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[modules/smesh.git] / src / SMESHUtils / SMESH_MeshAlgos.cxx
index 23a285f616ad0f9c9e5c6ce0ccba545f47b776a0..8464e245fe197e6765f100a08498d730211522bb 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-// Copyright (C) 2007-2014  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
@@ -60,7 +60,8 @@ struct SMESH_NodeSearcherImpl: public SMESH_NodeSearcher
   /*!
    * \brief Constructor
    */
-  SMESH_NodeSearcherImpl( const SMDS_Mesh* theMesh )
+  SMESH_NodeSearcherImpl( const SMDS_Mesh*     theMesh   = 0,
+                          SMDS_ElemIteratorPtr theElemIt = SMDS_ElemIteratorPtr() )
   {
     myMesh = ( SMDS_Mesh* ) theMesh;
 
@@ -70,6 +71,14 @@ struct SMESH_NodeSearcherImpl: public SMESH_NodeSearcher
       while ( nIt->more() )
         nodes.insert( nodes.end(), nIt->next() );
     }
+    else if ( theElemIt )
+    {
+      while ( theElemIt->more() )
+      {
+        const SMDS_MeshElement* e = theElemIt->next();
+        nodes.insert( e->begin_nodes(), e->end_nodes() );
+      }
+    }
     myOctreeNode = new SMESH_OctreeNode(nodes) ;
 
     // get max size of a leaf box
@@ -168,6 +177,18 @@ struct SMESH_NodeSearcherImpl: public SMESH_NodeSearcher
     return closestNode;
   }
 
+  //---------------------------------------------------------------------
+  /*!
+   * \brief Finds nodes located within a tolerance near a point 
+   */
+  int FindNearPoint(const gp_Pnt&                        point,
+                    const double                         tolerance,
+                    std::vector< const SMDS_MeshNode* >& foundNodes)
+  {
+    myOctreeNode->NodesAround( point.Coord(), foundNodes, tolerance );
+    return foundNodes.size();
+  }
+
   //---------------------------------------------------------------------
   /*!
    * \brief Destructor
@@ -207,15 +228,15 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
                       SMDSAbs_ElementType  elemType,
                       SMDS_ElemIteratorPtr theElemIt = SMDS_ElemIteratorPtr(),
                       double               tolerance = NodeRadius );
-    void getElementsNearPoint( const gp_Pnt& point, TIDSortedElemSet& foundElems );
-    void getElementsNearLine ( const gp_Ax1& line, TIDSortedElemSet& foundElems);
-    void getElementsInSphere ( const gp_XYZ& center,
-                               const double  radius, TIDSortedElemSet& foundElems);
-    size_t getSize() { return std::max( _size, _elements.size() ); }
-    virtual ~ElementBndBoxTree();
+    void prepare(); // !!!call it before calling the following methods!!!
+    void getElementsNearPoint( const gp_Pnt& point, vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems );
+    void getElementsNearLine ( const gp_Ax1& line,  vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems);
+    void getElementsInSphere ( const gp_XYZ&                    center,
+                               const double                     radius,
+                               vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems);
 
   protected:
-    ElementBndBoxTree():_size(0) {}
+    ElementBndBoxTree() {}
     SMESH_Octree* newChild() const { return new ElementBndBoxTree; }
     void          buildChildrenData();
     Bnd_B3d*      buildRootBox();
@@ -224,11 +245,25 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
     struct ElementBox : public Bnd_B3d
     {
       const SMDS_MeshElement* _element;
-      int                     _refCount; // an ElementBox can be included in several tree branches
-      ElementBox(const SMDS_MeshElement* elem, double tolerance);
+      bool                    _isMarked;
+      void init(const SMDS_MeshElement* elem, double tolerance);
     };
     vector< ElementBox* > _elements;
-    size_t                _size;
+
+    typedef ObjectPool< ElementBox > TElementBoxPool;
+
+    //!< allocator of ElementBox's and SMESH_TreeLimit
+    struct LimitAndPool : public SMESH_TreeLimit
+    {
+      TElementBoxPool            _elBoPool;
+      std::vector< ElementBox* > _markedElems;
+      LimitAndPool():SMESH_TreeLimit( MaxLevel, /*minSize=*/0. ) {}
+    };
+    LimitAndPool* getLimitAndPool() const
+    {
+      SMESH_TreeLimit* limitAndPool = const_cast< SMESH_TreeLimit* >( myLimit );
+      return static_cast< LimitAndPool* >( limitAndPool );
+    }
   };
 
   //================================================================================
@@ -237,32 +272,27 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
    */
   //================================================================================
 
-  ElementBndBoxTree::ElementBndBoxTree(const SMDS_Mesh& mesh, SMDSAbs_ElementType elemType, SMDS_ElemIteratorPtr theElemIt, double tolerance)
-    :SMESH_Octree( new SMESH_TreeLimit( MaxLevel, /*minSize=*/0. ))
+  ElementBndBoxTree::ElementBndBoxTree(const SMDS_Mesh&     mesh,
+                                       SMDSAbs_ElementType  elemType,
+                                       SMDS_ElemIteratorPtr theElemIt,
+                                       double               tolerance)
+    :SMESH_Octree( new LimitAndPool() )
   {
     int nbElems = mesh.GetMeshInfo().NbElements( elemType );
     _elements.reserve( nbElems );
 
+    TElementBoxPool& elBoPool = getLimitAndPool()->_elBoPool;
+
     SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = theElemIt ? theElemIt : mesh.elementsIterator( elemType );
     while ( elemIt->more() )
-      _elements.push_back( new ElementBox( elemIt->next(),tolerance  ));
-
+    {
+      ElementBox* eb = elBoPool.getNew();
+      eb->init( elemIt->next(), tolerance );
+      _elements.push_back( eb );
+    }
     compute();
   }
 
