neighbours.h

Go to the documentation of this file.

/*!
 *
 * Copyright (C) 2015 Technical University of Liberec.  All rights reserved.
 * 
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
 * the terms of the GNU General Public License version 3 as published by the
 * Free Software Foundation. (http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.en.html)
 * 
 * This program 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 General Public License for more details.
 *
 * 
 * @file    neighbours.h
 * @brief   
 */

#ifndef MAKE_NEIGHBOURS_H
#define MAKE_NEIGHBOURS_H

#include "mesh/sides.h"
#include "mesh/edges.h"
#include "mesh/elements.h"
#include "mesh/mesh.h"
#include "mesh/accessors.hh"



class Edge;
class SideIter;
/**
 * Navrh algoritmu pro hledani pruniku elementu dvou siti (libovlnych dimenzi)
 * algoritmus postupuje od bodu pruniku pres usecky a polygony k mnohostenum
 *
 * Vstup: Sit1 dimenze d1 a Sit2 dimenze d2
 * predpoladam d1<=d2
 *
 * 1) hladam body na hranici pruniku tj.
 *    Intersection<d> <d_e1,d_e2> .. prunik ma dimenzi d a pronikaji se simplexy dimenze d_e1, a d_e2
 *
 *    Intersection<0><0,0>  .. totozne vrcholy El<0>
 *    Intersection<0><0,1> a <1,0> .. vrchol jedne site lezi na hrane druhe site
 *    Intersection<0><0,n> a <n,0> .. vrchol lezi na El<n> druhe site
 *
 *    Intersection<0><1,1> .. bodovy prusecik dvou usecek v rovine
 *    Intersection<0><1,2> a <2,1> ... prusecik hrany a trojuhelnika
 *    ... dalsi zvlastni pripady vcetne <0><3,3> .. tetrahedrony s vrcholem na povrchu druheho
 *
 * 2) liniove pruniky Intersection<1>:
 *    Intersection<1><1,1> .. usecky na spolecne primce
 *    Intersection<1><1,2> a <2,1>.. usecka v rovine trojuhelnika
 *    Intersection<1><1,3> a <3,1> .. usecka a tetrahedron
 *    Intersection<1><2,2> .. prusecik dvou trojuhelniku
 *    Intersection<1><2,3> a <3,2> .. trojuhelnik a hrana tetrahedronu
 *    ..
 *
 * ... doprcic je to fakt hodne moznosti a je otazka, zda je nutne je vsechny rozlisovat
 *
 * Algoritmus by mel probuhat takto:
 *
 * 1) Najdu vrchol V site 1 a element E site 2 aby V byl v E
 *    (to neni tak trivialni, pokud site nepokryvaji stejnou oblast ale snad by to slo hledat v
 *     pruniku obalovych boxu)
 * 2) najdu pruseciky P_i hran z vrcholu V s povrchem E,
 *    konstruuju vsechny potrebne pruniky elementu majici vrchol V s elementem E
 *
 *    Sousedni elementy spolu s hranami ktere do nich vedou ulozim do prioritni fronty.
 *
 * 3) Vyberu z prioritni fronty novy E, pricemz vyuzivam spositane pruseciky psislusne steny a okoli vrcholu V
 *    tj. jdu po hranach po kterych jsem do noveho lementu prisel a najdu vsechny hranove pruniky, pak konstuuju slozitejsi pruniky
 *    az mam vsechny pruniky s novym elementem ...
 *
 *    ...
 *
 *    Prioritni fronta by preferovala elementy do kterych jsem se nejvicekrat dostal, tim se snazim minimalizovat povrch projite oblasti.
 *    Je ale mozne, ze to algoritmus naopak zpomali, pokud je prioritni fronta log(n).
 *
 *    Zpracovani jednoho elementu tedy zahrnuje
 *    1) trasovani hran:
 *       pro hranu H: testuju hledam prusecik se ctyrstenem:
 *         ANO -> pamatuju si hranovy prunik a ke stene (resp. sousednimu elementu) kde hrana vychazi pridam vychozi hranu
 *         NE -> konci ve vrcholu, dalsi hrany vychazejici z vrcholu pridam na seznam hran vchazejicich do elementu
 *
 *    2) po nalezeni pruniku vsech hran, hledam pruniky vsech vchazejicich ploch:
 *       jedna plocha ma se vstupni stenou useckovy prunik na jehoz konci jsou:
 *        *vstupni hrana
 *        * okraj steny
 *       kazdopadne trasuju okraj plosneho pruniku pres povrch elementu, nebo po vstupnich hranach,
 *       pokud prunikova plocha obsahuje vrchol tvorim nove vstupni plochy ...
 *
 *    3) Podobne trasuju vchazejici objemy
 *
 *    ?? lze nejak vyuzit pokud ma element vice vstupnich sten
 *       minimalne se da kontrolovat ...
 *
 *
 *  Struktura systemu pruniku do budoucna:
 *  1) trida IntersectionManager, ma matici vektoru. Na poli A(i,j) je vektor lokalnich souradnic na elementu dimenze i
 *     pruniku dimenze j.
 *  2) Jeden intersection objekt je pak iterator dvou elementu a dva indexy lokalnich souradnic v prislusnych vektorech
 *
 *  Prozatim to zjednodusime tak, ze
 *
 *
 *  Nakonec potrebuju pocitat integral pres prunik z nejake funkce f(phi_a(x), phi_b(x)), kde phi_a je bazova funkce na jednom elementu a phi_b na druhem.
 *  To budu delat numerickou kvadraturou, takze potrebuji zobrazit prunik na jednotkovy simplex. Pro uzel kvardatury x_i musim najit body a_i a b_i na
 *  referencnich elementech A a B. Tj potrebuju lokalni souradnice (to jsou souradnice na referencnich elementech) kvadraturnich bodu. V nic pak umim spocitat hodnotu bazovych funkci
 *  a pak i hodnotu funkce f.
 *
 *
 *
 */



/**
 * Class only for VB neighbouring.
 */
class Neighbour
{
public:
    Neighbour();

    void reinit(Mesh *mesh, unsigned int elem_idx, unsigned int edge_idx);

    // side of the edge in higher dim. mesh
    inline SideIter side();

    inline unsigned int edge_idx();

    // edge of higher dimensional mesh in VB neigh.
    inline Edge *edge();

    // element of lower dimension mesh in VB neigh.
    inline ElementAccessor<3> element();

private:
    Mesh * mesh_;            ///< Pointer to Mesh to which belonged
    unsigned int elem_idx_;  ///< Index of element in Mesh::element_vec_
    unsigned int edge_idx_;  ///< Index of Edge in Mesh

    friend class Mesh;
};


// side of the edge in higher dim. mesh
inline SideIter Neighbour::side() {
    OLD_ASSERT( edge()->n_sides == 1 , "VB neighbouring with %d sides.\n", edge()->n_sides);
    //DebugOut().fmt("VB neighbouring with {} sides.\n", edge_->n_sides);
    return edge()->side(0);
}

inline unsigned int Neighbour::edge_idx() {
    return edge_idx_;
}

// edge of lower dimensional mesh in VB neigh.
inline Edge *Neighbour::edge() {
    return &( mesh_->edges[ edge_idx_] );
}

// element of higher dimension mesh in VB neigh.
inline ElementAccessor<3> Neighbour::element() {
    return mesh_->element_accessor(elem_idx_);
}


#endif
//-----------------------------------------------------------------------------
// vim: set cindent: