 235   GeomAdaptor_Curve C3d(Curve);
 236
 237   double length = EdgeLength(theEdge);
 238
 239   switch( _hypType )
 240   {
 241   case LOCAL_LENGTH:
 242   case NB_SEGMENTS: {
 243
 244     double eltSize = 1;
 245     if ( _hypType == LOCAL_LENGTH )
 246     {
 247       double nbseg = ceil(length / _value[ BEG_LENGTH_IND ]); // integer sup
 248       if (nbseg <= 0)
 249         nbseg = 1;                        // degenerated edge
 250       eltSize = length / nbseg;
 251     }
 252     else
 253     {
 254       double epsilon = 0.001;
 255       if (fabs(_value[ SCALE_FACTOR_IND ] - 1.0) > epsilon)
 256       {
 257         double scale = _value[ SCALE_FACTOR_IND ];
 258         if ( theReverse )
 259           scale = 1. / scale;
 260         double alpha = pow( scale , 1.0 / (_value[ NB_SEGMENTS_IND ] - 1));
 261         double factor = (l - f) / (1 - pow( alpha,_value[ NB_SEGMENTS_IND ]));
 262
 263         int i, NbPoints = 1 + (int) _value[ NB_SEGMENTS_IND ];
 264         for ( i = 2; i < NbPoints; i++ )
 265         {
 266           double param = factor * (1 - pow(alpha, i - 1));
 267           theParams.push_back( param );
 268         }
 269         return true;
 270       }
 271       else
 272       {
 273         eltSize = length / _value[ NB_SEGMENTS_IND ];
 274       }
 275     }
 276
 277     GCPnts_UniformAbscissa Discret(C3d, eltSize, f, l);
 278     if ( !Discret.IsDone() )
 279       return false;
 280
 281     int NbPoints = Discret.NbPoints();
 282     for ( int i = 2; i < NbPoints; i++ )
 283     {
 284       double param = Discret.Parameter(i);
 285       theParams.push_back( param );
 286     }
 287     return true;
 288   }
 289
 290   case BEG_END_LENGTH: {
 291
 292     // geometric progression: SUM(n) = ( a1 - an * q ) / ( 1 - q ) = length
 293
 294     double a1 = theReverse ? _value[ END_LENGTH_IND ] : _value[ BEG_LENGTH_IND ];
 295     double an = theReverse ? _value[ BEG_LENGTH_IND ] : _value[ END_LENGTH_IND ];
 296     double q  = ( length - a1 ) / ( length - an );
 297
 298     double U1 = Min ( f, l );
 299     double Un = Max ( f, l );
 300     double param = U1;
 301     double eltSize = a1;
 302     while ( 1 ) {
 303       // computes a point on a curve <C3d> at the distance <eltSize>
 304       // from the point of parameter <param>.
 305       GCPnts_AbscissaPoint Discret( C3d, eltSize, param );
 306       if ( !Discret.IsDone() ) break;
 307       param = Discret.Parameter();
 308       if ( param < Un )
 309         theParams.push_back( param );
 310       else
 311         break;
 312       eltSize *= q;
 313     }
 314     compensateError( a1, an, U1, Un, length, C3d, theParams );
 315     return true;
 316   }
 317
 318   case ARITHMETIC_1D: {
 319
 320     // arithmetic progression: SUM(n) = ( an - a1 + q ) * ( a1 + an ) / ( 2 * q ) = length
 321
 322     double a1 = theReverse ? _value[ END_LENGTH_IND ] : _value[ BEG_LENGTH_IND ];
 323     double an = theReverse ? _value[ BEG_LENGTH_IND ] : _value[ END_LENGTH_IND ];
 324
 325     double q = ( an - a1 ) / ( 2 *length/( a1 + an ) - 1 );
 326     int n = int( 1 + ( an - a1 ) / q );
 327
 328     double U1 = Min ( f, l );
 329     double Un = Max ( f, l );
 330     double param = U1;
 331     double eltSize = a1;
 332
 333     while ( eltSize > 0. && n-- > 0) {
 334       // computes a point on a curve <C3d> at the distance <eltSize>
 335       // from the point of parameter <param>.