-  //================================================================================
-  /*!
-   * \brief Destructor
-   */
-  //================================================================================
-
-  ElementBndBoxTree::~ElementBndBoxTree()
-  {
-    for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
-      if ( --_elements[i]->_refCount <= 0 )
-        delete _elements[i];
-  }
-
   //================================================================================
   /*!
    * \brief Return the maximal box
@@ -272,7 +302,7 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
   Bnd_B3d* ElementBndBoxTree::buildRootBox()
   {
     Bnd_B3d* box = new Bnd_B3d;
-    for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
+    for ( size_t i = 0; i < _elements.size(); ++i )
       box->Add( *_elements[i] );
     return box;
   }
@@ -285,54 +315,78 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
 
   void ElementBndBoxTree::buildChildrenData()
   {
-    for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
+    for ( size_t i = 0; i < _elements.size(); ++i )
     {
       for (int j = 0; j < 8; j++)
       {
         if ( !_elements[i]->IsOut( *myChildren[j]->getBox() ))
-        {
-          _elements[i]->_refCount++;
           ((ElementBndBoxTree*)myChildren[j])->_elements.push_back( _elements[i]);
-        }
       }
-      _elements[i]->_refCount--;
     }
-    _size = _elements.size();
+    //_size = _elements.size();
     SMESHUtils::FreeVector( _elements ); // = _elements.clear() + free memory
 
     for (int j = 0; j < 8; j++)
     {
       ElementBndBoxTree* child = static_cast<ElementBndBoxTree*>( myChildren[j]);
-      if ( child->_elements.size() <= MaxNbElemsInLeaf )
+      if ((int) child->_elements.size() <= MaxNbElemsInLeaf )
         child->myIsLeaf = true;
 
-      if ( child->_elements.capacity() - child->_elements.size() > 1000 )
+      if ( child->isLeaf() && child->_elements.capacity() > child->_elements.size() )
         SMESHUtils::CompactVector( child->_elements );
     }
   }
 
+  //================================================================================
+  /*!
+   * \brief Un-mark all elements
+   */
+  //================================================================================
+
+  void ElementBndBoxTree::prepare()
+  {
+    // TElementBoxPool& elBoPool = getElementBoxPool();
+    // for ( size_t i = 0; i < elBoPool.nbElements(); ++i )
+    //   const_cast< ElementBox* >( elBoPool[ i ])->_isMarked = false;
+  }
+
   //================================================================================
   /*!
    * \brief Return elements which can include the point
    */
   //================================================================================
 
-  void ElementBndBoxTree::getElementsNearPoint( const gp_Pnt&     point,
-                                                TIDSortedElemSet& foundElems)
+  void ElementBndBoxTree::getElementsNearPoint( const gp_Pnt&                    point,
+                                                vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems)
   {
     if ( getBox()->IsOut( point.XYZ() ))
       return;
 
     if ( isLeaf() )
     {
-      for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
-        if ( !_elements[i]->IsOut( point.XYZ() ))
-          foundElems.insert( _elements[i]->_element );
+      LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+
+      for ( size_t i = 0; i < _elements.size(); ++i )
+        if ( !_elements[i]->IsOut( point.XYZ() ) &&
+             !_elements[i]->_isMarked )
+        {
+          foundElems.push_back( _elements[i]->_element );
+          _elements[i]->_isMarked = true;
+          pool->_markedElems.push_back( _elements[i] );
+        }
     }
     else
     {
       for (int i = 0; i < 8; i++)
         ((ElementBndBoxTree*) myChildren[i])->getElementsNearPoint( point, foundElems );
+
+      if ( level() == 0 )
+      {
+        LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+        for ( size_t i = 0; i < pool->_markedElems.size(); ++i )
+          pool->_markedElems[i]->_isMarked = false;
+        pool->_markedElems.clear();
+      }
     }
   }
 
@@ -342,22 +396,37 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
    */
   //================================================================================
 
-  void ElementBndBoxTree::getElementsNearLine( const gp_Ax1&     line,
-                                               TIDSortedElemSet& foundElems)
+  void ElementBndBoxTree::getElementsNearLine( const gp_Ax1&                    line,
+                                               vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems)
   {
     if ( getBox()->IsOut( line ))
       return;
 
     if ( isLeaf() )
     {
-      for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
-        if ( !_elements[i]->IsOut( line ))
-          foundElems.insert( _elements[i]->_element );
+      LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+
+      for ( size_t i = 0; i < _elements.size(); ++i )
+        if ( !_elements[i]->IsOut( line ) &&
+             !_elements[i]->_isMarked )
+        {
+          foundElems.push_back( _elements[i]->_element );
+          _elements[i]->_isMarked = true;
+          pool->_markedElems.push_back( _elements[i] );
+        }
     }
     else
     {
       for (int i = 0; i < 8; i++)
         ((ElementBndBoxTree*) myChildren[i])->getElementsNearLine( line, foundElems );
+
+      if ( level() == 0 )
+      {
+        LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+        for ( size_t i = 0; i < pool->_markedElems.size(); ++i )
+          pool->_markedElems[i]->_isMarked = false;
+        pool->_markedElems.clear();
+      }
     }
   }
 
@@ -367,23 +436,38 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
    */
   //================================================================================
 
-  void ElementBndBoxTree::getElementsInSphere ( const gp_XYZ&     center,
-                                                const double      radius,
-                                                TIDSortedElemSet& foundElems)
+  void ElementBndBoxTree::getElementsInSphere ( const gp_XYZ&                    center,
+                                                const double                     radius,
+                                                vector<const SMDS_MeshElement*>& foundElems)
   {
     if ( getBox()->IsOut( center, radius ))
       return;
 
     if ( isLeaf() )
     {
-      for ( int i = 0; i < _elements.size(); ++i )
-        if ( !_elements[i]->IsOut( center, radius ))
-          foundElems.insert( _elements[i]->_element );
+      LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+
+      for ( size_t i = 0; i < _elements.size(); ++i )
+        if ( !_elements[i]->IsOut( center, radius ) &&
+             !_elements[i]->_isMarked )
+        {
+          foundElems.push_back( _elements[i]->_element );
+          _elements[i]->_isMarked = true;
+          pool->_markedElems.push_back( _elements[i] );
+        }
     }
     else
     {
       for (int i = 0; i < 8; i++)
         ((ElementBndBoxTree*) myChildren[i])->getElementsInSphere( center, radius, foundElems );
+
+      if ( level() == 0 )
+      {
+        LimitAndPool* pool = getLimitAndPool();
+        for ( size_t i = 0; i < pool->_markedElems.size(); ++i )
+          pool->_markedElems[i]->_isMarked = false;
+        pool->_markedElems.clear();
+      }
     }
   }
 
@@ -393,13 +477,13 @@ namespace // Utils used in SMESH_ElementSearcherImpl::FindElementsByPoint()
    */
   //================================================================================
 
-  ElementBndBoxTree::ElementBox::ElementBox(const SMDS_MeshElement* elem, double tolerance)
+  void ElementBndBoxTree::ElementBox::init(const SMDS_MeshElement* elem, double tolerance)
   {
     _element  = elem;
-    _refCount = 1;
+    _isMarked = false;
     SMDS_ElemIteratorPtr nIt = elem->nodesIterator();
     while ( nIt->more() )
-      Add( SMESH_TNodeXYZ( nIt->next() ));
+      Add( SMESH_NodeXYZ( nIt->next() ));
     Enlarge( tolerance );
   }
 
@@ -420,18 +504,32 @@ struct SMESH_ElementSearcherImpl: public SMESH_ElementSearcher
 {
   SMDS_Mesh*                   _mesh;
   SMDS_ElemIteratorPtr         _meshPartIt;
-  ElementBndBoxTree*           _ebbTree;
+  ElementBndBoxTree*           _ebbTree      [SMDSAbs_NbElementTypes];
+  int                          _ebbTreeHeight[SMDSAbs_NbElementTypes];
   SMESH_NodeSearcherImpl*      _nodeSearcher;
   SMDSAbs_ElementType          _elementType;
   double                       _tolerance;
   bool                         _outerFacesFound;
   set<const SMDS_MeshElement*> _outerFaces; // empty means "no internal faces at all"
 
