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IPAL52781: Orientation of a wall face created by revolution is wrong
[modules/smesh.git] / src / SMESH / SMESH_MesherHelper.hxx
index e6ec365ac66c15eaa0e6fbe44f96c4d2e97baf6e..9e8d82958744f6c1d7be562d407f50c0c6ef2eb7 100644 (file)
@@ -1,12 +1,14 @@
-// Copyright (C) 2005  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
+// Copyright (C) 2007-2015  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
 //
 // 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
+// This library is distributed in the hope that it will be useful,
 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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 // License along with this library; if not, write to the Free Software
 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
 //
-// See http://www.salome-platform.org/
+// See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
 //
+
 // File:      SMESH_MesherHelper.hxx
 // Created:   15.02.06 14:48:09
 // Author:    Sergey KUUL
-// Copyright: Open CASCADE 2006
-
-
+//
 #ifndef SMESH_MesherHelper_HeaderFile
 #define SMESH_MesherHelper_HeaderFile
 
-#include <SMESH_Mesh.hxx>
-#include <TopoDS_Shape.hxx>
+#include "SMESH_SMESH.hxx"
+
+#include "SMESH_MeshEditor.hxx" // needed for many meshers
 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
+#include <SMDS_QuadraticEdge.hxx>
+
+#include <Geom_Surface.hxx>
+#include <ShapeAnalysis_Surface.hxx>
 #include <TopoDS_Face.hxx>
+#include <TopoDS_Shape.hxx>
 #include <gp_Pnt2d.hxx>
-#include <SMDS_QuadraticEdge.hxx>
 
 #include <map>
+#include <vector>
+
+class GeomAPI_ProjectPointOnSurf;
+class GeomAPI_ProjectPointOnCurve;
+class SMESH_ProxyMesh;
+
+typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>           TLinkNodeMap;
+typedef std::map<SMESH_TLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItTLinkNode;
+
+typedef SMDS_Iterator<const TopoDS_Shape*>  PShapeIterator;
+typedef boost::shared_ptr< PShapeIterator > PShapeIteratorPtr;
+  
+typedef std::vector<const SMDS_MeshNode* > TNodeColumn;
+typedef std::map< double, TNodeColumn >    TParam2ColumnMap;
 
-typedef pair<const SMDS_MeshNode*, const SMDS_MeshNode*> NLink;
-typedef map<NLink, const SMDS_MeshNode*> NLinkNodeMap;
-typedef map<NLink, const SMDS_MeshNode*>::iterator ItNLinkNode;
+typedef gp_XY (*xyFunPtr)(const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2);
 
+//=======================================================================
 /*!
- * \brief It helps meshers to add elements
+ * \brief It helps meshers to add elements and provides other utilities
  *
- * It allow meshers not to care about creation of medium nodes
+ * - It allows meshers not to care about creation of medium nodes
  * when filling a quadratic mesh. Helper does it itself.
- * It defines degree of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
+ * It defines order of elements to create when IsQuadraticSubMesh()
  * is called.
+ * - It provides information on a shape it is initialized with:
+ * periodicity, presence of singularities etc.
+ * - ...
  */
+//=======================================================================
 
-class SMESH_MesherHelper
+class SMESH_EXPORT SMESH_MesherHelper
 {
  public:
-  // ---------- PUBLIC METHODS ----------
-
-  /// Empty constructor
-  SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh)
-    { myMesh=(void *)&theMesh; myCreateQuadratic = false; myShapeID=-1;}
-
-  SMESH_Mesh* GetMesh() const
-    { return (SMESH_Mesh*)myMesh; }
-    
-  /// Copy constructor
-  //Standard_EXPORT SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
+  // ---------- PUBLIC UTILITIES ----------
+  
+  /*!
+   * \brief Returns true if all elements of a sub-mesh are of same shape
+    * \param smDS - sub-mesh to check elements of
+    * \param shape - expected shape of elements
+    * \param nullSubMeshRes - result value for the case of smDS == NULL
+    * \retval bool - check result
+   */
+  static bool IsSameElemGeometry(const SMESHDS_SubMesh* smDS,
+                                 SMDSAbs_GeometryType   shape,
+                                 const bool             nullSubMeshRes = true);
 
