Salome HOME
0023492: EDF 15654 - Simple case NETGEN1D2D3D fails
[modules/smesh.git] / src / DriverSTL / DriverSTL_W_SMDS_Mesh.cxx
index cf893a3271c69c732263714392fb3380d383d9cc..333c72d96af80d11dfb031cad24825458e0aecba 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-// Copyright (C) 2007-2012  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
+// Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
 //
 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
@@ -6,7 +6,7 @@
 // This library is free software; you can redistribute it and/or
 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 // License as published by the Free Software Foundation; either
-// version 2.1 of the License.
+// version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
 //
 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
 //
 
-#include <stdio.h>
-#include <limits>
-
 #include "DriverSTL_W_SMDS_Mesh.h"
 
+#ifdef WIN32
+#define NOMINMAX
+#endif
+
+#include <Basics_Utils.hxx>
+
 #include "SMDS_FaceOfNodes.hxx"
 #include "SMDS_IteratorOnIterators.hxx"
 #include "SMDS_Mesh.hxx"
 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
+#include "SMDS_PolygonalFaceOfNodes.hxx"
 #include "SMDS_SetIterator.hxx"
 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
+#include "SMESH_File.hxx"
 #include "SMESH_TypeDefs.hxx"
 
-#include <OSD_File.hxx>
-#include <OSD_Path.hxx>
-#include <OSD_Protection.hxx>
-#include <TCollection_AsciiString.hxx>
-#include <gp_XYZ.hxx>
-#include <Basics_Utils.hxx>
+#include <Standard_ErrorHandler.hxx>
+#include <Standard_Failure.hxx>
+#include <gp_Ax2.hxx>
+
+#include <limits>
 
-#include "utilities.h"
 
 // definition des constantes 
 static const int LABEL_SIZE = 80;
@@ -74,6 +77,7 @@ Driver_Mesh::Status DriverSTL_W_SMDS_Mesh::Perform()
 
   return aResult;
 }
+
 //================================================================================
 /*!
  * \brief Destructor deletes temporary faces
@@ -82,8 +86,8 @@ Driver_Mesh::Status DriverSTL_W_SMDS_Mesh::Perform()
 
 DriverSTL_W_SMDS_Mesh::~DriverSTL_W_SMDS_Mesh()
 {
-  for ( unsigned i = 0; i < myVolumeTrias.size(); ++i )
-    delete myVolumeTrias[i];
+  for ( unsigned i = 0; i < myVolumeFacets.size(); ++i )
+    delete myVolumeFacets[i];
 }
 
 //================================================================================
@@ -94,23 +98,34 @@ DriverSTL_W_SMDS_Mesh::~DriverSTL_W_SMDS_Mesh()
 
