src/BRepMesh/BRepMesh_IncrementalMesh.cxx

   1 // Created on: 1995-06-20
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  13 //
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  16
  17 #include <BRepMesh_IncrementalMesh.hxx>
  18
  19 #include <Precision.hxx>
  20 #include <Standard_Mutex.hxx>
  21
  22 #include <BRepMesh_FaceChecker.hxx>
  23 #include <BRepMesh_ShapeTool.hxx>
  24 #include <BRepMesh_Edge.hxx>
  25 #include <BRepMesh_PluginMacro.hxx>
  26
  27 #include <Bnd_Box.hxx>
  28 #include <BRep_Builder.hxx>
  29 #include <BRep_Tool.hxx>
  30 #include <BRepTools.hxx>
  31 #include <BRepLib.hxx>
  32 #include <BRepBndLib.hxx>
  33 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  34
  35 #include <Poly_Triangulation.hxx>
  36 #include <Poly_Polygon3D.hxx>
  37 #include <Poly_PolygonOnTriangulation.hxx>
  38
  39 #include <TopoDS.hxx>
  40 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  41 #include <TopoDS_Face.hxx>
  42 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  43 #include <TopAbs.hxx>
  44 #include <TopExp.hxx>
  45 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  46
  47 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  48 #include <TopTools_MutexForShapeProvider.hxx>
  49 #include <TColgp_Array1OfPnt.hxx>
  50 #include <TColStd_Array1OfReal.hxx>
  51 #include <TopTools_HArray1OfShape.hxx>
  52
  53 #include <GCPnts_TangentialDeflection.hxx>
  54
  55 #ifdef HAVE_TBB
  56   // paralleling using Intel TBB
  57   #include <tbb/parallel_for_each.h>
  58 #endif
  59
  60 namespace
  61 {
  62   //! Default flag to control parallelization for BRepMesh_IncrementalMesh
  63   //! tool returned for Mesh Factory
  64   static Standard_Boolean IS_IN_PARALLEL = Standard_False;
  65 };
  66
  67 IMPLEMENT_STANDARD_HANDLE (BRepMesh_IncrementalMesh, BRepMesh_DiscretRoot)
  68 IMPLEMENT_STANDARD_RTTIEXT(BRepMesh_IncrementalMesh, BRepMesh_DiscretRoot)
  69
  70 //=======================================================================
  71 //function : Default constructor
  72 //purpose  :
  73 //=======================================================================
  74 BRepMesh_IncrementalMesh::BRepMesh_IncrementalMesh()
  75 : myRelative (Standard_False),
  76   myInParallel (Standard_False)
  77 {
  78 }
  79
  80 //=======================================================================
  81 //function : Constructor
  82 //purpose  :
  83 //=======================================================================
  84 BRepMesh_IncrementalMesh::BRepMesh_IncrementalMesh(
  85   const TopoDS_Shape&    theShape,
  86   const Standard_Real    theDeflection,
  87   const Standard_Real    theAngle,
  88   const Standard_Boolean theRelative,
  89   const Standard_Boolean theInParallel)
  90 : myRelative  (theRelative),
  91   myInParallel(theInParallel)
  92 {
  93   myDeflection = theDeflection;
  94   myAngle      = theAngle;
  95   myShape      = theShape;
  96
  97   Perform();
  98 }
  99
 100 //=======================================================================
 101 //function : Destructor
 102 //purpose  :
 103 //=======================================================================
 104 BRepMesh_IncrementalMesh::~BRepMesh_IncrementalMesh()
 105 {
 106 }
 107
 108 //=======================================================================
 109 //function : init
 110 //purpose  :
 111 //=======================================================================
 112 void BRepMesh_IncrementalMesh::init()
 113 {
 114   myStatus   = 0;
 115   myModified = Standard_False;
 116
 117   myEdgeDeflection.Clear();
 118   mySharedFaces.Clear();
 119   myFaces.clear();
 120
 121   setDone();
 122
 123   if (!isCorrectPolyData())
 124     BRepTools::Clean(myShape);
 125
 126   Bnd_Box aBox;
 127   BRepBndLib::Add(myShape, aBox, Standard_False);
 128
 129   if (aBox.IsVoid())
 130   {
 131     // Nothing to mesh.