-  /// Destructor
-  //Standard_EXPORT virtual ~SMESH_MesherHelper ();
+  /*!
+   * \brief Load nodes bound to face into a map of node columns
+    * \param theParam2ColumnMap - map of node columns to fill
+    * \param theFace - the face on which nodes are searched for
+    * \param theBaseSide - the edges holding nodes on which columns' bases
+    * \param theMesh - the mesh containing nodes
+    * \retval bool - false if something is wrong
+   * 
+   * The key of the map is a normalized parameter of each
+   * base node on theBaseSide. Edges in theBaseSide must be sequenced.
+   * This method works in supposition that nodes on the face
+   * forms a structured grid and elements can be quardrangles or triangles
+   */
+  static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap &            theParam2ColumnMap,
+                              const TopoDS_Face&            theFace,
+                              const std::list<TopoDS_Edge>& theBaseSide,
+                              SMESHDS_Mesh*                 theMesh,
+                              SMESH_ProxyMesh*              theProxyMesh=0);
+  /*!
+   * \brief Variant of LoadNodeColumns() above with theBaseSide given by one edge
+   */
+  static bool LoadNodeColumns(TParam2ColumnMap & theParam2ColumnMap,
+                              const TopoDS_Face& theFace,
+                              const TopoDS_Edge& theBaseEdge,
+                              SMESHDS_Mesh*      theMesh,
+                              SMESH_ProxyMesh*   theProxyMesh=0);
+  /*!
+   * \brief Return true if 2D mesh on FACE is structured
+   */
+  static bool IsStructured( SMESH_subMesh* faceSM );
 
-  /**
-   * Check submesh for given shape
-   * Check if all elements on this shape
-   * are quadratic, if yes => set true to myCreateQuadratic 
-   * (default value is false). Also fill myNLinkNodeMap
-   * Returns myCreateQuadratic
+  /*!
+   * \brief Return true if 2D mesh on FACE is distored
    */
-  bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
+  static bool IsDistorted2D( SMESH_subMesh* faceSM, bool checkUV=false );
 
   /*!
    * \brief Returns true if given node is medium
@@ -83,106 +131,247 @@ class SMESH_MesherHelper
    */
   static bool IsMedium(const SMDS_MeshNode*      node,
                        const SMDSAbs_ElementType typeToCheck = SMDSAbs_All);
+  /*!
+   * \brief Return support shape of a node
+   * \param node - the node
+   * \param meshDS - mesh DS
+   * \retval TopoDS_Shape - found support shape
+   * \sa SMESH_Algo::VertexNode( const TopoDS_Vertex&, SMESHDS_Mesh* )
+   */
+  static TopoDS_Shape GetSubShapeByNode(const SMDS_MeshNode* node,
+                                        const SMESHDS_Mesh*  meshDS);
 
-  /**
-   * Auxilary function for filling myNLinkNodeMap
+  /*!
+   * \brief Return a valid node index, fixing the given one if necessary
+    * \param ind - node index
+    * \param nbNodes - total nb of nodes
+    * \retval int - valid node index
    */
-  void AddNLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
-                    const SMDS_MeshNode* n2,
-                    const SMDS_MeshNode* n12);
+  static inline int WrapIndex(int ind, const int nbNodes) {
+    return (( ind %= nbNodes ) < 0 ) ? ind + nbNodes : ind;
+  }
 
-  /**
-   * Auxilary function for filling myNLinkNodeMap
+  /*!
+   * \brief Return UV of a point inside a quadrilateral FACE by it's
+   *        normalized parameters within a unit quadrangle and the
+   *        corresponding projections on sub-shapes of the real-world FACE.
+   *        The used calculation method is called Trans-Finite Interpolation (TFI).
+   *  \param x,y - normalized parameters that should be in range [0,1]
+   *  \param a0,a1,a2,a3 - UV of VERTEXes of the FACE == projections on VERTEXes
+   *  \param p0,p1,p2,p3 - UV of the point projections on EDGEs of the FACE
+   *  \return gp_XY - UV of the point on the FACE
+   *
+   *  Y ^              Order of those UV in the FACE is as follows.
+   *    |
+   *   a3   p2    a2
+   *    o---x-----o
+   *    |   :     |
+   *    |   :UV   |
+   * p3 x...O.....x p1
+   *    |   :     |
+   *    o---x-----o    ----> X
+   *   a0   p0    a1
    */
-  void AddNLinkNodeMap(const NLinkNodeMap& aMap)
-    { myNLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
+  inline static gp_XY calcTFI(double x, double y,
+                              const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
+                              const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3);
 