 void DriverSTL_W_SMDS_Mesh::findVolumeTriangles()
 {
-  SMDS_VolumeTool myTool;
+  myNbVolumeTrias = 0;
+
+  SMDS_VolumeTool theVolume;
   SMDS_VolumeIteratorPtr vIt = myMesh->volumesIterator();
+  std::vector< const SMDS_MeshNode*> nodes;
   while ( vIt->more() )
   {
-    myTool.Set( vIt->next() );
-    for ( int iF = 0; iF < myTool.NbFaces(); ++iF )
-      if ( myTool.IsFreeFace( iF ))
+    theVolume.Set( vIt->next(), /*ignoreCentralNodes=*/false );
+    for ( int iF = 0; iF < theVolume.NbFaces(); ++iF )
+      if ( theVolume.IsFreeFace( iF ))
       {
-        const SMDS_MeshNode** n = myTool.GetFaceNodes(iF);
-        int                 nbN = myTool.NbFaceNodes(iF);
-        std::vector< const SMDS_MeshNode*> nodes( n, n+nbN );
-        if ( !myMesh->FindElement( nodes, SMDSAbs_Face, /*Nomedium=*/false))
+        const SMDS_MeshNode** n = theVolume.GetFaceNodes(iF);
+        int                 nbN = theVolume.NbFaceNodes(iF);
+        nodes.assign( n, n+nbN );
+        if ( !myMesh->FindElement( nodes, SMDSAbs_Face, /*noMedium=*/false))
         {
-          int nbTria = nbN - 2;
-          for ( int iT = 0; iT < nbTria; ++iT )
+          if (( nbN == 9 || nbN == 7 ) &&
+              ( !theVolume.IsPoly() )) // facet is bi-quaratic
           {
-            myVolumeTrias.push_back( new SMDS_FaceOfNodes( n[0], n[1+iT], n[2+iT] ));
+            int nbTria = nbN - 1;
+            for ( int iT = 0; iT < nbTria; ++iT )
+              myVolumeFacets.push_back( new SMDS_FaceOfNodes( n[8], n[0+iT], n[1+iT] ));
+            myNbVolumeTrias += nbTria;
+          }
+          else
+          {
+            myVolumeFacets.push_back( new SMDS_PolygonalFaceOfNodes( nodes ));
+            myNbVolumeTrias += nbN - 2;
           }
         }
       }
@@ -126,8 +141,8 @@ void DriverSTL_W_SMDS_Mesh::findVolumeTriangles()
 SMDS_ElemIteratorPtr DriverSTL_W_SMDS_Mesh::getFaces() const
 {
   SMDS_ElemIteratorPtr facesIter = myMesh->elementsIterator(SMDSAbs_Face);
-  SMDS_ElemIteratorPtr tmpTriaIter( new SMDS_ElementVectorIterator( myVolumeTrias.begin(),
-                                                                    myVolumeTrias.end()));
+  SMDS_ElemIteratorPtr tmpTriaIter( new SMDS_ElementVectorIterator( myVolumeFacets.begin(),
+                                                                    myVolumeFacets.end()));
   typedef std::vector< SMDS_ElemIteratorPtr > TElemIterVector;
   TElemIterVector iters(2);
   iters[0] = facesIter;
@@ -139,13 +154,12 @@ SMDS_ElemIteratorPtr DriverSTL_W_SMDS_Mesh::getFaces() const
 
 // static methods
 
-static void writeInteger( const Standard_Integer& theVal,
-                         OSD_File& ofile )
+static void writeInteger( const Standard_Integer& theVal, SMESH_File& ofile )
 {
   union {
     Standard_Integer i;
     char c[4];
-  }u;
+  } u;
 
   u.i = theVal;
 
@@ -155,16 +169,15 @@ static void writeInteger( const Standard_Integer& theVal,
   entier |= (u.c[2] & 0xFF) << 0x10;
   entier |= (u.c[3] & 0xFF) << 0x18;
 
-  ofile.Write((char *)&entier,sizeof(u.c));
+  ofile.write( entier );
 }
 
-static void writeFloat  ( const Standard_ShortReal& theVal,
-                         OSD_File& ofile)
+static void writeFloat( const Standard_ShortReal& theVal, SMESH_File& ofile)
 {
   union {
     Standard_ShortReal f;
-    char c[4]; 
-  }u;
+    char c[4];
+  } u;
 
   u.f = theVal;
 
@@ -175,7 +188,7 @@ static void writeFloat  ( const Standard_ShortReal& theVal,
   entier |= (u.c[2] & 0xFF) << 0x10;
   entier |= (u.c[3] & 0xFF) << 0x18;
 
-  ofile.Write((char *)&entier,sizeof(u.c));
+  ofile.write( entier );
 }
 
 static gp_XYZ getNormale( const SMDS_MeshNode* n1,
@@ -195,6 +208,204 @@ static gp_XYZ getNormale( const SMDS_MeshNode* n1,
   return n;
 }
 