-  SMESH_ElementSearcherImpl( SMDS_Mesh& mesh, SMDS_ElemIteratorPtr elemIt=SMDS_ElemIteratorPtr())
-    : _mesh(&mesh),_meshPartIt(elemIt),_ebbTree(0),_nodeSearcher(0),_tolerance(-1),_outerFacesFound(false) {}
+  SMESH_ElementSearcherImpl( SMDS_Mesh&           mesh,
+                             double               tol=-1,
+                             SMDS_ElemIteratorPtr elemIt=SMDS_ElemIteratorPtr())
+    : _mesh(&mesh),_meshPartIt(elemIt),_nodeSearcher(0),_tolerance(tol),_outerFacesFound(false)
+  {
+    for ( int i = 0; i < SMDSAbs_NbElementTypes; ++i )
+    {
+      _ebbTree[i] = NULL;
+      _ebbTreeHeight[i] = -1;
+    }
+    _elementType = SMDSAbs_All;
+  }
   virtual ~SMESH_ElementSearcherImpl()
   {
-    if ( _ebbTree )      delete _ebbTree;      _ebbTree      = 0;
+    for ( int i = 0; i < SMDSAbs_NbElementTypes; ++i )
+    {
+      delete _ebbTree[i]; _ebbTree[i] = NULL;
+    }
     if ( _nodeSearcher ) delete _nodeSearcher; _nodeSearcher = 0;
   }
   virtual int FindElementsByPoint(const gp_Pnt&                      point,
@@ -444,6 +542,10 @@ struct SMESH_ElementSearcherImpl: public SMESH_ElementSearcher
   void GetElementsNearLine( const gp_Ax1&                      line,
                             SMDSAbs_ElementType                type,
                             vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems);
+  void GetElementsInSphere( const gp_XYZ&                      center,
+                            const double                       radius,
+                            SMDSAbs_ElementType                type,
+                            vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems);
   double getTolerance();
   bool getIntersParamOnLine(const gp_Lin& line, const SMDS_MeshElement* face,
                             const double tolerance, double & param);
@@ -452,6 +554,13 @@ struct SMESH_ElementSearcherImpl: public SMESH_ElementSearcher
   {
     return _outerFaces.empty() || _outerFaces.count(face);
   }
+  int getTreeHeight()
+  {
+    if ( _ebbTreeHeight[ _elementType ] < 0 )
+      _ebbTreeHeight[ _elementType ] = _ebbTree[ _elementType ]->getHeight();
+    return _ebbTreeHeight[ _elementType ];
+  }
+
   struct TInters //!< data of intersection of the line and the mesh face (used in GetPointState())
   {
     const SMDS_MeshElement* _face;
@@ -493,9 +602,9 @@ double SMESH_ElementSearcherImpl::getTolerance()
       double boxSize = _nodeSearcher->getTree()->maxSize();
       _tolerance = 1e-8 * boxSize/* / meshInfo.NbNodes()*/;
     }
-    else if ( _ebbTree && meshInfo.NbElements() > 0 )
+    else if ( _ebbTree[_elementType] && meshInfo.NbElements() > 0 )
     {
-      double boxSize = _ebbTree->maxSize();
+      double boxSize = _ebbTree[_elementType]->maxSize();
       _tolerance = 1e-8 * boxSize/* / meshInfo.NbElements()*/;
     }
     if ( _tolerance == 0 )
@@ -516,10 +625,9 @@ double SMESH_ElementSearcherImpl::getTolerance()
       }
       else
       {
-        SMDS_ElemIteratorPtr elemIt =
-            _mesh->elementsIterator( SMDSAbs_ElementType( complexType ));
+        SMDS_ElemIteratorPtr  elemIt = _mesh->elementsIterator( SMDSAbs_ElementType( complexType ));
         const SMDS_MeshElement* elem = elemIt->next();
-        SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = elem->nodesIterator();
+        SMDS_ElemIteratorPtr  nodeIt = elem->nodesIterator();
         SMESH_TNodeXYZ n1( nodeIt->next() );
         elemSize = 0;
         while ( nodeIt->more() )
@@ -556,10 +664,10 @@ bool SMESH_ElementSearcherImpl::getIntersParamOnLine(const gp_Lin&           lin
   {
     GC_MakeSegment edge( SMESH_TNodeXYZ( face->GetNode( i )),
                          SMESH_TNodeXYZ( face->GetNode( (i+1)%nbNodes) ));
-    anExtCC.Init( lineCurve, edge);
+    anExtCC.Init( lineCurve, edge.Value() );
     if ( anExtCC.NbExtrema() > 0 && anExtCC.LowerDistance() <= tol)
     {
-      Quantity_Parameter pl, pe;
+      Standard_Real pl, pe;
       anExtCC.LowerDistanceParameters( pl, pe );
       param += pl;
       if ( ++nbInts == 2 )
@@ -632,6 +740,7 @@ void SMESH_ElementSearcherImpl::findOuterBoundary(const SMDS_MeshElement* outerF
         set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare >::const_iterator face = faces.begin();
         for ( ; face != faces.end(); ++face )
         {
+          if ( *face == outerFace ) continue;
           if ( !SMESH_MeshAlgos::FaceNormal( *face, fNorm, /*normalized=*/false ))
             continue;
           gp_Vec dirInF = gp_Vec( fNorm ) ^ n1n2;
@@ -643,11 +752,11 @@ void SMESH_ElementSearcherImpl::findOuterBoundary(const SMDS_MeshElement* outerF
           outerFace2 = angle2Face.begin()->second;
       }
     }
-    // store the found outer face and add its links to continue seaching from
+    // store the found outer face and add its links to continue searching from
     if ( outerFace2 )
     {
-      _outerFaces.insert( outerFace );
-      int nbNodes = outerFace2->NbNodes()/( outerFace2->IsQuadratic() ? 2 : 1 );
+      _outerFaces.insert( outerFace2 );
+      int nbNodes = outerFace2->NbCornerNodes();
       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
       {
         SMESH_TLink link2( outerFace2->GetNode(i), outerFace2->GetNode((i+1)%nbNodes));
@@ -687,6 +796,7 @@ FindElementsByPoint(const gp_Pnt&                      point,
                     vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElements)
 {
   foundElements.clear();
+  _elementType = type;
 
   double tolerance = getTolerance();
 
@@ -694,36 +804,43 @@ FindElementsByPoint(const gp_Pnt&                      point,
   if ( type == SMDSAbs_Node || type == SMDSAbs_0DElement || type == SMDSAbs_Ball)
   {
     if ( !_nodeSearcher )
-      _nodeSearcher = new SMESH_NodeSearcherImpl( _mesh );
-
-    const SMDS_MeshNode* closeNode = _nodeSearcher->FindClosestTo( point );
-    if ( !closeNode ) return foundElements.size();
-
-    if ( point.Distance( SMESH_TNodeXYZ( closeNode )) > tolerance )
-      return foundElements.size(); // to far from any node
+    {
+      if ( _meshPartIt )
+        _nodeSearcher = new SMESH_NodeSearcherImpl( 0, _meshPartIt );
+      else
+        _nodeSearcher = new SMESH_NodeSearcherImpl( _mesh );
+    }
+    std::vector< const SMDS_MeshNode* > foundNodes;
+    _nodeSearcher->FindNearPoint( point, tolerance, foundNodes );
 
     if ( type == SMDSAbs_Node )
     {
-      foundElements.push_back( closeNode );
+      foundElements.assign( foundNodes.begin(), foundNodes.end() );
     }
     else
     {
-      SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = closeNode->GetInverseElementIterator( type );
-      while ( elemIt->more() )
-        foundElements.push_back( elemIt->next() );
+      for ( size_t i = 0; i < foundNodes.size(); ++i )
+      {
+        SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = foundNodes[i]->GetInverseElementIterator( type );
+        while ( elemIt->more() )
+          foundElements.push_back( elemIt->next() );
+      }
     }
   }
   // =================================================================================
   else // elements more complex than 0D
   {
-    if ( !_ebbTree || _elementType != type )
+    if ( !_ebbTree[type] )
     {
-      if ( _ebbTree ) delete _ebbTree;
-      _ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType = type, _meshPartIt, tolerance );
+      _ebbTree[_elementType] = new ElementBndBoxTree( *_mesh, type, _meshPartIt, tolerance );
     }
-    TIDSortedElemSet suspectElems;
-    _ebbTree->getElementsNearPoint( point, suspectElems );
-    TIDSortedElemSet::iterator elem = suspectElems.begin();
+    else
+    {
+      _ebbTree[ type ]->prepare();
+    }
+    vector< const SMDS_MeshElement* > suspectElems;
+    _ebbTree[ type ]->getElementsNearPoint( point, suspectElems );
+    vector< const SMDS_MeshElement* >::iterator elem = suspectElems.begin();
     for ( ; elem != suspectElems.end(); ++elem )
       if ( !SMESH_MeshAlgos::IsOut( *elem, point, tolerance ))
         foundElements.push_back( *elem );
@@ -744,35 +861,38 @@ SMESH_ElementSearcherImpl::FindClosestTo( const gp_Pnt&       point,
                                           SMDSAbs_ElementType type )
 {
   const SMDS_MeshElement* closestElem = 0;
+  _elementType = type;
 
