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22830: EDF 9557 SMESH: Quadratic conversion of a mesh fails
[modules/smesh.git] / src / SMESH / SMESH_MeshEditor.hxx
index 1874360a79fdda983309e0359d18dea871d32e7e..014437c6d2ba905609946e06d409b57626aaaea5 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-// Copyright (C) 2007-2012  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
+// Copyright (C) 2007-2014  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
@@ -51,53 +51,7 @@ class gp_Ax1;
 class gp_Vec;
 class gp_Pnt;
 class SMESH_MesherHelper;
-
-
-//=======================================================================
-/*!
- * \brief Searcher for the node closest to point
- */
-//=======================================================================
-struct SMESH_NodeSearcher
-{
-  virtual const SMDS_MeshNode* FindClosestTo( const gp_Pnt& pnt ) = 0;
-  virtual void MoveNode( const SMDS_MeshNode* node, const gp_Pnt& toPnt ) = 0;
-};
-
-//=======================================================================
-/*!
- * \brief Searcher for elements
- */
-//=======================================================================
-
-struct SMESH_ElementSearcher
-{
-  /*!
-   * \brief Find elements of given type where the given point is IN or ON.
-   *        Returns nb of found elements and elements them-selves.
-   *
-   * 'ALL' type means elements of any type excluding nodes and 0D elements
-   */
-  virtual int FindElementsByPoint(const gp_Pnt&                           point,
-                                  SMDSAbs_ElementType                     type,
-                                  std::vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems)=0;
-  /*!
-   * \brief Return an element most close to the given point
-   */
-  virtual const SMDS_MeshElement* FindClosestTo( const gp_Pnt&       point,
-                                                 SMDSAbs_ElementType type) = 0;
-  /*!
-   * \brief Return elements possibly intersecting the line
-   */
-  virtual void GetElementsNearLine( const gp_Ax1&                           line,
-                                    SMDSAbs_ElementType                     type,
-                                    std::vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems)=0;
-  /*!
-   * \brief Find out if the given point is out of closed 2D mesh.
-   */
-  virtual TopAbs_State GetPointState(const gp_Pnt& point) = 0;
-
-};
+class SMESH_NodeSearcher;
 
 // ============================================================
 /*!
@@ -116,7 +70,7 @@ public:
 
   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedNodes() const { return myLastCreatedNodes; }
   const SMESH_SequenceOfElemPtr& GetLastCreatedElems() const { return myLastCreatedElems; }
-
+  void                           CrearLastCreated();
   SMESH_ComputeErrorPtr &        GetError() { return myError; }
 
   /*!
@@ -139,6 +93,12 @@ public:
   // Remove a node or an element.
   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
 
+  void Create0DElementsOnAllNodes( const TIDSortedElemSet& elements,
+                                   TIDSortedElemSet&       all0DElems);
+  // Create 0D elements on all nodes of the given object except those
+  // nodes on which a 0D element already exists. \a all0DElems returns
+  // all 0D elements found or created on nodes of \a elements
+
   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
@@ -166,6 +126,12 @@ public:
   // Reverse theFaces whose orientation to be same as that of theFace
   // oriented according to theDirection. Return nb of reoriented faces
 
+  int Reorient2DBy3D (TIDSortedElemSet & theFaces,
+                      TIDSortedElemSet & theVolumes,
+                      const bool         theOutsideNormal);
+  // Reorient faces basing on orientation of adjacent volumes.
+  // Return nb of reoriented faces
+
   /*!
    * \brief Fuse neighbour triangles into quadrangles.
    * \param theElems     - The triangles to be fused.
@@ -177,7 +143,6 @@ public:
   bool TriToQuad (TIDSortedElemSet &                   theElems,
                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
                   const double                         theMaxAngle);
-
   /*!
    * \brief Split quadrangles into triangles.
    * \param theElems     - The faces to be splitted.
@@ -186,7 +151,6 @@ public:
    */
   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet &                   theElems,
                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
-
   /*!
    * \brief Split quadrangles into triangles.
    * \param theElems  - The faces to be splitted.
@@ -195,6 +159,11 @@ public:
    */
   bool QuadToTri (TIDSortedElemSet & theElems,
                   const bool         the13Diag);
+  /*!
+   * \brief Split each of given quadrangles into 4 triangles.
+   * \param theElems - The faces to be splitted. If empty all faces are split.
+   */
+  void QuadTo4Tri (TIDSortedElemSet & theElems);
 
   /*!
    * \brief Find better diagonal for splitting.
@@ -206,11 +175,32 @@ public:
                  SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
 
 
-  enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, HEXA_TO_6 = 2, HEXA_TO_24 = 3 };//!<arg of SplitVolumesIntoTetra()
+  typedef std::map < const SMDS_MeshElement*, int, TIDCompare > TFacetOfElem;
+
+    //!<2nd arg of SplitVolumes()
+  enum SplitVolumToTetraFlags { HEXA_TO_5 = 1, // split into tetrahedra
+                                HEXA_TO_6,
+                                HEXA_TO_24,
+                                HEXA_TO_2_PRISMS, // split into prisms
+                                HEXA_TO_4_PRISMS };
   /*!
-   * \brief Split volumic elements into tetrahedra.
+   * \brief Split volumic elements into tetrahedra or prisms.
+   *        If facet ID < 0, element is split into tetrahedra,
+   *        else a hexahedron is split into prisms so that the given facet is
+   *        split into triangles
    */
-  void SplitVolumesIntoTetra (const TIDSortedElemSet & theElems, const int theMethodFlags);
+  void SplitVolumes (const TFacetOfElem & theElems, const int theMethodFlags);
+
+  /*!
+   * \brief For hexahedra that will be split into prisms, finds facets to
+   *        split into triangles 
+   *  \param [in,out] theHexas - the hexahedra
+   *  \param [in]     theFacetNormal - facet normal
+   *  \param [out]    theFacets - the hexahedra and found facet IDs
+   */
+  void GetHexaFacetsToSplit( TIDSortedElemSet& theHexas,
+                             const gp_Ax1&     theFacetNormal,
+                             TFacetOfElem &    theFacets);
 
 
   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
@@ -230,6 +220,13 @@ public:
   // If the2D, smoothing is performed using UV parameters of nodes
   // on geometrical faces
 
+  typedef TIDTypeCompare TElemSort;
+  typedef std::map < const SMDS_MeshElement*,
+    std::list<const SMDS_MeshElement*>, TElemSort >                        TTElemOfElemListMap;
+  typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
+  typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
+  typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
+  typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap, TElemSort >    TElemOfVecOfNnlmiMap;
   typedef std::auto_ptr< std::list<int> > PGroupIDs;
 
   PGroupIDs RotationSweep (TIDSortedElemSet & theElements,
@@ -283,13 +280,13 @@ public:
    * @param theTolerance - uses for comparing locations of nodes if flag
    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
    */
-  PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet &  theElems,
-                            const gp_Vec&       theStep,
-                            const int           theNbSteps,
-                            TElemOfElemListMap& newElemsMap,
-                            const bool          theMakeGroups,
-                            const int           theFlags = EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY,
-                            const double        theTolerance = 1.e-6);
+  PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet &   theElems,
+                            const gp_Vec&        theStep,
+                            const int            theNbSteps,
+                            TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
+                            const bool           theMakeGroups,
+                            const int            theFlags = EXTRUSION_FLAG_BOUNDARY,
+                            const double         theTolerance = 1.e-6);
   
   /*!
    * Generate new elements by extrusion of theElements
@@ -301,12 +298,12 @@ public:
    *   EXTRUSION_FLAG_SEW is set
    * @param theParams - special structure for manage of extrusion
    */
-  PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet &  theElems,
-                            ExtrusParam&        theParams,
-                            TElemOfElemListMap& newElemsMap,
-                            const bool          theMakeGroups,
-                            const int           theFlags,
-                            const double        theTolerance);
+  PGroupIDs ExtrusionSweep (TIDSortedElemSet &   theElems,
+                            ExtrusParam&         theParams,
+                            TTElemOfElemListMap& newElemsMap,
+                            const bool           theMakeGroups,
+                            const int            theFlags,
+                            const double         theTolerance);
 
 
   // Generate new elements by extrusion of theElements 
@@ -350,7 +347,6 @@ public:
                        SMESH_Mesh*        theTargetMesh=0);
   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 
-
   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 
   void FindCoincidentNodes (TIDSortedNodeSet &   theNodes,
@@ -359,37 +355,14 @@ public:
   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 
-  /*!
-   * \brief Return SMESH_NodeSearcher. The caller is responsible for deleteing it
-   */
-  SMESH_NodeSearcher* GetNodeSearcher();
-
-  /*!
-   * \brief Return SMESH_ElementSearcher. The caller is responsible for deleting it
-   */
-  SMESH_ElementSearcher* GetElementSearcher();
-  SMESH_ElementSearcher* GetElementSearcher( SMDS_ElemIteratorPtr elemIt );
-  /*!
-   * \brief Return true if the point is IN or ON of the element
-   */
-  static bool IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& point, double tol );
-
-  static double GetDistance( const SMDS_MeshFace* face, const gp_Pnt& point );
-
-  int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *> faceNodes,
-                    std::vector<const SMDS_MeshNode *>&      poly_nodes,
-                    std::vector<int>&                        quantities) const;
-  // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
-  // Is used by MergeNodes()
-
   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups);
   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
   // in all elements.
 
   typedef std::list< std::list< int > > TListOfListOfElementsID;
 
-  void FindEqualElements(std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
-                         TListOfListOfElementsID &           theGroupsOfElementsID);
+  void FindEqualElements(TIDSortedElemSet &        theElements,
+                         TListOfListOfElementsID & theGroupsOfElementsID);
   // Return list of group of elements build on the same nodes.
   // Search among theElements or in the whole mesh if theElements is empty.
 
@@ -400,6 +373,12 @@ public:
   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
   // Return nb of successfully merged groups.
 