+namespace
+{
+  /*!
+   * \brief Vertex of a polygon. Together with 2 neighbor Vertices represents a triangle
+   */
+  struct PolyVertex
+  {
+    SMESH_TNodeXYZ _nxyz;
+    gp_XY          _xy;
+    PolyVertex*    _prev;
+    PolyVertex*    _next;
+
+    void SetNodeAndNext( const SMDS_MeshNode* n, PolyVertex& v )
+    {
+      _nxyz.Set( n );
+      _next = &v;
+      v._prev = this;
+    }
+    PolyVertex* Delete()
+    {
+      _prev->_next = _next;
+      _next->_prev = _prev;
+      return _next;
+    }
+    void GetTriaNodes( const SMDS_MeshNode** nodes) const
+    {
+      nodes[0] = _prev->_nxyz._node;
+      nodes[1] =  this->_nxyz._node;
+      nodes[2] = _next->_nxyz._node;
+    }
+
+    inline static double Area( const PolyVertex* v0, const PolyVertex* v1, const PolyVertex* v2 )
+    {
+      gp_XY vPrev = v0->_xy - v1->_xy;
+      gp_XY vNext = v2->_xy - v1->_xy;
+      return vNext ^ vPrev;
+    }
+    double TriaArea() const { return Area( _prev, this, _next ); }
+
+    bool IsInsideTria( const PolyVertex* v )
+    {
+      gp_XY p = _prev->_xy - v->_xy;
+      gp_XY t =  this->_xy - v->_xy;
+      gp_XY n = _next->_xy - v->_xy;
+      const double tol = -1e-12;
+      return (( p ^ t ) >= tol &&
+              ( t ^ n ) >= tol &&
+              ( n ^ p ) >= tol );
+      // return ( Area( _prev, this, v ) > 0 &&
+      //          Area( this, _next, v ) > 0 &&
+      //          Area( _next, _prev, v ) > 0 );
+    }
+  };
+
+  //================================================================================
+  /*!
+   * \brief Triangulate a polygon. Assure correct orientation for concave polygons
+   */
+  //================================================================================
+
+  bool triangulate( std::vector< const SMDS_MeshNode*>& nodes, const size_t nbNodes )
+  {
+    // connect nodes into a ring
+    std::vector< PolyVertex > pv( nbNodes );
+    for ( size_t i = 1; i < nbNodes; ++i )
+      pv[i-1].SetNodeAndNext( nodes[i-1], pv[i] );
+    pv[ nbNodes-1 ].SetNodeAndNext( nodes[ nbNodes-1 ], pv[0] );
+
+    // get a polygon normal
+    gp_XYZ normal(0,0,0), p0,v01,v02;
+    p0  = pv[0]._nxyz;
+    v01 = pv[1]._nxyz - p0;
+    for ( size_t i = 2; i < nbNodes; ++i )
+    {
+      v02 = pv[i]._nxyz - p0;
+      normal += v01 ^ v02;
+      v01 = v02;
+    }
+    // project nodes to the found plane
+    gp_Ax2 axes;
+    try {
+      axes = gp_Ax2( p0, normal, v01 );
+    }
+    catch ( Standard_Failure ) {
+      return false;
+    }
+    for ( size_t i = 0; i < nbNodes; ++i )
+    {
+      gp_XYZ p = pv[i]._nxyz - p0;
+      pv[i]._xy.SetX( axes.XDirection().XYZ() * p );
+      pv[i]._xy.SetY( axes.YDirection().XYZ() * p );
+    }
+
+    // in a loop, find triangles with positive area and having no vertices inside
+    int iN = 0, nbTria = nbNodes - 2;
+    nodes.reserve( nbTria * 3 );
+    const double minArea = 1e-6;
+    PolyVertex* v = &pv[0], *vi;
+    int nbVertices = nbNodes, nbBadTria = 0, isGoodTria;
+    while ( nbBadTria < nbVertices )
+    {
+      if (( isGoodTria = v->TriaArea() > minArea ))
+      {
+        for ( vi = v->_next->_next;
+              vi != v->_prev;
+              vi = vi->_next )
+        {
+          if ( v->IsInsideTria( vi ))
+            break;
+        }
+        isGoodTria = ( vi == v->_prev );
+      }
+      if ( isGoodTria )
+      {
+        v->GetTriaNodes( &nodes[ iN ] );
+        iN += 3;
+        v = v->Delete();
+        if ( --nbVertices == 3 )
+        {
+          // last triangle remains
+          v->GetTriaNodes( &nodes[ iN ] );
+          return true;
+        }
+        nbBadTria = 0;
+      }
+      else
+      {
+        v = v->_next;
+        ++nbBadTria;
+      }
+    }
+
+    // the polygon is invalid; add triangles with positive area
+    nbBadTria = 0;
+    while ( nbBadTria < nbVertices )
+    {
+      isGoodTria = v->TriaArea() > minArea;
+      if ( isGoodTria )
+      {
+        v->GetTriaNodes( &nodes[ iN ] );
+        iN += 3;
+        v = v->Delete();
+        if ( --nbVertices == 3 )
+        {
+          // last triangle remains
+          v->GetTriaNodes( &nodes[ iN ] );
+          return true;
+        }
+        nbBadTria = 0;
+      }
+      else
+      {
+        v = v->_next;
+        ++nbBadTria;
+      }
+    }
+
+    // add all the rest triangles
+    while ( nbVertices >= 3 )
+    {
+      v->GetTriaNodes( &nodes[ iN ] );
+      iN += 3;
+      v = v->Delete();
+      --nbVertices;
+    }
+
+    return true;
+
+  } // triangulate()
+} // namespace
+
+//================================================================================
+/*!
+ * \brief Return nb triangles in a decomposed mesh face
+ *  \retval int - number of triangles
+ */
+//================================================================================
+
+static int getNbTriangles( const SMDS_MeshElement* face)
+{
+  // WARNING: counting triangles must be coherent with getTriangles()
+  switch ( face->GetEntityType() )
+  {
+  case SMDSEntity_BiQuad_Triangle:
+  case SMDSEntity_BiQuad_Quadrangle:
+    return face->NbNodes() - 1;
+  // case SMDSEntity_Triangle:
+  // case SMDSEntity_Quad_Triangle:
+  // case SMDSEntity_Quadrangle:
+  // case SMDSEntity_Quad_Quadrangle:
+  // case SMDSEntity_Polygon:
+  // case SMDSEntity_Quad_Polygon:
+  default:
+    return face->NbNodes() - 2;
+  }
+  return 0;
+}
+
 //================================================================================
 /*!
  * \brief Decompose a mesh face into triangles
@@ -202,17 +413,61 @@ static gp_XYZ getNormale( const SMDS_MeshNode* n1,
  */
 //================================================================================
 