   if ( type == SMDSAbs_Face || type == SMDSAbs_Volume )
   {
-    if ( !_ebbTree || _elementType != type )
-    {
-      if ( _ebbTree ) delete _ebbTree;
-      _ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType = type, _meshPartIt );
-    }
-    TIDSortedElemSet suspectElems;
-    _ebbTree->getElementsNearPoint( point, suspectElems );
+    ElementBndBoxTree*& ebbTree = _ebbTree[ type ];
+    if ( !ebbTree )
+      ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, type, _meshPartIt );
+    else
+      ebbTree->prepare();
 
-    if ( suspectElems.empty() && _ebbTree->maxSize() > 0 )
+    vector<const SMDS_MeshElement*> suspectElems;
+    ebbTree->getElementsNearPoint( point, suspectElems );
+
+    if ( suspectElems.empty() && ebbTree->maxSize() > 0 )
     {
-      gp_Pnt boxCenter = 0.5 * ( _ebbTree->getBox()->CornerMin() +
-                                 _ebbTree->getBox()->CornerMax() );
-      double radius;
-      if ( _ebbTree->getBox()->IsOut( point.XYZ() ))
-        radius = point.Distance( boxCenter ) - 0.5 * _ebbTree->maxSize();
-      else
-        radius = _ebbTree->maxSize() / pow( 2., _ebbTree->getHeight()) / 2;
+      gp_Pnt boxCenter = 0.5 * ( ebbTree->getBox()->CornerMin() +
+                                 ebbTree->getBox()->CornerMax() );
+      double radius = -1;
+      if ( ebbTree->getBox()->IsOut( point.XYZ() ))
+        radius = point.Distance( boxCenter ) - 0.5 * ebbTree->maxSize();
+      if ( radius < 0 )
+        radius = ebbTree->maxSize() / pow( 2., getTreeHeight()) / 2;
       while ( suspectElems.empty() )
       {
-        _ebbTree->getElementsInSphere( point.XYZ(), radius, suspectElems );
+        ebbTree->prepare();
+        ebbTree->getElementsInSphere( point.XYZ(), radius, suspectElems );
         radius *= 1.1;
       }
     }
     double minDist = std::numeric_limits<double>::max();
     multimap< double, const SMDS_MeshElement* > dist2face;
-    TIDSortedElemSet::iterator elem = suspectElems.begin();
+    vector<const SMDS_MeshElement*>::iterator elem = suspectElems.begin();
     for ( ; elem != suspectElems.end(); ++elem )
     {
       double dist = SMESH_MeshAlgos::GetDistance( *elem, point );
@@ -829,12 +949,16 @@ SMESH_ElementSearcherImpl::FindClosestTo( const gp_Pnt&       point,
 
 TopAbs_State SMESH_ElementSearcherImpl::GetPointState(const gp_Pnt& point)
 {
+  _elementType = SMDSAbs_Face;
+
   double tolerance = getTolerance();
-  if ( !_ebbTree || _elementType != SMDSAbs_Face )
-  {
-    if ( _ebbTree ) delete _ebbTree;
-    _ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType = SMDSAbs_Face, _meshPartIt );
-  }
+
+  ElementBndBoxTree*& ebbTree = _ebbTree[ SMDSAbs_Face ];
+  if ( !ebbTree )
+    ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType, _meshPartIt );
+  else
+    ebbTree->prepare();
+
   // Algo: analyse transition of a line starting at the point through mesh boundary;
   // try three lines parallel to axis of the coordinate system and perform rough
   // analysis. If solution is not clear perform thorough analysis.
@@ -849,13 +973,14 @@ TopAbs_State SMESH_ElementSearcherImpl::GetPointState(const gp_Pnt& point)
     gp_Ax1 lineAxis( point, axisDir[axis]);
     gp_Lin line    ( lineAxis );
 
-    TIDSortedElemSet suspectFaces; // faces possibly intersecting the line
-    _ebbTree->getElementsNearLine( lineAxis, suspectFaces );
+    vector<const SMDS_MeshElement*> suspectFaces; // faces possibly intersecting the line
+    if ( axis > 0 ) ebbTree->prepare();
+    ebbTree->getElementsNearLine( lineAxis, suspectFaces );
 
     // Intersect faces with the line
 
     map< double, TInters > & u2inters = paramOnLine2TInters[ axis ];
-    TIDSortedElemSet::iterator face = suspectFaces.begin();
+    vector<const SMDS_MeshElement*>::iterator face = suspectFaces.begin();
     for ( ; face != suspectFaces.end(); ++face )
     {
       // get face plane
@@ -873,8 +998,9 @@ TopAbs_State SMESH_ElementSearcherImpl::GetPointState(const gp_Pnt& point)
       }
       else if ( ! intersection.IsParallel() && intersection.NbPoints() > 0 )
       {
+        double tol = 1e-4 * Sqrt( fNorm.Modulus() );
         gp_Pnt intersectionPoint = intersection.Point(1);
-        if ( !SMESH_MeshAlgos::IsOut( *face, intersectionPoint, tolerance ))
+        if ( !SMESH_MeshAlgos::IsOut( *face, intersectionPoint, tol ))
           u2inters.insert(make_pair( intersection.ParamOnConic(1), TInters( *face, fNorm )));
       }
     }
@@ -953,16 +1079,19 @@ TopAbs_State SMESH_ElementSearcherImpl::GetPointState(const gp_Pnt& point)
 