 132     myMesher.Nullify();
 133     return;
 134   }
 135
 136   BRepMesh_ShapeTool::BoxMaxDimension(aBox, myMaxShapeSize);
 137   TopExp::MapShapesAndAncestors(myShape, TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE, mySharedFaces);
 138
 139   myMesher = new BRepMesh_FastDiscret(myDeflection, myAngle, aBox,
 140     Standard_True, Standard_True, myRelative, Standard_True, myInParallel);
 141 }
 142
 143 //=======================================================================
 144 //function : isCorrectPolyData
 145 //purpose  :
 146 //=======================================================================
 147 Standard_Boolean BRepMesh_IncrementalMesh::isCorrectPolyData()
 148 {
 149   collectFaces();
 150
 151   BRepMesh_FaceChecker aFaceChecker(myInParallel);
 152
 153 #ifdef HAVE_TBB
 154   if (myInParallel)
 155   {
 156     // check faces in parallel threads using TBB
 157     tbb::parallel_for_each(myFaces.begin(), myFaces.end(), aFaceChecker);
 158   }
 159   else
 160   {
 161 #endif
 162     std::vector<TopoDS_Face>::iterator aFaceIt = myFaces.begin();
 163     for (; aFaceIt != myFaces.end(); aFaceIt++)
 164       aFaceChecker(*aFaceIt);
 165 #ifdef HAVE_TBB
 166   }
 167 #endif
 168
 169   return aFaceChecker.IsValid();
 170 }
 171
 172 //=======================================================================
 173 //function : collectFaces
 174 //purpose  :
 175 //=======================================================================
 176 void BRepMesh_IncrementalMesh::collectFaces()
 177 {
 178   TopTools_ListOfShape aFaceList;
 179   BRepLib::ReverseSortFaces(myShape, aFaceList);
 180   TopTools_MapOfShape aFaceMap;
 181   myFaces.reserve(aFaceList.Extent());
 182
 183   // make array of faces suitable for processing (excluding faces without surface)
 184   TopLoc_Location aDummyLoc;
 185   const TopLoc_Location aEmptyLoc;
 186   TopTools_ListIteratorOfListOfShape aFaceIter(aFaceList);
 187   for (; aFaceIter.More(); aFaceIter.Next())
 188   {
 189     TopoDS_Shape aFaceNoLoc = aFaceIter.Value();
 190     aFaceNoLoc.Location(aEmptyLoc);
 191     if (!aFaceMap.Add (aFaceNoLoc))
 192       continue; // already processed
 193
 194     TopoDS_Face aFace = TopoDS::Face(aFaceIter.Value());
 195     const Handle(Geom_Surface)& aSurf = BRep_Tool::Surface(aFace, aDummyLoc);
 196     if (aSurf.IsNull())
 197       continue;
 198
 199     myFaces.push_back(aFace);
 200   }
 201 }
 202
 203 //=======================================================================
 204 //function : Perform
 205 //purpose  :
 206 //=======================================================================
 207 void BRepMesh_IncrementalMesh::Perform()
 208 {
 209   init();
 210
 211   if (myMesher.IsNull())
 212     return;
 213
 214   update();
 215 }
 216
 217 //=======================================================================
 218 //function : update()
 219 //purpose  :
 220 //=======================================================================
 221 void BRepMesh_IncrementalMesh::update()
 222 {
 223   // Update edges data
 224   TopExp_Explorer aExplorer(myShape, TopAbs_EDGE);
 225   for (; aExplorer.More(); aExplorer.Next())
 226   {
 227     const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aExplorer.Current());
 228     if(!BRep_Tool::IsGeometric(aEdge))
 229       continue;