-static int getTriangles( const SMDS_MeshElement* face,
-                         const SMDS_MeshNode**   nodes)
+static int getTriangles( const SMDS_MeshElement*             face,
+                         std::vector< const SMDS_MeshNode*>& nodes)
 {
-  // WARNING: implementation must be coherent with counting triangles in writeBinary()
-  int nbN = face->NbCornerNodes();
-  const int nbTria = nbN-2;
-  for ( int i = 0; nbN > 1; --nbN )
+  // WARNING: decomposing into triangles must be coherent with getNbTriangles()
+  int nbTria, i = 0, nbNodes = face->NbNodes();
+  SMDS_NodeIteratorPtr nIt = face->interlacedNodesIterator();
+  nodes.resize( nbNodes * 3 );
+  nodes[ i++ ] = nIt->next();
+  nodes[ i++ ] = nIt->next();
+
+  const SMDSAbs_EntityType type = face->GetEntityType();
+  switch ( type )
   {
-    nodes[ i++ ] = face->GetNode( 0 );
-    nodes[ i++ ] = face->GetNode( nbN-2 );
-    nodes[ i++ ] = face->GetNode( nbN-1 );
+  case SMDSEntity_BiQuad_Triangle:
+  case SMDSEntity_BiQuad_Quadrangle:
+    nbTria = ( type == SMDSEntity_BiQuad_Triangle ) ? 6 : 8;
+    nodes[ i++ ] = face->GetNode( nbTria );
+    for ( i = 3; i < 3*(nbTria-1); i += 3 )
+    {
+      nodes[ i+0 ] = nodes[ i-2 ];
+      nodes[ i+1 ] = nIt->next();
+      nodes[ i+2 ] = nodes[ 2 ];
+    }
+    nodes[ i+0 ] = nodes[ i-2 ];
+    nodes[ i+1 ] = nodes[ 0 ];
+    nodes[ i+2 ] = nodes[ 2 ];
+    break;
+  case SMDSEntity_Triangle:
+    nbTria = 1;
+    nodes[ i++ ] = nIt->next();
+    break;
+  default:
+    // case SMDSEntity_Quad_Triangle:
+    // case SMDSEntity_Quadrangle:
+    // case SMDSEntity_Quad_Quadrangle:
+    // case SMDSEntity_Polygon:
+    // case SMDSEntity_Quad_Polygon:
+    nbTria = nbNodes - 2;
+    while ( nIt->more() )
+      nodes[ i++ ] = nIt->next();
+
+    if ( !triangulate( nodes, nbNodes ))
+    {
+      nIt = face->interlacedNodesIterator();
+      nodes[ 0 ] = nIt->next();
+      nodes[ 1 ] = nIt->next();
+      nodes[ 2 ] = nIt->next();
+      for ( i = 3; i < 3*nbTria; i += 3 )
+      {
+        nodes[ i+0 ] = nodes[ 0 ];
+        nodes[ i+1 ] = nodes[ i-1 ];
+        nodes[ i+2 ] = nIt->next();
+      }
+    }
+    break;
   }
   return nbTria;
 }
@@ -222,117 +477,100 @@ static int getTriangles( const SMDS_MeshElement* face,
 Driver_Mesh::Status DriverSTL_W_SMDS_Mesh::writeAscii() const
 {
   Status aResult = DRS_OK;
-  TCollection_AsciiString aFileName( (char *)myFile.c_str() );
-  if ( aFileName.IsEmpty() ) {
+  if ( myFile.empty() ) {
     fprintf(stderr, ">> ERREOR : invalid file name \n");
     return DRS_FAIL;
   }
 