           // skip tangent intersections
           int nbTgt = 0;
-          const SMDS_MeshElement* prevFace = u_int1->second._face;
-          while ( ok && u_int2->second._coincides )
+          if ( u_int2 != u2inters.end() )
           {
-            if ( SMESH_MeshAlgos::GetCommonNodes(prevFace , u_int2->second._face).empty() )
-              ok = false;
-            else
+            const SMDS_MeshElement* prevFace = u_int1->second._face;
+            while ( ok && u_int2->second._coincides )
             {
-              nbTgt++;
-              u_int2++;
-              ok = ( u_int2 != u2inters.end() );
+              if ( SMESH_MeshAlgos::GetCommonNodes(prevFace , u_int2->second._face).empty() )
+                ok = false;
+              else
+              {
+                nbTgt++;
+                u_int2++;
+                ok = ( u_int2 != u2inters.end() );
+              }
             }
           }
           if ( !ok ) break;
@@ -1054,14 +1183,35 @@ void SMESH_ElementSearcherImpl::GetElementsNearLine( const gp_Ax1&
                                                      SMDSAbs_ElementType                type,
                                                      vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems)
 {
-  if ( !_ebbTree || _elementType != type )
-  {
-    if ( _ebbTree ) delete _ebbTree;
-    _ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType = type, _meshPartIt );
-  }
-  TIDSortedElemSet suspectFaces; // elements possibly intersecting the line
-  _ebbTree->getElementsNearLine( line, suspectFaces );
-  foundElems.assign( suspectFaces.begin(), suspectFaces.end());
+  _elementType = type;
+  ElementBndBoxTree*& ebbTree = _ebbTree[ type ];
+  if ( !ebbTree )
+    ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType, _meshPartIt );
+  else
+    ebbTree->prepare();
+
+  ebbTree->getElementsNearLine( line, foundElems );
+}
+
+//=======================================================================
+/*
+ * Return elements whose bounding box intersects a sphere
+ */
+//=======================================================================
+
+void SMESH_ElementSearcherImpl::GetElementsInSphere( const gp_XYZ&                      center,
+                                                     const double                       radius,
+                                                     SMDSAbs_ElementType                type,
+                                                     vector< const SMDS_MeshElement* >& foundElems)
+{
+  _elementType = type;
+  ElementBndBoxTree*& ebbTree = _ebbTree[ type ];
+  if ( !ebbTree )
+    ebbTree = new ElementBndBoxTree( *_mesh, _elementType, _meshPartIt );
+  else
+    ebbTree->prepare();
+
+  ebbTree->getElementsInSphere( center, radius, foundElems );
 }
 
 //=======================================================================
@@ -1079,56 +1229,58 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
 
   // get ordered nodes
 
-  vector< gp_XYZ > xyz;
-  vector<const SMDS_MeshNode*> nodeList;
+  vector< SMESH_TNodeXYZ > xyz; xyz.reserve( element->NbNodes()+1 );
 
-  SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = element->nodesIterator();
-  if ( element->IsQuadratic() ) {
-    nodeIt = element->interlacedNodesElemIterator();
-    // if (const SMDS_VtkFace* f=dynamic_cast<const SMDS_VtkFace*>(element))
-    //   nodeIt = f->interlacedNodesElemIterator();
-    // else if (const SMDS_VtkEdge*  e =dynamic_cast<const SMDS_VtkEdge*>(element))
-    //   nodeIt = e->interlacedNodesElemIterator();
-  }
-  while ( nodeIt->more() )
-  {
-    SMESH_TNodeXYZ node = nodeIt->next();
-    xyz.push_back( node );
-    nodeList.push_back(node._node);
-  }
+  SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = element->interlacedNodesElemIterator();
+  for ( int i = 0; nodeIt->more(); ++i )
+    xyz.push_back( SMESH_TNodeXYZ( nodeIt->next() ));
 
-  int i, nbNodes = (int) nodeList.size(); // central node of biquadratic is missing
+  int i, nbNodes = (int) xyz.size(); // central node of biquadratic is missing
 
   if ( element->GetType() == SMDSAbs_Face ) // --------------------------------------------------
   {
     // compute face normal
     gp_Vec faceNorm(0,0,0);
     xyz.push_back( xyz.front() );
-    nodeList.push_back( nodeList.front() );
     for ( i = 0; i < nbNodes; ++i )
     {
       gp_Vec edge1( xyz[i+1], xyz[i]);
       gp_Vec edge2( xyz[i+1], xyz[(i+2)%nbNodes] );
       faceNorm += edge1 ^ edge2;
     }
-    double normSize = faceNorm.Magnitude();
-    if ( normSize <= tol )
+    double fNormSize = faceNorm.Magnitude();
+    if ( fNormSize <= tol )
     {
       // degenerated face: point is out if it is out of all face edges
       for ( i = 0; i < nbNodes; ++i )
       {
-        SMDS_LinearEdge edge( nodeList[i], nodeList[i+1] );
+        SMDS_LinearEdge edge( xyz[i]._node, xyz[i+1]._node );
         if ( !IsOut( &edge, point, tol ))
           return false;
       }
       return true;
     }
-    faceNorm /= normSize;
+    faceNorm /= fNormSize;
 
     // check if the point lays on face plane
     gp_Vec n2p( xyz[0], point );
-    if ( fabs( n2p * faceNorm ) > tol )
-      return true; // not on face plane
+    double dot = n2p * faceNorm;
+    if ( Abs( dot ) > tol ) // not on face plane
+    {
+      bool isOut = true;
+      if ( nbNodes > 3 ) // maybe the face is not planar
+      {
+        double elemThick = 0;
+        for ( i = 1; i < nbNodes; ++i )
+        {
+          gp_Vec n2n( xyz[0], xyz[i] );
+          elemThick = Max( elemThick, Abs( n2n * faceNorm ));
+        }
+        isOut = Abs( dot ) > elemThick + tol;
+      }
+      if ( isOut )
+        return isOut;
+    }
 
     // check if point is out of face boundary:
     // define it by closest transition of a ray point->infinity through face boundary
@@ -1137,10 +1289,11 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
     // to find intersections of the ray with the boundary.
     gp_Vec ray = n2p;
     gp_Vec plnNorm = ray ^ faceNorm;
-    normSize = plnNorm.Magnitude();
-    if ( normSize <= tol ) return false; // point coincides with the first node
-    plnNorm /= normSize;
-    // for each node of the face, compute its signed distance to the plane
+    double n2pSize = plnNorm.Magnitude();
+    if ( n2pSize <= tol ) return false; // point coincides with the first node
+    if ( n2pSize * n2pSize > fNormSize * 100 ) return true; // point is very far
+    plnNorm /= n2pSize;
+    // for each node of the face, compute its signed distance to the cutting plane
     vector<double> dist( nbNodes + 1);
     for ( i = 0; i < nbNodes; ++i )
     {
@@ -1150,12 +1303,12 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
     dist.back() = dist.front();
     // find the closest intersection
     int    iClosest = -1;
-    double rClosest, distClosest = 1e100;;
+    double rClosest = 0, distClosest = 1e100;
     gp_Pnt pClosest;
     for ( i = 0; i < nbNodes; ++i )
     {
       double r;
-      if ( fabs( dist[i]) < tol )
+      if ( fabs( dist[i] ) < tol )
         r = 0.;
       else if ( fabs( dist[i+1]) < tol )
         r = 1.;
@@ -1164,17 +1317,14 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
       else
         continue; // no intersection
       gp_Pnt pInt = xyz[i] * (1.-r) + xyz[i+1] * r;
-      gp_Vec p2int ( point, pInt);
-      if ( p2int * ray > -tol ) // right half-space
+      gp_Vec p2int( point, pInt);
+      double intDist = p2int.SquareMagnitude();
+      if ( intDist < distClosest )
       {
-        double intDist = p2int.SquareMagnitude();
-        if ( intDist < distClosest )
-        {
-          iClosest = i;
-          rClosest = r;
-          pClosest = pInt;
-          distClosest = intDist;
-        }
+        iClosest = i;
+        rClosest = r;
+        pClosest = pInt;
+        distClosest = intDist;
       }
     }
     if ( iClosest < 0 )
@@ -1188,7 +1338,7 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
     if ( rClosest > 0. && rClosest < 1. ) // not node intersection
       return out;
 
-    // ray pass through a face node; analyze transition through an adjacent edge
+    // the ray passes through a face node; analyze transition through an adjacent edge
     gp_Pnt p1 = xyz[ (rClosest == 0.) ? ((iClosest+nbNodes-1) % nbNodes) : (iClosest+1) ];
     gp_Pnt p2 = xyz[ (rClosest == 0.) ? iClosest : ((iClosest+2) % nbNodes) ];
     gp_Vec edgeAdjacent( p1, p2 );
@@ -1198,28 +1348,39 @@ bool SMESH_MeshAlgos::IsOut( const SMDS_MeshElement* element, const gp_Pnt& poin
     bool covexCorner = ( edgeNorm * edgeAdjacent * (rClosest==1. ? 1. : -1.)) < 0;
     return covexCorner ? (out || out2) : (out && out2);
   }
+
   if ( element->GetType() == SMDSAbs_Edge ) // --------------------------------------------------
   {
     // point is out of edge if it is NOT ON any straight part of edge
     // (we consider quadratic edge as being composed of two straight parts)
     for ( i = 1; i < nbNodes; ++i )
     {
-      gp_Vec edge( xyz[i-1], xyz[i]);
-      gp_Vec n1p ( xyz[i-1], point);
-      double dist = ( edge ^ n1p ).Magnitude() / edge.Magnitude();
-      if ( dist > tol )
+      gp_Vec edge( xyz[i-1], xyz[i] );
+      gp_Vec n1p ( xyz[i-1], point  );
+      double u = ( edge * n1p ) / edge.SquareMagnitude(); // param [0,1] on the edge
+      if ( u <= 0. ) {
+        if ( n1p.SquareMagnitude() < tol * tol )
+          return false;
         continue;
-      gp_Vec n2p( xyz[i], point );
-      if ( fabs( edge.Magnitude() - n1p.Magnitude() - n2p.Magnitude()) > tol )
+      }
+      if ( u >= 1. ) {
+        if ( point.SquareDistance( xyz[i] ) < tol * tol )
+          return false;
+        continue;
+      }
+      gp_XYZ proj = ( 1. - u ) * xyz[i-1] + u * xyz[i]; // projection of the point on the edge
+      double dist2 = point.SquareDistance( proj );
+      if ( dist2 > tol * tol )
         continue;
       return false; // point is ON this part
     }
     return true;
   }
+
   // Node or 0D element -------------------------------------------------------------------------
   {
     gp_Vec n2p ( xyz[0], point );
-    return n2p.Magnitude() <= tol;
+    return n2p.SquareMagnitude() > tol * tol;
   }
   return true;
 }
@@ -1312,6 +1473,7 @@ double SMESH_MeshAlgos::GetDistance( const SMDS_MeshElement* elem,
     return GetDistance( dynamic_cast<const SMDS_MeshEdge*>( elem ), point);
   case SMDSAbs_Node:
     return point.Distance( SMESH_TNodeXYZ( elem ));
+  default:;
   }
   return -1;
 }
@@ -1408,6 +1570,7 @@ double SMESH_MeshAlgos::GetDistance( const SMDS_MeshFace* face,
     // cout << distVec.Magnitude()  << " VERTEX " << face->GetNode(pos._index)->GetID() << endl;
     return distVec.Magnitude();
   }
+  default:;
   }
   return badDistance;
 }
@@ -1418,9 +1581,35 @@ double SMESH_MeshAlgos::GetDistance( const SMDS_MeshFace* face,
  */
 //=======================================================================
 