 230
 231     update(aEdge);
 232   }
 233
 234   // Update faces data
 235   std::vector<TopoDS_Face>::iterator aFaceIt(myFaces.begin());
 236   for (; aFaceIt != myFaces.end(); aFaceIt++)
 237     update(*aFaceIt);
 238
 239   // Mesh faces
 240 #ifdef HAVE_TBB
 241   if (myInParallel)
 242   {
 243     myMesher->CreateMutexesForSubShapes(myShape, TopAbs_EDGE);
 244     tbb::parallel_for_each(myFaces.begin(), myFaces.end(), *myMesher);
 245     myMesher->RemoveAllMutexes();
 246   }
 247   else
 248   {
 249 #endif
 250     for (aFaceIt = myFaces.begin(); aFaceIt != myFaces.end(); aFaceIt++)
 251       myMesher->Process(*aFaceIt);
 252 #ifdef HAVE_TBB
 253   }
 254 #endif
 255
 256   discretizeFreeEdges();
 257 }
 258
 259 //=======================================================================
 260 //function : discretizeFreeEdges
 261 //purpose  :
 262 //=======================================================================
 263 void BRepMesh_IncrementalMesh::discretizeFreeEdges()
 264 {
 265   TopExp_Explorer aExplorer(myShape ,TopAbs_EDGE, TopAbs_FACE);
 266   for (; aExplorer.More(); aExplorer.Next())
 267   {
 268     const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aExplorer.Current());
 269     if(!BRep_Tool::IsGeometric(aEdge))
 270       continue;
 271
 272     TopLoc_Location aLoc;
 273     Standard_Real aEdgeDeflection  = edgeDeflection(aEdge);
 274     Handle(Poly_Polygon3D) aPoly3D = BRep_Tool::Polygon3D(aEdge, aLoc);
 275     if (!aPoly3D.IsNull() && aPoly3D->Deflection() < 1.1 * aEdgeDeflection)
 276       continue;
 277
 278     BRepAdaptor_Curve aCurve(aEdge);
 279     GCPnts_TangentialDeflection aDiscret(aCurve, aCurve.FirstParameter(),
 280       aCurve.LastParameter(), myAngle, aEdgeDeflection, 2);
 281
 282     Standard_Integer aNodesNb = aDiscret.NbPoints();
 283     TColgp_Array1OfPnt   aNodes  (1, aNodesNb);
 284     TColStd_Array1OfReal aUVNodes(1, aNodesNb);
 285     for (Standard_Integer i = 1; i <= aNodesNb; ++i)
 286     {
 287       aNodes  (i) = aDiscret.Value(i);
 288       aUVNodes(i) = aDiscret.Parameter(i);
 289     }
 290
 291     aPoly3D = new Poly_Polygon3D(aNodes, aUVNodes);
 292     aPoly3D->Deflection(myDeflection);
 293
 294     BRep_Builder aBuilder;
 295     aBuilder.UpdateEdge(aEdge, aPoly3D);
 296   }
 297 }
 298
 299 //=======================================================================
 300 //function : edgeDeflection
 301 //purpose  :
 302 //=======================================================================
 303 Standard_Real BRepMesh_IncrementalMesh::edgeDeflection(
 304   const TopoDS_Edge& theEdge)
 305 {
 306   if (myEdgeDeflection.IsBound(theEdge))
 307     return myEdgeDeflection(theEdge);
 308
 309   Standard_Real aEdgeDeflection;
 310   if (myRelative)
 311   {
 312     Standard_Real aScale;
 313     aEdgeDeflection = BRepMesh_ShapeTool::RelativeEdgeDeflection(theEdge,
 314       myDeflection, myMaxShapeSize, aScale);
 315   }
 316   else
 317     aEdgeDeflection = myDeflection;
 318
 319   myEdgeDeflection.Bind(theEdge, aEdgeDeflection);
 320   return aEdgeDeflection;
 321 }
 322
 323 //=======================================================================
 324 //function : faceDeflection
 325 //purpose  :
 326 //=======================================================================
