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/*******************************************************************************
 * CGoGN: Combinatorial and Geometric modeling with Generic N-dimensional Maps  *
 * version 0.1                                                                  *
 * Copyright (C) 2009, IGG Team, LSIIT, University of Strasbourg                *
 *                                                                              *
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 * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the *
 * Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your     *
 * option) any later version.                                                   *
 *                                                                              *
 * This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT  *
 * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or        *
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License  *
 * for more details.                                                            *
 *                                                                              *
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 * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA.           *
 *                                                                              *
 * Web site: https://iggservis.u-strasbg.fr/CGoGN/                              *
 * Contact information: cgogn@unistra.fr                                        *
 *                                                                              *
 *******************************************************************************/

#include <list>

namespace CGoGN
{

namespace Algo
{

namespace Modelisation
{

namespace Tetrahedron
{
38 39 40
/************************************************************************************************
 * 																		Tetrahedron functions															   *
 ************************************************************************************************/
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41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

template <typename PFP>
bool isTetrahedron(typename PFP::MAP& the_map, Dart d)
{
	DartMarkerStore mark(*the_map);			// Lock a marker
	bool isTetrahedron = true;				// Last return value

	std::list<Dart> visitedFaces;			// Faces that are traversed
	visitedFaces.push_back(d);
	std::list<Dart>::iterator faces;

	int nbFaces = 0;						// Count the faces

	//Test the number of faces end its valency
	for(faces = visitedFaces.begin() ; isTetrahedron && faces != visitedFaces.end() ; ++faces)
	{
		Dart dc = *faces;

		//if this dart is not marked
		if(!mark.isMarked(dc))
		{
			//test the valency of this face
			if(dc != the_map.phi1(the_map.phi1(the_map.phi1(dc))))
				isTetrahedron = false;
			else
			{
				//mark them
				mark.markOrbit(DART_ORBIT,dc);
				//if phi2 not marked
				if(!mark.markOrbit(DART_ORBIT, the_map.phi2(dc)))
					visitedFaces.push_back(the_map.phi2(dc));

				//increase the number of faces
				nbFaces++;

				//too much faces
				if(nbFaces > 4)
					isTetrahedron = false;
				// or count the size of the face
				else
				{
					mark.markOrbit(DART_ORBIT, the_map.phi1(dc));
					//if phi12 not marked
					if(!mark.markOrbit(DART_ORBIT, the_map.phi2(the_map.phi1(dc))))
						visitedFaces.push_back(the_map.phi2(the_map.phi1(dc)));
					mark.markOrbit(DART_ORBIT, the_map.phi_1(dc));
					//if phi_12 not marked
					if(!mark.markOrbit(DART_ORBIT, the_map.phi2(the_map.phi_1(dc))))
						visitedFaces.push_back(the_map.phi2(the_map.phi_1(dc)));
				}
			}
		}
	}

	//nettoyage
	mark.unmarkAll();

	return isTetrahedron;
}

101 102 103
/************************************************************************************************
 * 																		Topological functions															   *
 ************************************************************************************************/
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104

105
//sew a face into the edge
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106
template <typename PFP>
107
Dart linkIntoEdge(typename PFP::MAP& map, Dart d, Dart e)
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108
{
109 110 111 112 113
	Dart e2 = map.phi2(e);
	Dart d3 = map.phi3(d);

	//Decoud les 2 brins
	map.unsewFaces(e);
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114

115 116 117
	//Coudre la nouvelle face au milieu de l'ancienne arête
	map.sewFaces(e2,d3);
	map.sewFaces(e,d);
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118

119 120
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d, map.getEmbedding(e2,VERTEX_ORBIT)) ;
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d3, map.getEmbedding(e,VERTEX_ORBIT)) ;
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121

122 123
	return e2;
}
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124

125 126 127 128 129 130
//unsew a face from the edge
template <typename PFP>
void unlinkFromEdge(typename PFP::MAP& map, Dart d)
{
	Dart d3 = map.phi3(d);

131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155
//	if(map.isOrbitEmbedded(VERTEX_ORBIT))
//	{
//		//Si la face n'est pas libre en phi2
//		if(map.phi2(d) != d && map.phi2(d3) != d3)
//		{
//			unsigned int dVEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d) ;
//			if(dVEmb != EMBNULL)
//			{
//				map.embedOrbit(VERTEX_ORBIT, d, dVEmb) ;
//				map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d, EMBNULL) ;
//			}
//
//			unsigned int d3VEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d3) ;
//			if(d3VEmb != EMBNULL)
//			{
//				map.embedOrbit(VERTEX_ORBIT, d3, d3VEmb) ;
//				map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, d3, EMBNULL) ;
//			}
//		}
//		//Si la face est libre en phi2
//		else
//		{
//
//		}
//	}
156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

	Dart e2 = map.phi2(d3);
	Dart d2 = map.phi2(d);
	map.unsewFaces(e2);
	map.unsewFaces(d2);
	map.sewFaces(d2,e2);
}

template <typename PFP>
void unlinkFace(typename PFP::MAP& map, Dart d)
{
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167 168 169
	Dart e = d;
	do
	{
170 171
		unlinkFromEdge<PFP>(map, e);
		e = map.phi1(e);
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172 173
	}
	while (e != d);
174
}
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175

176 177 178 179 180
template <typename PFP>
void insertFace(typename PFP::MAP& map, Dart d, Dart nF)
{
	Dart dd = d;
	Dart nFd = nF;
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181

182 183
	do {
		//TODO linkIntoEdge
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184

185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231
		Dart d2 = map.phi2(dd);
		map.unsewFaces(dd);
		map.sewFaces(dd,nFd);
		map.sewFaces(d2,map.phi3(nFd));

		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, nFd, map.getEmbedding(d2,VERTEX_ORBIT)) ;
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi3(nFd), map.getEmbedding(dd,VERTEX_ORBIT)) ;

		dd = map.phi_1(map.phi2(map.phi_1(dd)));
		nFd = map.phi1(nFd);

	} while (nFd != nF);
}

/***********************************************************************************************
 * 										swap functions										   *
 ***********************************************************************************************/
//ok
template <typename PFP>
void swap2To2(typename PFP::MAP& map, Dart d)
{
	//save a dart from a non-modifed-face of one tetrahedron
	Dart r = map.phi2(d);

	//detach common face from tetrahedron from the rest of the faces
	unlinkFace<PFP>(map, d);

	//flip the middle edge
	map.flipEdge(r);
	Dart e = map.phi2(r);

	unsigned int dVEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, r) ;
	if(dVEmb != EMBNULL)
	{
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(r), dVEmb) ;
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, r, EMBNULL) ;
	}

	unsigned int eVEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, e) ;
	if(eVEmb != EMBNULL)
	{
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(e), eVEmb) ;
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, e, EMBNULL) ;
	}

	//insert the face in the flipped edge
	insertFace<PFP>(map, r, d);
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232 233 234

	Dart dd = d;
	do {
235 236 237 238 239 240
		Dart e = map.phi2(dd);
		Dart e2= map.phi2(map.phi3(dd));

		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, dd, map.getEmbedding(e2,VERTEX_ORBIT)) ;
		map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi3(dd), map.getEmbedding(e,VERTEX_ORBIT)) ;

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241

242 243
		dd = map.phi1(dd);
	} while( dd!=d);
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244 245 246 247 248

}

//ok
template <typename PFP>
249
void swap4To4(typename PFP::MAP& map, Dart d)
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250 251 252
{
	//!! 4 decouture inutile, seule l'intersection du centre doit etre decousu puis recousu

253 254
	Dart e = map.phi2(map.phi3(d));
	Dart dd = map.phi2(d);
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255 256

	//unsew middle crossing darts
257 258
	map.unsewVolumes(d);
	map.unsewVolumes(map.phi2(map.phi3(dd)));
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259

260 261
	Algo::Modelisation::Tetrahedron::swap2To2<PFP>(map, dd);
	Algo::Modelisation::Tetrahedron::swap2To2<PFP>(map, e);
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262 263

	//sew middle darts so that they do not cross
264 265
	map.sewVolumes(d,map.phi2(map.phi3(e)));
	map.sewVolumes(map.phi2(map.phi3(dd)),map.phi2(e));
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266 267 268
}

template <typename PFP>
269
void swap3To2(typename PFP::MAP& map, Dart d)
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270
{
271 272 273
	Dart en1 = map.phi_1(map.phi2(d));
	Dart en2 = map.phi1(d);
	Dart fi = map.phi2(en1);
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274

275 276 277
	//Decouture de la premiere face
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en1));
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en2));
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278

279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332
	//Decouture de la seconde face
	en1 = map.phi1(map.phi2(en1));
	en2 = map.phi_1(map.phi2(en2));
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en1));
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en2));

	//Decouture de la troisieme face
	en1 = map.phi1(map.phi2(en1));
	en2 = map.phi_1(map.phi2(en2));
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en1));
	unlinkFromEdge<PFP>(map, map.phi2(en2));