 336       GCPnts_AbscissaPoint Discret( C3d, eltSize, param );
 337       if ( !Discret.IsDone() ) break;
 338       param = Discret.Parameter();
 339       if ( param < Un )
 340         theParams.push_back( param );
 341       else
 342         break;
 343       eltSize += q; // eltSize may become negative here
 344     }
 345     compensateError( a1, an, U1, Un, length, C3d, theParams );
 346
 347     return true;
 348   }
 349
 350   case DEFLECTION: {
 351
 352     GCPnts_UniformDeflection Discret(C3d, _value[ DEFLECTION_IND ], true);
 353     if ( !Discret.IsDone() )
 354       return false;
 355
 356     int NbPoints = Discret.NbPoints();
 357     for ( int i = 2; i < NbPoints; i++ )
 358     {
 359       double param = Discret.Parameter(i);
 360       theParams.push_back( param );
 361     }
 362     return true;
 363
 364   }
 365
 366   default:;
 367   }
 368
 369   return false;
 370 }
 371
 372 //=============================================================================
 373 /*!
 374  *
 375  */
 376 //=============================================================================
 377
 378 bool StdMeshers_Regular_1D::Compute(SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape)
 379 {
 380   MESSAGE("StdMeshers_Regular_1D::Compute");
 381
 382   if ( _hypType == NONE )
 383     return false;
 384
 385   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 386   aMesh.GetSubMesh(aShape);
 387
 388   const TopoDS_Edge & EE = TopoDS::Edge(aShape);
 389   TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(EE.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 390
 391   double f, l;
 392   Handle(Geom_Curve) Curve = BRep_Tool::Curve(E, f, l);
 393
 394   TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 395   TopExp::Vertices(E, VFirst, VLast);   // Vfirst corresponds to f and Vlast to l
 396
 397   ASSERT(!VFirst.IsNull());
 398   SMDS_NodeIteratorPtr lid= aMesh.GetSubMesh(VFirst)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 399   if (!lid->more())
 400   {
 401     MESSAGE (" NO NODE BUILT ON VERTEX ");
 402     return false;
 403   }
 404   const SMDS_MeshNode * idFirst = lid->next();
 405
 406   ASSERT(!VLast.IsNull());
 407   lid=aMesh.GetSubMesh(VLast)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 408   if (!lid->more())
 409   {
 410     MESSAGE (" NO NODE BUILT ON VERTEX ");
 411     return false;
 412   }
 413   const SMDS_MeshNode * idLast = lid->next();
 414
 415   if (!Curve.IsNull())
 416   {
 417     list< double > params;
 418     bool reversed = false;
 419     if ( !_mainEdge.IsNull() )
 420       reversed = aMesh.IsReversedInChain( EE, _mainEdge );
 421     try {
 422       if ( ! computeInternalParameters( E, params, reversed ))
 423         return false;
 424     }
 425     catch ( Standard_Failure ) {
 426       return false;
 427     }
 428
 429     // edge extrema (indexes : 1 & NbPoints) already in SMDS (TopoDS_Vertex)
 430     // only internal nodes receive an edge position with param on curve
 431
 432     const SMDS_MeshNode * idPrev = idFirst;
 433
 434     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 435     {
 436       double param = *itU;
 437       gp_Pnt P = Curve->Value(param);
 438
 439       //Add the Node in the DataStructure
 440       SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 441       meshDS->SetNodeOnEdge(node, E);
 442
 443       // **** edgePosition associe au point = param.
 444       SMDS_EdgePosition* epos =
 445         dynamic_cast<SMDS_EdgePosition *>(node->GetPosition().get());
 446       epos->SetUParameter(param);
 447
 448       SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, node);
 449       meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 450       idPrev = node;
 451     }
 452     SMDS_MeshEdge* edge = meshDS->AddEdge(idPrev, idLast);
 453     meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 454   }
 455   else
 456   {
 457     // Edge is a degenerated Edge : We put n = 5 points on the edge.
 458     int NbPoints = 5;
 459     BRep_Tool::Range(E, f, l);
 460     double du = (l - f) / (NbPoints - 1);
 461     //MESSAGE("************* Degenerated edge! *****************");
 462
 463     TopoDS_Vertex V1, V2;
 464     TopExp::Vertices(E, V1, V2);
 465     gp_Pnt P = BRep_Tool::Pnt(V1);
 466
 467     const SMDS_MeshNode * idPrev = idFirst;
 468     for (int i = 2; i < NbPoints; i++)
 469     {
 470       double param = f + (i - 1) * du;
 471       SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 472       meshDS->SetNodeOnEdge(node, E);
 473
 474       SMDS_EdgePosition* epos =
 475         dynamic_cast<SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 476       epos->SetUParameter(param);
 477
 478       SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, node);
 479       meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 480       idPrev = node;
 481     }
 482     SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, idLast);
 483     meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 484   }
 485   return true;
 486 }
 487
 488 //=============================================================================
 489 /*!
 490  *  See comments in SMESH_Algo.cxx
 491  */
 492 //=============================================================================
 493
 494 const list <const SMESHDS_Hypothesis *> & StdMeshers_Regular_1D::GetUsedHypothesis(
 495         SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape)
 496 {
 497   _usedHypList.clear();
 498   _usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, aShape);   // copy
 499   int nbHyp = _usedHypList.size();
 500   _mainEdge.Nullify();
 501   if (nbHyp == 0)
 502   {
 503     // Check, if propagated from some other edge
 504     if (aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE &&
 505         aMesh.IsPropagatedHypothesis(aShape, _mainEdge))
 506     {
 507       // Propagation of 1D hypothesis from <aMainEdge> on this edge
 508       //_usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, _mainEdge);  // copy
 509       // use a general method in order not to nullify _mainEdge
 510       _usedHypList = SMESH_Algo::GetUsedHypothesis(aMesh, _mainEdge);   // copy
 511       nbHyp = _usedHypList.size();
 512     }
 513   }
 514   if (nbHyp == 0)
 515   {
 516     TopTools_ListIteratorOfListOfShape ancIt( aMesh.GetAncestors( aShape ));
 517     for (; ancIt.More(); ancIt.Next())
 518     {
 519       const TopoDS_Shape& ancestor = ancIt.Value();
 520       _usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, ancestor);     // copy
 521       nbHyp = _usedHypList.size();
 522       if (nbHyp == 1)
 523         break;
 524     }
 525   }
 526   if (nbHyp > 1)
 527     _usedHypList.clear();       //only one compatible hypothesis allowed
 528   return _usedHypList;
 529 }
 530
 531 //=============================================================================
 532 /*!
 533  *
 534  */
 535 //=============================================================================
 536
 537 ostream & StdMeshers_Regular_1D::SaveTo(ostream & save)
 538 {
 539   return save;
 540 }
 541
 542 //=============================================================================
 543 /*!
 544  *
 545  */
 546 //=============================================================================
 547
 548 istream & StdMeshers_Regular_1D::LoadFrom(istream & load)
 549 {
 550   return load;
 551 }
 552
 553 //=============================================================================
 554 /*!
 555  *
 556  */
 557 //=============================================================================
 558
 559 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_Regular_1D & hyp)
 560 {
 561   return hyp.SaveTo( save );
 562 }
 563
 564 //=============================================================================
 565 /*!
 566  *
 567  */
 568 //=============================================================================
 569
 570 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_Regular_1D & hyp)
 571 {
 572   return hyp.LoadFrom( load );
 573 }