-double SMESH_MeshAlgos::GetDistance( const SMDS_MeshEdge* edge, const gp_Pnt& point )
+double SMESH_MeshAlgos::GetDistance( const SMDS_MeshEdge* seg, const gp_Pnt& point )
 {
-  throw SALOME_Exception(LOCALIZED("not implemented so far"));
+  double dist = Precision::Infinite();
+  if ( !seg ) return dist;
+
+  int i = 0, nbNodes = seg->NbNodes();
+
+  vector< SMESH_TNodeXYZ > xyz( nbNodes );
+  SMDS_ElemIteratorPtr nodeIt = seg->interlacedNodesElemIterator();
+  while ( nodeIt->more() )
+    xyz[ i++ ].Set( nodeIt->next() );
+
+  for ( i = 1; i < nbNodes; ++i )
+  {
+    gp_Vec edge( xyz[i-1], xyz[i] );
+    gp_Vec n1p ( xyz[i-1], point  );
+    double u = ( edge * n1p ) / edge.SquareMagnitude(); // param [0,1] on the edge
+    if ( u <= 0. ) {
+      dist = Min( dist, n1p.SquareMagnitude() );
+    }
+    else if ( u >= 1. ) {
+      dist = Min( dist, point.SquareDistance( xyz[i] ));
+    }
+    else {
+      gp_XYZ proj = ( 1. - u ) * xyz[i-1] + u * xyz[i]; // projection of the point on the edge
+      dist = Min( dist, point.SquareDistance( proj ));
+    }
+  }
+  return Sqrt( dist );
 }
 
 //=======================================================================
@@ -1524,14 +1713,12 @@ SMESH_MeshAlgos::FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*    n1,
                                int*                    n2ind)
 
 {
-  int i1, i2;
+  int i1 = 0, i2 = 0;
   const SMDS_MeshElement* face = 0;
 
   SMDS_ElemIteratorPtr invElemIt = n1->GetInverseElementIterator(SMDSAbs_Face);
-  //MESSAGE("n1->GetInverseElementIterator(SMDSAbs_Face) " << invElemIt);
   while ( invElemIt->more() && !face ) // loop on inverse faces of n1
   {
-    //MESSAGE("in while ( invElemIt->more() && !face )");
     const SMDS_MeshElement* elem = invElemIt->next();
     if (avoidSet.count( elem ))
       continue;
@@ -1550,9 +1737,6 @@ SMESH_MeshAlgos::FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*    n1,
     if ( !face && elem->IsQuadratic())
     {
       // analysis for quadratic elements using all nodes
-      // const SMDS_VtkFace* F = dynamic_cast<const SMDS_VtkFace*>(elem);
-      // if (!F) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("not an SMDS_VtkFace"));
-      // use special nodes iterator
       SMDS_ElemIteratorPtr anIter = elem->interlacedNodesElemIterator();
       const SMDS_MeshNode* prevN = static_cast<const SMDS_MeshNode*>( anIter->next() );
       for ( i1 = -1, i2 = 0; anIter->more() && !face; i1++, i2++ )
@@ -1587,7 +1771,7 @@ bool SMESH_MeshAlgos::FaceNormal(const SMDS_MeshElement* F, gp_XYZ& normal, bool
     return false;
 
   normal.SetCoord(0,0,0);
-  int nbNodes = F->IsQuadratic() ? F->NbNodes()/2 : F->NbNodes();
+  int nbNodes = F->NbCornerNodes();
   for ( int i = 0; i < nbNodes-2; ++i )
   {
     gp_XYZ p[3];
@@ -1632,15 +1816,27 @@ SMESH_NodeSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetNodeSearcher(SMDS_Mesh& mesh)
   return new SMESH_NodeSearcherImpl( &mesh );
 }
 
+//=======================================================================
+/*!
+ * \brief Return SMESH_NodeSearcher
+ */
+//=======================================================================
+
+SMESH_NodeSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetNodeSearcher(SMDS_ElemIteratorPtr elemIt)
+{
+  return new SMESH_NodeSearcherImpl( 0, elemIt );
+}
+
 //=======================================================================
 /*!
  * \brief Return SMESH_ElementSearcher
  */
 //=======================================================================
 
-SMESH_ElementSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher(SMDS_Mesh& mesh)
+SMESH_ElementSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher(SMDS_Mesh& mesh,
+                                                           double     tolerance)
 {
-  return new SMESH_ElementSearcherImpl( mesh );
+  return new SMESH_ElementSearcherImpl( mesh, tolerance );
 }
 
 //=======================================================================
@@ -1650,7 +1846,8 @@ SMESH_ElementSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher(SMDS_Mesh& mesh)
 //=======================================================================
 
 SMESH_ElementSearcher* SMESH_MeshAlgos::GetElementSearcher(SMDS_Mesh&           mesh,
-                                                           SMDS_ElemIteratorPtr elemIt)
+                                                           SMDS_ElemIteratorPtr elemIt,
+                                                           double               tolerance)
 {
-  return new SMESH_ElementSearcherImpl( mesh, elemIt );
+  return new SMESH_ElementSearcherImpl( mesh, tolerance, elemIt );
 }