+  int SimplifyFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode *>& faceNodes,
+                    std::vector<const SMDS_MeshNode *>&       poly_nodes,
+                    std::vector<int>&                         quantities) const;
+  // Split face, defined by <faceNodes>, into several faces by repeating nodes.
+  // Is used by MergeNodes()
+
   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
@@ -485,15 +464,15 @@ public:
   // insert theNodesToInsert into all volumes, containing link
   // theBetweenNode1 - theBetweenNode2, between theBetweenNode1 and theBetweenNode2.
 
-  void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d);
-  void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, TIDSortedElemSet& theElements);
-  // Converts all mesh to quadratic one, deletes old elements, replacing 
-  // them with quadratic ones with the same id.
+  void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d, const bool theToBiQuad);
+  void ConvertToQuadratic(const bool theForce3d,
+                          TIDSortedElemSet& theElements, const bool theToBiQuad);
+  // Converts all mesh to quadratic or bi-quadratic one, deletes old elements, 
+  // replacing them with quadratic or bi-quadratic ones with the same id.
   // If theForce3d = 1; this results in the medium node lying at the 
-  // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh 
-  // element
+  // middle of the line segments connecting start and end node of a mesh element.
   // If theForce3d = 0; this results in the medium node lying at the 
-  // geometrical edge from which the mesh element is built
+  // geometrical edge from which the mesh element is built.
 
   bool ConvertFromQuadratic();
   void ConvertFromQuadratic(TIDSortedElemSet& theElements);
@@ -527,17 +506,6 @@ public:
                               TIDSortedElemSet &   linkedNodes,
                               SMDSAbs_ElementType  type = SMDSAbs_All );
 
-  static const SMDS_MeshElement* FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*    n1,
-                                               const SMDS_MeshNode*    n2,
-                                               const TIDSortedElemSet& elemSet,
-                                               const TIDSortedElemSet& avoidSet,
-                                               int*                    i1=0,
-                                               int*                    i2=0);
-  // Return a face having linked nodes n1 and n2 and which is
-  // - not in avoidSet,
-  // - in elemSet provided that !elemSet.empty()
-  // i1 and i2 optionally returns indices of n1 and n2
-
   /*!
    * \brief Find corresponding nodes in two sets of faces 
     * \param theSide1 - first face set
@@ -570,6 +538,8 @@ public:
   // Return an index of the shape theElem is on
   // or zero if a shape not found
 
+  void DoubleElements( const TIDSortedElemSet& theElements );
+
   bool DoubleNodes( const std::list< int >& theListOfNodes, 
                     const std::list< int >& theListOfModifiedElems );
   
@@ -589,7 +559,8 @@ public:
   double OrientedAngle(const gp_Pnt& p0, const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& g1, const gp_Pnt& g2);
 
   bool DoubleNodesOnGroupBoundaries( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems,
-                                     bool createJointElems);
+                                     bool                                 createJointElems,
+                                     bool                                 onAllBoundaries);
 
   bool CreateFlatElementsOnFacesGroups( const std::vector<TIDSortedElemSet>& theElems );
 
@@ -618,7 +589,6 @@ public:
                        bool                    toAddExistingBondary = false,
                        bool                    aroundElements = false);
 
-
  private:
 
   /*!
@@ -641,18 +611,14 @@ public:
    * \param nodeGens - nodes making corresponding myLastCreatedNodes
    * \param elemGens - elements making corresponding myLastCreatedElems
    * \param postfix - to append to names of new groups
+   * \param targetMesh - mesh to create groups in
+   * \param topPresent - is there "top" elements that are created by sweeping
    */
   PGroupIDs generateGroups(const SMESH_SequenceOfElemPtr& nodeGens,
                            const SMESH_SequenceOfElemPtr& elemGens,
                            const std::string&             postfix,
-                           SMESH_Mesh*                    targetMesh=0);
-
-
-  typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::list<const SMDS_MeshNode*> > TNodeOfNodeListMap;
-  typedef TNodeOfNodeListMap::iterator                                     TNodeOfNodeListMapItr;
-  typedef std::vector<TNodeOfNodeListMapItr>                               TVecOfNnlmiMap;
-  typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, TVecOfNnlmiMap >               TElemOfVecOfNnlmiMap;
-
+                           SMESH_Mesh*                    targetMesh=0,
+                           const bool                     topPresent=true);
   /*!
    * \brief Create elements by sweeping an element
    * \param elem - element to sweep
@@ -677,7 +643,7 @@ public:
    * \param srcElements - to append elem for each generated element
    */
   void makeWalls (TNodeOfNodeListMap &     mapNewNodes,
-                  TElemOfElemListMap &     newElemsMap,
+                  TTElemOfElemListMap &    newElemsMap,
                   TElemOfVecOfNnlmiMap &   elemNewNodesMap,
                   TIDSortedElemSet&        elemSet,
                   const int                nbSteps,
@@ -720,6 +686,9 @@ public:
                     std::map< const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode* >& theNodeNodeMap,
                     const bool                                              theIsDoubleElem );
 
+  void copyPosition( const SMDS_MeshNode* from,
+                     const SMDS_MeshNode* to );
+
 private:
 
   SMESH_Mesh *            myMesh;