-  /**
-   * Returns myNLinkNodeMap
+  /*!
+   * \brief Same as "gp_XY calcTFI(...)" but in 3D
+   */
+  inline static gp_XYZ calcTFI(double x, double y,
+                               const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
+                               const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3);
+  /*!
+   * \brief Count nb of sub-shapes
+    * \param shape - the shape
+    * \param type - the type of sub-shapes to count
+    * \param ignoreSame - if true, use map not to count same shapes, esle use explorer
+    * \retval int - the calculated number
    */
-  const NLinkNodeMap& GetNLinkNodeMap() { return myNLinkNodeMap; }
+  static int Count(const TopoDS_Shape&    shape,
+                   const TopAbs_ShapeEnum type,
+                   const bool             ignoreSame);
 
   /*!
-   * \brief Return node UV on face
-    * \param F - the face
-    * \param n - the node
-    * \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
-    * \retval gp_XY - resulting UV
-   * 
-   * Auxilary function called form GetMediumNode()
+   * \brief Return number of unique ancestors of the shape
    */
-  gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
-                  const SMDS_MeshNode* n,
-                  const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0);
+  static int NbAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
+                         const SMESH_Mesh&   mesh,
+                         TopAbs_ShapeEnum    ancestorType=TopAbs_SHAPE);
+  /*!
+   * \brief Return iterator on ancestors of the given type
+   */
+  static PShapeIteratorPtr GetAncestors(const TopoDS_Shape& shape,
+                                        const SMESH_Mesh&   mesh,
+                                        TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
+  /*!
+   * \brief Find a common ancestor, of the given type, of two shapes
+   */
+  static TopoDS_Shape GetCommonAncestor(const TopoDS_Shape& shape1,
+                                        const TopoDS_Shape& shape2,
+                                        const SMESH_Mesh&   mesh,
+                                        TopAbs_ShapeEnum    ancestorType);
+  /*!
+   * \brief Return orientation of sub-shape in the main shape
+   */
+  static TopAbs_Orientation GetSubShapeOri(const TopoDS_Shape& shape,
+                                           const TopoDS_Shape& subShape);
+
+  static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, const TopoDS_Shape& mainShape );
+
+  static bool IsSubShape( const TopoDS_Shape& shape, SMESH_Mesh* aMesh );
+
+  static bool IsBlock( const TopoDS_Shape& shape );
+
+  static double MaxTolerance( const TopoDS_Shape& shape );
 
+  static double GetAngle( const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2,
+                          const TopoDS_Face & F,  const TopoDS_Vertex & V,
+                          gp_Vec* faceNormal=0);
+
+  static bool IsClosedEdge( const TopoDS_Edge& anEdge );
+
+  static TopoDS_Vertex IthVertex( const bool is2nd, TopoDS_Edge anEdge, const bool CumOri=true );
+
+  static TopAbs_ShapeEnum GetGroupType(const TopoDS_Shape& group,
+                                       const bool          avoidCompound=false);
+
+  static TopoDS_Shape GetShapeOfHypothesis( const SMESHDS_Hypothesis * hyp,
+                                            const TopoDS_Shape&        shape,
+                                            SMESH_Mesh*                mesh);
+
+
+public:
+  // ---------- PUBLIC INSTANCE METHODS ----------
+
+  // constructor
+  SMESH_MesherHelper(SMESH_Mesh& theMesh);
+
+  SMESH_Gen*    GetGen() const { return GetMesh()->GetGen(); }
+    
+  SMESH_Mesh*   GetMesh() const { return myMesh; }
+    
+  SMESHDS_Mesh* GetMeshDS() const { return GetMesh()->GetMeshDS(); }
+    
   /*!
-   * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
-    * \param F - the face
-    * \retval bool - return true if the face is periodic
-    *
-    * if F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
-    * SetSubShape()
+   * Check submesh for given shape: if all elements on this shape are quadratic,
+   * quadratic elements will be created. Also fill myTLinkNodeMap
    */
-  bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
+  bool IsQuadraticSubMesh(const TopoDS_Shape& theShape);
 
   /*!
-   * \brief Return  U on edge
-    * \param F - the edge
-    * \param n - the node
-    * \retval double - resulting U
-   * 
-   * Auxilary function called from GetMediumNode()
+   * \brief Set order of elements to create without calling IsQuadraticSubMesh()
    */
-  double GetNodeU(const TopoDS_Edge&  E,
-                  const SMDS_MeshNode* n);
+  void SetIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
+  { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
 
+  /*!
+   * \brief Set myCreateBiQuadratic flag
+   */
+  void SetIsBiQuadratic(const bool theBuildBiQuadratic)
+  { myCreateBiQuadratic = theBuildBiQuadratic; }
+  
+  /*!
+   * \brief Return myCreateQuadratic flag
+   */
+  bool GetIsQuadratic() const { return myCreateQuadratic; }
 