 327 Standard_Real BRepMesh_IncrementalMesh::faceDeflection(
 328   const TopoDS_Face& theFace)
 329 {
 330   if (!myRelative)
 331     return myDeflection;
 332
 333   Standard_Integer aEdgesNb        = 0;
 334   Standard_Real    aFaceDeflection = 0.;
 335
 336   TopExp_Explorer aEdgeIt(theFace, TopAbs_EDGE);
 337   for (; aEdgeIt.More(); aEdgeIt.Next(), ++aEdgesNb)
 338   {
 339     const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aEdgeIt.Current());
 340     aFaceDeflection += edgeDeflection(aEdge);
 341   }
 342
 343   return (aEdgesNb == 0) ? myDeflection : (aFaceDeflection / aEdgesNb);
 344 }
 345
 346 //=======================================================================
 347 //function : update(edge)
 348 //purpose  :
 349 //=======================================================================
 350 void BRepMesh_IncrementalMesh::update(const TopoDS_Edge& theEdge)
 351 {
 352   Standard_Integer aPolyIndex   = 1;
 353   Standard_Real aEdgeDeflection = edgeDeflection(theEdge);
 354   Handle(Poly_PolygonOnTriangulation) aPolygon;
 355   do
 356   {
 357     TopLoc_Location aLoc;
 358     Handle(Poly_Triangulation) aTriangulation;
 359     BRep_Tool::PolygonOnTriangulation(theEdge, aPolygon,
 360       aTriangulation, aLoc, aPolyIndex++);
 361
 362     if (!aTriangulation.IsNull() && !aPolygon.IsNull())
 363     {
 364       if (aPolygon->Deflection() < 1.1 * aEdgeDeflection)
 365         continue;
 366
 367       myModified = Standard_True;
 368       BRepMesh_ShapeTool::NullifyEdge(theEdge, aTriangulation, aLoc);
 369     }
 370
 371     if (!myEmptyEdges.IsBound(theEdge))
 372       myEmptyEdges.Bind(theEdge, BRepMeshCol::MapOfTriangulation());
 373
 374     myEmptyEdges(theEdge).Add(aTriangulation);
 375   }
 376   while (!aPolygon.IsNull());
 377 }
 378
 379 //=======================================================================
 380 //function : isToBeMeshed
 381 //purpose  :
 382 //=======================================================================
 383 Standard_Boolean BRepMesh_IncrementalMesh::toBeMeshed(
 384   const TopoDS_Face&     theFace,
 385   const Standard_Boolean isWithCheck)
 386 {
 387   TopLoc_Location aLoc;
 388   Handle(Poly_Triangulation) aTriangulation =
 389     BRep_Tool::Triangulation(theFace, aLoc);
 390
 391   if (aTriangulation.IsNull())
 392     return Standard_True;
 393
 394   if (isWithCheck)
 395   {
 396     Standard_Real aFaceDeflection = faceDeflection(theFace);
 397     if (aTriangulation->Deflection() < 1.1 * aFaceDeflection)
 398     {
 399       Standard_Boolean isEdgesConsistent = Standard_True;
 400       TopExp_Explorer aEdgeIt(theFace, TopAbs_EDGE);
 401       for (; aEdgeIt.More() && isEdgesConsistent; aEdgeIt.Next())
 402       {
 403         const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aEdgeIt.Current());
 404         if (!myEmptyEdges.IsBound(aEdge))
 405           continue;
 406
 407         isEdgesConsistent &= myEmptyEdges(aEdge).Contains(aTriangulation);
 408       }
 409
 410       if (isEdgesConsistent)
 411         return Standard_False;
 412     }
 413   }
 414
 415   // Nullify edges
 416   TopExp_Explorer aEdgeIt(theFace, TopAbs_EDGE);
 417   for (; aEdgeIt.More(); aEdgeIt.Next())
 418   {
 419     const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aEdgeIt.Current());
 420     BRepMesh_ShapeTool::NullifyEdge(aEdge, aTriangulation, aLoc);