-  OSD_File aFile = OSD_File(OSD_Path(aFileName));
-  aFile.Build(OSD_WriteOnly,OSD_Protection());
+  SMESH_File aFile( myFile, /*openForReading=*/false );
+  aFile.openForWriting();
 
-  char sval[16];
-  TCollection_AsciiString buf = TCollection_AsciiString ("solid\n");
-  aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
+  std::string buf("solid ");
+  buf += myName + "\n";
+  aFile.writeRaw( buf.c_str(), buf.size() );
 
-  const SMDS_MeshNode* triaNodes[2048];
+  char sval[128];
+  std::vector< const SMDS_MeshNode* > triaNodes;
 
   SMDS_ElemIteratorPtr itFaces = getFaces();
   while ( itFaces->more() )
   {
     const SMDS_MeshElement* aFace = itFaces->next();
     int nbTria = getTriangles( aFace, triaNodes );
-    
+
     for ( int iT = 0, iN = 0; iT < nbTria; ++iT )
     {
       gp_XYZ normale = getNormale( triaNodes[iN],
                                    triaNodes[iN+1],
                                    triaNodes[iN+2] );
+      sprintf (sval,
+               " facet normal % 12e % 12e % 12e\n"
+               "   outer loop\n" ,
+               normale.X(), normale.Y(), normale.Z());
+      aFile.writeRaw ( sval, 70 + strlen( sval + 70 )); // at least 70 but can be more (WIN)
 