-  /**
-   * Special function for search or creation medium node
+  /*
+   * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
    */
-  const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
-                                     const SMDS_MeshNode* n2,
-                                     const bool force3d);
+  bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face& theFace);
 
-  /**
-   * Special function for creation quadratic edge
+  /*!
+   * \brief Return myCreateBiQuadratic flag
    */
-  SMDS_QuadraticEdge* AddQuadraticEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
-                                       const SMDS_MeshNode* n2,
-                                       const int id = 0, 
-                                      const bool force3d = true);
+  bool GetIsBiQuadratic() const { return myCreateBiQuadratic; }
 
-  /**
-   * Special function for creation quadratic triangle
+  /*!
+   * \brief Move medium nodes of faces and volumes to fix distorted elements
+   * \param error - container of fixed distorted elements
+   * \param volumeOnly - fix nodes on geom faces or not if the shape is solid
+   */
+  void FixQuadraticElements(SMESH_ComputeErrorPtr& error, bool volumeOnly=true);
+
+  /*!
+   * \brief To set created elements on the shape set by IsQuadraticSubMesh()
+   *        or the next methods. By defaul elements are set on the shape if
+   *        a mesh has no shape to be meshed
+   */
+  bool SetElementsOnShape(bool toSet)
+  { bool res = mySetElemOnShape; mySetElemOnShape = toSet; return res; }
+
+  /*!
+   * \brief Set shape to make elements on without calling IsQuadraticSubMesh()
+   */
+  void SetSubShape(const int           subShapeID);//!==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape)
+  void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
+  /*!
+   * \brief Return ID of the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() 
+    * \retval int - shape index in SMESHDS
+   */
+  int GetSubShapeID() const { return myShapeID; }
+  /*!
+   * \brief Return the shape set by IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() 
+   */
+  const TopoDS_Shape& GetSubShape() const  { return myShape; }
+
+  /*!
+   * Creates a node (!Note ID before u=0.,v0.)
+   */
+  SMDS_MeshNode* AddNode(double x, double y, double z, int ID = 0, double u=0., double v=0.);
+  /*!
+   * Creates quadratic or linear edge
+   */
+  SMDS_MeshEdge* AddEdge(const SMDS_MeshNode* n1,
+                         const SMDS_MeshNode* n2,
+                         const int id = 0, 
+                         const bool force3d = true);
+  /*!
+   * Creates quadratic or linear triangle
    */
   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
                          const SMDS_MeshNode* n2,
                          const SMDS_MeshNode* n3,
                          const int id=0, 
-                        const bool force3d = false);
-
-  /**
-   * Special function for creation quadratic quadrangle
+                         const bool force3d = false);
+  /*!
+   * Creates bi-quadratic, quadratic or linear quadrangle
    */
   SMDS_MeshFace* AddFace(const SMDS_MeshNode* n1,
                          const SMDS_MeshNode* n2,
                          const SMDS_MeshNode* n3,
                          const SMDS_MeshNode* n4,
                          const int id = 0,
-                        const bool force3d = false);
-
-  /**
-   * Special function for creation quadratic tetraahedron
+                         const bool force3d = false);
+  /*!
+   * Creates polygon, with additional nodes in quadratic mesh
+   */
+  SMDS_MeshFace* AddPolygonalFace (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
+                                   const int id = 0,
+                                   const bool force3d = false);
+  /*!
+   * Creates quadratic or linear tetrahedron
    */
   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
                              const SMDS_MeshNode* n2,
                              const SMDS_MeshNode* n3,
                              const SMDS_MeshNode* n4,
                              const int id = 0,
-                            const bool force3d = true);
-
-  /**
-   * Special function for creation quadratic pentahedron
+                             const bool force3d = true);
+  /*!
+   * Creates quadratic or linear pyramid
+   */
+  SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
+                             const SMDS_MeshNode* n2,
+                             const SMDS_MeshNode* n3,
+                             const SMDS_MeshNode* n4,
+                             const SMDS_MeshNode* n5,
+                             const int id = 0,
+                             const bool force3d = true);
+  /*!
+   * Creates quadratic or linear pentahedron
    */
   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
                              const SMDS_MeshNode* n2,
@@ -191,10 +380,23 @@ class SMESH_MesherHelper
                              const SMDS_MeshNode* n5,
                              const SMDS_MeshNode* n6,
                              const int id = 0, 
-                            const bool force3d = true);
+                             const bool force3d = true);
+  /*!
+   * Creates bi-quadratic, quadratic or linear hexahedron
+   */
+  SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
+                             const SMDS_MeshNode* n2,
+                             const SMDS_MeshNode* n3,
+                             const SMDS_MeshNode* n4,
+                             const SMDS_MeshNode* n5,
+                             const SMDS_MeshNode* n6,
+                             const SMDS_MeshNode* n7,
+                             const SMDS_MeshNode* n8,
+                             const int id = 0, 
+                             bool force3d = true);
 