	//Faces interieurs
	Dart fi2 = map.phi2(map.phi1(fi));
	Dart fi3 = map.phi2(map.phi3(map.phi1(fi)));

	map.deleteFace(fi);
	map.deleteFace(fi2);
	map.deleteFace(fi3);

	    //Couture de cette face au milieu des 2 tetraedres
	    Dart f = map.newFace(3);
	    Dart fprim = map.newFace(3);
	    map.sewVolumes(f,fprim);
	//     Dart en = linkIntoEdge(f,d);

	    Dart ff=f;
	    Dart en= d;
	    do {
	        Dart e2 = map.phi2(en);
	        Dart d3 = map.phi3(ff);
	        map.unsewFaces(en);
	        map.sewFaces(e2,d3);
	        map.sewFaces(en,ff);

	        en = map.phi_1(map.phi2(map.phi_1(en)));

	        ff = map.phi1(ff);
	    } while(ff!=f);


		Dart dd = d;

		do {
			Dart e = map.phi2(map.phi3(map.phi2(dd)));

			unsigned int eVEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, e) ;
			unsigned int ddVEmb = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, dd) ;

			map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi2(dd), eVEmb) ;
			map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi2(e), ddVEmb) ;

			dd = map.phi1(map.phi2(map.phi1(dd)));
		} while( dd!=d);
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333 334 335 336 337 338 339 340

}



//[precond] le brin doit venir d'une face partagé par 2 tetraèdres
// renvoie un brin de l'ancienne couture entre les 2 tetras qui est devenu une arête
template <typename PFP>
341
Dart swap2To3(typename PFP::MAP& map, Dart d)
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342
{
343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390
	Dart e = map.phi1(map.phi2(map.phi3(d)));

	unsigned int p1 = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(map.phi2(d))) ;
	unsigned int p2 = map.getDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi2(map.phi1(map.phi2(map.phi3(d))))) ;

	//détachement des demi-faces du milieu
	//garde la relation volumique qui les lies
	//relie les faces de bords des 2 tetraèdres
	//renvoie le brin de base d'un des 2 tétraèdres
	unlinkFace<PFP>(map, d);

	//Couture de la premiere face
	Dart en1 = linkIntoEdge<PFP>(map,d,e);
	Dart en2 = linkIntoEdge<PFP>(map, map.phi1(d), map.phi_1(map.phi2(map.phi_1(e))));
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(d), p1);
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi1(map.phi3(d)), p2);

	///Couture de la seconde face
	en1 = map.phi1(map.phi1(en1));
	en2 = map.phi_1(map.phi_1(en2));

	Dart f1 = map.newFace(3);
	Dart f1prim = map.newFace(3);
	map.sewVolumes(f1,f1prim);
	en1 = linkIntoEdge<PFP>(map, f1,en1);
	en2 = linkIntoEdge<PFP>(map, map.phi1(f1),en2);

	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(f1), p1);
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi1(map.phi3(f1)), p2);

	///Couture de la troisieme face
	en1 = map.phi1(map.phi1(en1));
	en2 = map.phi_1(map.phi_1(en2));

	Dart f2 = map.newFace(3);
	Dart f2prim = map.newFace(3);
	map.sewVolumes(f2,f2prim);
	en1 = linkIntoEdge<PFP>(map, f2,en1);
	en2 = linkIntoEdge<PFP>(map, map.phi1(f2),en2);

	//couture des 3 faces du milieu
	map.sewFaces(map.phi_1(d), map.phi1(map.phi3(f2)));
	map.sewFaces(map.phi1(map.phi3(d)), map.phi_1(f1));
	map.sewFaces(map.phi1(map.phi3(f1)), map.phi_1(f2));

	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi_1(f2), p1);
	map.setDartEmbedding(VERTEX_ORBIT, map.phi1(map.phi3(f2)), p2);

391
	return map.phi_1(d);
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392 393 394 395 396 397 398
}

template <typename PFP>
void swap5To4(typename PFP::MAP& map, Dart d, typename PFP::TVEC3& positions)
{


399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633
}

/************************************************************************************************
 *																		Flip Functions 																	   *
 ************************************************************************************************/


template <typename PFP>
void flip1To4(typename PFP::MAP& map, Dart d, typename PFP::TVEC3& position)
{
	typedef typename PFP::TVEC3 TVEC3;
	typedef typename PFP::VEC3 VEC3;


	//parcourir le tetra est sauvegarder un brin de chaque face + calcul du centroid
	VEC3 volCenter;
	unsigned count = 0 ;

	DartMarkerStore mf(map);		// Lock a face marker to save one dart per face
	DartMarkerStore mv(map);		// Lock a vertex marker to compute volume center

	std::vector<Dart> visitedFaces;
	visitedFaces.reserve(4);
	visitedFaces.push_back(d);

	mf.markOrbit(FACE_ORBIT, d) ;