-      buf += " facet normal "; 
-      sprintf (sval,"% 12e",normale.X());
-      buf += sval;
-      buf += " "; 
-      sprintf (sval,"% 12e",normale.Y());
-      buf += sval;
-      buf += " "; 
-      sprintf (sval,"% 12e",normale.Z());
-      buf += sval;
-      buf += '\n';
-      aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
-      buf += "   outer loop\n"; 
-      aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
-      
-      for ( int jN = 0; jN < 3; ++jN, ++iN ) {
-        const SMDS_MeshNode* node = triaNodes[iN];
-        buf += "     vertex "; 
-        sprintf (sval,"% 12e",node->X());
-        buf += sval;
-        buf += " "; 
-        sprintf (sval,"% 12e",node->Y());
-        buf += sval;
-        buf += " "; 
-        sprintf (sval,"% 12e",node->Z());
-        buf += sval;
-        buf += '\n';
-        aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
+      for ( int jN = 0; jN < 3; ++jN, ++iN )
+      {
+        SMESH_TNodeXYZ node = triaNodes[iN];
+        sprintf (sval,
+                 "     vertex % 12e % 12e % 12e\n",
+                 node.X(), node.Y(), node.Z() );
+        aFile.writeRaw ( sval, 54 + strlen( sval + 54 ));
       }
-      buf += "   endloop\n"; 
-      aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
-      buf += " endfacet\n"; 
-      aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
-    } 
+      aFile.writeRaw ("   endloop\n"
+                      " endfacet\n", 21 );
+    }
   }
-  buf += "endsolid\n";
-  aFile.Write (buf,buf.Length());buf.Clear();
-  
-  aFile.Close ();
+  buf = "endsolid " + myName + "\n";
+  aFile.writeRaw( buf.c_str(), buf.size() );
 
   return aResult;
 }
 
+//================================================================================
+/*!
+ * \brief Writes all triangles in binary format
+ *  \return Driver_Mesh::Status - DRS_FAIL if no file name is provided
+ */
+//================================================================================
+
 Driver_Mesh::Status DriverSTL_W_SMDS_Mesh::writeBinary() const
 {
   Status aResult = DRS_OK;
-  TCollection_AsciiString aFileName( (char *)myFile.c_str() );
-  if ( aFileName.IsEmpty() ) {
+
+  if ( myFile.empty() ) {
     fprintf(stderr, ">> ERREOR : invalid filename \n");
     return DRS_FAIL;
   }
 
-  OSD_File aFile = OSD_File(OSD_Path(aFileName));
-  aFile.Build(OSD_WriteOnly,OSD_Protection());
+  SMESH_File aFile( myFile );
+  aFile.openForWriting();
 
   // we first count the number of triangles
-  // WARNING: counting triangles must be coherent with getTriangles()
-  int nbTri = 0;
-  const SMDS_MeshInfo& info = myMesh->GetMeshInfo();
-  nbTri += info.NbTriangles();
-  nbTri += info.NbQuadrangles() * 2;
-  nbTri += myVolumeTrias.size();
-  if ( info.NbPolygons() > 0 )
+  int nbTri = myNbVolumeTrias;
   {
     SMDS_FaceIteratorPtr itFaces = myMesh->facesIterator();
-    while ( itFaces->more() )
-    {
+    while ( itFaces->more() ) {
       const SMDS_MeshElement* aFace = itFaces->next();
-      if ( aFace->IsPoly() )
-        nbTri += aFace->NbNodes() - 2;
+      nbTri += getNbTriangles( aFace );
     }
   }
-
-  // char sval[80]; -- avoid writing not initialized memory
-  TCollection_AsciiString sval(LABEL_SIZE-1,' ');
-  aFile.Write((Standard_Address)sval.ToCString(),LABEL_SIZE);
+  std::string sval( LABEL_SIZE, ' ' );
+  if ( !myName.empty() )
+  {
+    sval = "name: " + myName;
+    sval.resize( LABEL_SIZE, ' ' );
+  }
+  aFile.write( sval.c_str(), LABEL_SIZE );
 
   // write number of triangles
-  writeInteger(nbTri,aFile);  
+  writeInteger( nbTri, aFile );  
 
   // Loop writing nodes
 
   int dum=0;
 
-  const SMDS_MeshNode* triaNodes[2048];
+  std::vector< const SMDS_MeshNode* > triaNodes;
 
   SMDS_ElemIteratorPtr itFaces = getFaces();
   while ( itFaces->more() )
@@ -356,10 +594,9 @@ Driver_Mesh::Status DriverSTL_W_SMDS_Mesh::writeBinary() const
         writeFloat(node->Y(),aFile);
         writeFloat(node->Z(),aFile);
       }
-      aFile.Write (&dum,2);
-    } 
+      aFile.writeRaw ( &dum, 2 );
+    }
   }
-  aFile.Close ();
 
   return aResult;
 }