-  /**
-   * Special function for creation quadratic hexahedron
+  /*!
+   * Creates LINEAR!!!!!!!!! octahedron
    */
   SMDS_MeshVolume* AddVolume(const SMDS_MeshNode* n1,
                              const SMDS_MeshNode* n2,
@@ -204,62 +406,377 @@ class SMESH_MesherHelper
                              const SMDS_MeshNode* n6,
                              const SMDS_MeshNode* n7,
                              const SMDS_MeshNode* n8,
+                             const SMDS_MeshNode* n9,
+                             const SMDS_MeshNode* n10,
+                             const SMDS_MeshNode* n11,
+                             const SMDS_MeshNode* n12,
                              const int id = 0, 
-                            bool force3d = true);
+                             bool force3d = true);
 
-  
   /*!
-   * \brief Set order of elements to create
-    * \param theBuildQuadratic - to build quadratic or not
-   * 
-   * To be used for quadratic elements creation without preceding
-   * IsQuadraticSubMesh() or AddQuadraticEdge() call
+   * Creates polyhedron. In quadratic mesh, adds medium nodes
    */
-  void SetKeyIsQuadratic(const bool theBuildQuadratic)
-  { myCreateQuadratic = theBuildQuadratic; }
+  SMDS_MeshVolume* AddPolyhedralVolume (const std::vector<const SMDS_MeshNode*>& nodes,
+                                        const std::vector<int>&                  quantities,
+                                        const int                                ID=0,
+                                        const bool                               force3d = true);
+  /*!
+   * \brief Enables fixing node parameters on EDGEs and FACEs by
+   * GetNodeU(...,check=true), GetNodeUV(...,check=true), CheckNodeUV() and
+   * CheckNodeU() in case if a node lies on a shape set via SetSubShape().
+   * Default is False
+   */
+  void ToFixNodeParameters(bool toFix);
 
   /*!
-   * \brief Set shape to make elements on
-    * \param subShape, subShapeID - shape or its ID (==SMESHDS_Mesh::ShapeToIndex(shape))
+   * \brief Return U of the given node on the edge
    */
-  void SetSubShape(const int           subShapeID);
-  void SetSubShape(const TopoDS_Shape& subShape);
+  double GetNodeU(const TopoDS_Edge&   theEdge,
+                  const SMDS_MeshNode* theNode,
+                  const SMDS_MeshNode* inEdgeNode=0,
+                  bool*                check=0) const;
+  /*!
+   * \brief Return node UV on face
+   *  \param inFaceNode - a node of element being created located inside a face
+   *  \param check - if provided, returns result of UV check that it enforces
+   */
+  gp_XY GetNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
+                  const SMDS_MeshNode* n,
+                  const SMDS_MeshNode* inFaceNode=0,
+                  bool*                check=0) const;
+  /*!
+   * \brief Check and fix node UV on a face
+   *  \param force - check even if checks of other nodes on this face passed OK
+   *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
+   *  \retval bool - false if UV is bad and could not be fixed
+   */
+  bool CheckNodeUV(const TopoDS_Face&   F,
+                   const SMDS_MeshNode* n,
+                   gp_XY&               uv,
+                   const double         tol,
+                   const bool           force=false,
+                   double               distXYZ[4]=0) const;
+  /*!
+   * \brief Check and fix node U on an edge
+   *  \param force - check even if checks of other nodes on this edge passed OK
+   *  \param distXYZ - returns result distance and point coordinates
+   *  \retval bool - false if U is bad and could not be fixed
+   */
+  bool CheckNodeU(const TopoDS_Edge&   E,
+                  const SMDS_MeshNode* n,
+                  double&              u,
+                  const double         tol,
+                  const bool           force=false,
+                  double               distXYZ[4]=0) const;
+  /*!
+   * \brief Return middle UV taking in account surface period
+   */
+  static gp_XY GetMiddleUV(const Handle(Geom_Surface)& surface,
+                           const gp_XY&                uv1,
+                           const gp_XY&                uv2);
+  /*!
+   * \brief Return UV for the central node of a biquadratic triangle
+   */
+  static gp_XY GetCenterUV(const gp_XY& uv1,
+                           const gp_XY& uv2, 
+                           const gp_XY& uv3, 
+                           const gp_XY& uv12,
+                           const gp_XY& uv23,
+                           const gp_XY& uv31,
+                           bool *       isBadTria=0);
+  /*!
+   * \brief Define a pointer to wrapper over a function of gp_XY class,
+   *       suitable to pass as xyFunPtr to ApplyIn2D().
+   *       For exaple gp_XY_FunPtr(Added) defines pointer gp_XY_Added to function
+   *       calling gp_XY::Added(gp_XY), which is to be used like following
+   *       ApplyIn2D(surf, uv1, uv2, gp_XY_Added)
+   */
+#define gp_XY_FunPtr(meth) \
+  static gp_XY __gpXY_##meth (const gp_XY& uv1, const gp_XY& uv2) { return uv1.meth( uv2 ); } \
+  static xyFunPtr gp_XY_##meth = & __gpXY_##meth
 