 421   }
 422
 423   BRepMesh_ShapeTool::NullifyFace(theFace);
 424   return Standard_True;
 425 }
 426
 427 //=======================================================================
 428 //function : update(face)
 429 //purpose  :
 430 //=======================================================================
 431 void BRepMesh_IncrementalMesh::update(const TopoDS_Face& theFace)
 432 {
 433   if (!toBeMeshed(theFace, Standard_True))
 434     return;
 435
 436   myModified = Standard_True;
 437   myMesher->Add(theFace, mySharedFaces);
 438
 439   BRepMesh_Status aStatus = myMesher->CurrentFaceStatus();
 440   myStatus |= (Standard_Integer)aStatus;
 441   if (aStatus != BRepMesh_ReMesh)
 442     return;
 443
 444   BRepMeshCol::MapOfShape aUsedFaces;
 445   aUsedFaces.Add(theFace);
 446
 447   TopExp_Explorer aEdgeIt(theFace, TopAbs_EDGE);
 448   for (; aEdgeIt.More(); aEdgeIt.Next())
 449   {
 450     const TopoDS_Edge& aEdge = TopoDS::Edge(aEdgeIt.Current());
 451     if (mySharedFaces.FindIndex(aEdge) == 0)
 452       continue;
 453
 454     const TopTools_ListOfShape& aSharedFaces = mySharedFaces.FindFromKey(aEdge);
 455     TopTools_ListIteratorOfListOfShape aSharedFaceIt(aSharedFaces);
 456     for (; aSharedFaceIt.More(); aSharedFaceIt.Next())
 457     {
 458       const TopoDS_Face& aFace = TopoDS::Face(aSharedFaceIt.Value());
 459       if (aUsedFaces.Contains(aFace))
 460         continue;
 461
 462       aUsedFaces.Add(aFace);
 463       toBeMeshed(aFace, Standard_False);
 464
 465       myMesher->Add(aFace, mySharedFaces);
 466       myStatus |= (Standard_Integer)myMesher->CurrentFaceStatus();
 467     }
 468   }
 469 }
 470
 471 //=======================================================================
 472 //function : Discret
 473 //purpose  :
 474 //=======================================================================
 475 Standard_Integer BRepMesh_IncrementalMesh::Discret(
 476   const TopoDS_Shape&    theShape,
 477   const Standard_Real    theDeflection,
 478   const Standard_Real    theAngle,
 479   BRepMesh_PDiscretRoot& theAlgo)
 480 {
 481   BRepMesh_IncrementalMesh* anAlgo = new BRepMesh_IncrementalMesh();
 482   anAlgo->SetDeflection(theDeflection);
 483   anAlgo->SetAngle     (theAngle);
 484   anAlgo->SetShape     (theShape);
 485   anAlgo->SetParallel  (IS_IN_PARALLEL);
 486   theAlgo = anAlgo;
 487   return 0; // no error
 488 }
 489
 490 //=======================================================================
 491 //function : IsParallelDefault
 492 //purpose  :
 493 //=======================================================================
 494 Standard_Boolean BRepMesh_IncrementalMesh::IsParallelDefault()
 495 {
 496 #ifdef HAVE_TBB
 497   return IS_IN_PARALLEL;
 498 #else
 499   // no alternative parallelization yet - flag has no meaning
 500   return Standard_False;
 501 #endif
 502 }
 503
 504 //=======================================================================
 505 //function : Discret
 506 //purpose  :
 507 //=======================================================================
 508 void BRepMesh_IncrementalMesh::SetParallelDefault(
 509   const Standard_Boolean theInParallel)
 510 {
 511   IS_IN_PARALLEL = theInParallel;
 512 }
 513
 514 //! Export Mesh Plugin entry function
 515 DISCRETPLUGIN(BRepMesh_IncrementalMesh)