   /*!
-   * \brief Return shape or its ID, on which created elements are added
-    * \retval TopoDS_Shape, int - shape or its ID
+   * \brief Perform given operation on two 2d points in parameric space of given surface.
+   *        It takes into account period of the surface. Use gp_XY_FunPtr macro
+   *        to easily define pointer to function of gp_XY class.
    */
-  int          GetSubShapeID() { return myShapeID; }
-  TopoDS_Shape GetSubShape()   { return myShape; }
+  static gp_XY ApplyIn2D(Handle(Geom_Surface) surface,
+                         const gp_XY&         uv1,
+                         const gp_XY&         uv2,
+                         xyFunPtr             fun,
+                         const bool           resultInPeriod=true);
+
+  /*!
+   * \brief Move node positions on a FACE within surface period
+   *  \param [in] face - the FACE
+   *  \param [inout] uv - node positions to adjust
+   *  \param [in] nbUV - nb of \a uv
+   */
+  void AdjustByPeriod( const TopoDS_Face& face, gp_XY uv[], const int nbUV );
+
+  /*!
+   * \brief Check if inFaceNode argument is necessary for call GetNodeUV(F,..)
+   *  \retval bool - return true if the face is periodic
+   *
+   * If F is Null, answer about subshape set through IsQuadraticSubMesh() or
+   * SetSubShape()
+   */
+  bool GetNodeUVneedInFaceNode(const TopoDS_Face& F = TopoDS_Face()) const;
+
+  /*!
+   * \brief Return projector intitialized by given face without location, which is returned
+   */
+  GeomAPI_ProjectPointOnSurf& GetProjector(const TopoDS_Face& F,
+                                           TopLoc_Location&   loc,
+                                           double             tol=0 ) const; 
+  /*!
+   * \brief Return a cached ShapeAnalysis_Surface of a FACE
+   */
+  Handle(ShapeAnalysis_Surface) GetSurface(const TopoDS_Face& F ); 
+
+  /*!
+   * \brief Check if shape is a degenerated edge or it's vertex
+    * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
+    * \retval bool - true if subShape is a degenerated shape
+    *
+    * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called
+   */
+  bool IsDegenShape(const int subShape) const
+  { return myDegenShapeIds.find( subShape ) != myDegenShapeIds.end(); }
+  /*!
+   * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
+   *        has a degenerated edges
+    * \retval bool - true if it has
+   */
+  bool HasDegeneratedEdges() const { return !myDegenShapeIds.empty(); }
+
+  /*!
+   * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
+    * \param subShape - edge or vertex index in SMESHDS
+    * \retval bool - true if subShape is a seam shape
+    *
+    * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
+    * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
+   */
+  bool IsSeamShape(const int subShape) const
+  { return mySeamShapeIds.find( subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
+  /*!
+   * \brief Check if shape is a seam edge or it's vertex
+    * \param subShape - edge or vertex
+    * \retval bool - true if subShape is a seam shape
+    *
+    * It works only if IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape() has been called.
+    * Seam shape has two 2D alternative represenations on the face
+   */
+  bool IsSeamShape(const TopoDS_Shape& subShape) const
+  { return IsSeamShape( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape )); }
+  /*!
+   * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
+   *  \param subShape - Id of edge or vertex
+   */
+  bool IsRealSeam(const int subShape) const
+  { return mySeamShapeIds.find( -subShape ) != mySeamShapeIds.end(); }
+  /*!
+   * \brief Return true if an edge or a vertex encounters twice in face wire
+   *  \param subShape - edge or vertex
+   */
+  bool IsRealSeam(const TopoDS_Shape& subShape) const
+  { return IsRealSeam( GetMeshDS()->ShapeToIndex( subShape)); }
+  /*!
+   * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
+   *        has a seam edge, i.e. an edge that has two parametric representations
+   *        on a surface
+   *  \retval bool - true if it has
+   */
+  bool HasSeam() const { return !mySeamShapeIds.empty(); }
+  /*!
+   * \brief Check if the shape set through IsQuadraticSubMesh() or SetSubShape()
+   *        has a seam edge that encounters twice in a wire
+   *  \retval bool - true if it has
+   */
+  bool HasRealSeam() const { return HasSeam() && ( *mySeamShapeIds.begin() < 0 ); }
+  /*!
+   * \brief Return index of periodic parametric direction of a closed face
+   *  \retval int - 1 for U, 2 for V direction
+   */
+  int GetPeriodicIndex() const { return myParIndex; }
+  /*!
+   * \brief Return an alternative parameter for a node on seam
+   */
+  double GetOtherParam(const double param) const;
+
+  /*!
+   * \brief Return existing or create new medium nodes between given ones
+   *  \param force3d - true means node creation at the middle between the
+   *                   two given nodes, else node position is found on its
+   *                   supporting geometrical shape, if any.
+   *  \param expectedSupport - shape type corresponding to element being created
+   *                           , e.g TopAbs_EDGE if SMDSAbs_Edge is created
+   *                           basing on \a n1 and \a n2
+   */
+  const SMDS_MeshNode* GetMediumNode(const SMDS_MeshNode* n1,
+                                     const SMDS_MeshNode* n2,
+                                     const bool           force3d,
+                                     TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
+  /*!
+   * \brief Return existing or create a new central node for a quardilateral
+   *       quadratic face given its 8 nodes.
+   *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
+   *                   else node position is found on a geometrical face if any.
+   */
+  const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
+                                      const SMDS_MeshNode* n2,
+                                      const SMDS_MeshNode* n3,
+                                      const SMDS_MeshNode* n4,
+                                      const SMDS_MeshNode* n12,
+                                      const SMDS_MeshNode* n23,
+                                      const SMDS_MeshNode* n34,
+                                      const SMDS_MeshNode* n41,
+                                      bool                 force3d);
+  /*!
+   * \brief Return existing or create a new central node for a 
+   *       quadratic triangle given its 6 nodes.
+   *  \param force3d - true means node creation in between the given nodes,
+   *                   else node position is found on a geometrical face if any.
+   */
+  const SMDS_MeshNode* GetCentralNode(const SMDS_MeshNode* n1,
+                                      const SMDS_MeshNode* n2,
+                                      const SMDS_MeshNode* n3,
+                                      const SMDS_MeshNode* n12,
+                                      const SMDS_MeshNode* n23,
+                                      const SMDS_MeshNode* n31,
+                                      bool                 force3d);
+  /*!
+   * \brief Return index and type of the shape (EDGE or FACE only) to set a medium node on
+   */
+  std::pair<int, TopAbs_ShapeEnum> GetMediumPos(const SMDS_MeshNode* n1,
+                                                const SMDS_MeshNode* n2,
+                                                const bool           useCurSubShape=false,
+                                                TopAbs_ShapeEnum     expectedSupport=TopAbs_SHAPE);
+  /*!
+   * \brief Add a link in my data structure
+   */
+  void AddTLinkNode(const SMDS_MeshNode* n1,
+                    const SMDS_MeshNode* n2,
+                    const SMDS_MeshNode* n12);
+  /*!
+   * \brief Add many links in my data structure
+   */
+  void AddTLinkNodeMap(const TLinkNodeMap& aMap)
+    { myTLinkNodeMap.insert(aMap.begin(), aMap.end()); }
+
+  bool AddTLinks(const SMDS_MeshEdge*   edge);
+  bool AddTLinks(const SMDS_MeshFace*   face);
+  bool AddTLinks(const SMDS_MeshVolume* vol);
+
+  /**
+   * Returns myTLinkNodeMap
+   */
+  const TLinkNodeMap& GetTLinkNodeMap() const { return myTLinkNodeMap; }
+
+  /**
+   * Check mesh without geometry for: if all elements on this shape are quadratic,
+   * quadratic elements will be created.
+   * Used then generated 3D mesh without geometry.
+   */
+  enum MType{ LINEAR, QUADRATIC, COMP };
+  MType IsQuadraticMesh();
+  
+  virtual ~SMESH_MesherHelper();
 
  protected:
 
   /*!
    * \brief Select UV on either of 2 pcurves of a seam edge, closest to the given UV
-    * \param uv1 - UV on the seam
-    * \param uv2 - UV within a face
-    * \retval gp_Pnt2d - selected UV
+    \param uv1 - UV on the seam
+    \param uv2 - UV within a face
+    \retval gp_Pnt2d - selected UV
    */
-  gp_Pnt2d GetUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
+  gp_Pnt2d getUVOnSeam( const gp_Pnt2d& uv1, const gp_Pnt2d& uv2 ) const;
 
- private:
+  const SMDS_MeshNode* getMediumNodeOnComposedWire(const SMDS_MeshNode* n1,
+                                                   const SMDS_MeshNode* n2,
+                                                   bool                 force3d);
 
-  void* myMesh;
+  double getFaceMaxTol( const TopoDS_Shape& face ) const;
 
-  int myShapeID;
+ private:
+
+  // Forbiden copy constructor
+  SMESH_MesherHelper (const SMESH_MesherHelper& theOther);
+
+  // key of a map of bi-quadratic face to it's central node
+  struct TBiQuad: public std::pair<int, std::pair<int, int> >
+  {
+    TBiQuad(const SMDS_MeshNode* n1,
+            const SMDS_MeshNode* n2, 
+            const SMDS_MeshNode* n3,
+            const SMDS_MeshNode* n4=0)
+    {
+      TIDSortedNodeSet s;
+      s.insert(n1);
+      s.insert(n2);
+      s.insert(n3);
+      if ( n4 ) s.insert(n4);
+      TIDSortedNodeSet::iterator n = s.begin();
+      first = (*n++)->GetID();
+      second.first = (*n++)->GetID();
+      second.second = (*n++)->GetID();
+    }
+  };
+
+  // maps used during creation of quadratic elements
+  TLinkNodeMap                              myTLinkNodeMap;       // medium nodes on links
+  std::map< TBiQuad, const SMDS_MeshNode* > myMapWithCentralNode; // central nodes of faces
+
+  std::set< int > myDegenShapeIds;
+  std::set< int > mySeamShapeIds;
+  double          myPar1[2], myPar2[2]; // U and V bounds of a closed periodic surface
+  int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V, 3-both)
 
-  // Key for creation quadratic faces
-  bool myCreateQuadratic;
+  std::map< int, double > myFaceMaxTol;
 
-  // special map for using during creation quadratic faces
-  NLinkNodeMap myNLinkNodeMap;
+  typedef std::map< int, Handle(ShapeAnalysis_Surface)> TID2Surface;
+  typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnSurf* >  TID2ProjectorOnSurf;
+  typedef std::map< int, GeomAPI_ProjectPointOnCurve* > TID2ProjectorOnCurve;
+  TID2Surface          myFace2Surface;
+  TID2ProjectorOnSurf  myFace2Projector;
+  TID2ProjectorOnCurve myEdge2Projector;
 
-  std::set< int > mySeamShapeIds;
-  double          myPar1, myPar2; // bounds of a closed periodic surface
-  int             myParIndex;     // bounds' index (1-U, 2-V)
   TopoDS_Shape    myShape;
+  SMESH_Mesh*     myMesh;
+  int             myShapeID;
 
+  bool            myCreateQuadratic;
+  bool            myCreateBiQuadratic;
+  bool            mySetElemOnShape;
+  bool            myFixNodeParameters;
+
+  std::map< int,bool > myNodePosShapesValidity;
+  bool toCheckPosOnShape(int shapeID ) const;
+  void setPosOnShapeValidity(int shapeID, bool ok ) const;
 };
 
+//=======================================================================
+inline gp_XY
+SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
+                            const gp_XY& a0,const gp_XY& a1,const gp_XY& a2,const gp_XY& a3,
+                            const gp_XY& p0,const gp_XY& p1,const gp_XY& p2,const gp_XY& p3)
+{
+  return
+    ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
+    ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
+}
+//=======================================================================
+inline gp_XYZ
+SMESH_MesherHelper::calcTFI(double x, double y,
+                            const gp_XYZ& a0,const gp_XYZ& a1,const gp_XYZ& a2,const gp_XYZ& a3,
+                            const gp_XYZ& p0,const gp_XYZ& p1,const gp_XYZ& p2,const gp_XYZ& p3)
+{
+  return
+    ((1 - y) * p0 + x * p1 + y * p2 + (1 - x) * p3 ) -
+    ((1 - x) * (1 - y) * a0 + x * (1 - y) * a1 + x * y * a2 + (1 - x) * y * a3);
+}
+//=======================================================================
 
 #endif