	//TODO diminuer complexite avec boucle specifique aux tetras
	for(std::vector<Dart>::iterator face = visitedFaces.begin(); face != visitedFaces.end(); ++face)
	{
		Dart e = *face ;
		do
		{
			//compute volume centroid
			if(!mv.isMarked(e))
			{
				volCenter += position[e];
				++count;
				mv.markOrbit(VERTEX_ORBIT, e);
			}

			// add all face neighbours to the table
			Dart ee = map.phi2(e) ;
			if(!mf.isMarked(ee)) // not already marked
			{
				visitedFaces.push_back(ee) ;
				mf.markOrbit(FACE_ORBIT, ee) ;
			}

			e = map.phi1(e) ;
		} while(e != *face) ;
	}

	volCenter /= typename PFP::REAL(count) ;

	//store the new faces to 3-sew
	std::vector<std::pair<Dart,Dart> > nFaces;
	nFaces.reserve(6);

	//triangule chaque face avec plongement au centroid
	for (std::vector<Dart>::iterator face = visitedFaces.begin(); face != visitedFaces.end(); ++face)
	{

		// on decoud et on ferme le trou
		Dart temp = *face;
		do
		{
			nFaces.push_back(std::pair<Dart,Dart>(temp, map.phi2(temp)));
			map.unsewFaces(temp);
			temp = map.phi1(temp);
		}
		while(temp != *face);

		map.closeHole(*face);

		Dart fi = map.phi2(*face);

		Dart cd = Algo::Modelisation::trianguleFace<PFP>(map, fi);
		position[cd] = volCenter;
	}

	//coudre les nouveaux brins entre eux par phi3
	for (std::vector<std::pair<Dart,Dart> >::iterator face =nFaces.begin(); face != nFaces.end(); ++face)
	{

		if(map.phi3(map.phi2((*face).first)) == map.phi2((*face).first))
			map.sewVolumes(map.phi2((*face).first), map.phi2((*face).second));
	}
}

/************************************************************************************************
 *																		Bisection Functions 															   *
 ************************************************************************************************/
template <typename PFP>
void edgeBisection(typename PFP::MAP& map, Dart d, typename PFP::TVEC3& position)
{
	//coupe l'arete en 2
	Dart f = map.phi1(d);
	map.cutEdge(d);
	Dart e = map.phi1(d);
	position[e] = position[d];
	position[e] += position[f];
	position[e] *= 0.5;


	//split de la face de d
	map.splitFace(map.phi_1(d), map.phi1(d));

	//alpha2(d)
	Dart dd = map.alpha2(d);

	//si alpha2 == d
	if(dd == d)
	{
		map.splitFace(map.phi2(d), map.phi1(map.phi1(map.phi2(d))));
		std::cout << "dd == d" << std::endl;
	}
	else
	{
		Dart prev = d;

		while (dd!=d)
		{
			prev = dd;
			dd = map.alpha2(dd);

			std::cout << "plop" << std::endl;
			map.splitFace(map.phi_1(prev), map.phi1(prev));
		}

		if(map.phi3(map.phi2(dd)) == map.phi2(dd))
		{
			map.splitFace(map.phi2(dd), map.phi1(map.phi1(map.phi2(dd))));
		}

	}

	Dart temp = d;
	do{


		//insertion de la face
		//decouture des 2 bouts
		Dart etemp = map.phi2(map.phi1(temp));

		map.unsewFaces(map.phi1(temp));
		map.unsewFaces(map.phi_1(map.phi2(temp)));
		map.unsewFaces(map.phi1(map.phi2(map.phi_1(temp))));

		//fermture des 2 trous
		map.closeHole(map.phi1(temp));
		map.closeHole(etemp);

		//recouture par phi3
		map.sewVolumes(map.phi2(map.phi1(temp)), map.phi2(etemp));


		temp = map.alpha2(temp);
	}
	while(temp != d);


//	if(map.phi3(d) == d)
//	{
//		map.splitFace(map.phi_1(d), map.phi1(d));
//		d = map.phi2(d);
//	}
//
//
//	Dart prev = d;
//	Dart dd = map.alpha2(d);
//
//	//
//	map.splitFace(d, map.phi1(map.phi1(d)));
//
//	//si phi3(d) != d
//	map.splitFace(map.phi_1(d), map.phi1(d));
//
//	//map.splitFace(map.phi2(d), map.phi1(map.phi1(map.phi2(d))));
//
//	//map.Map2::splitFace(map.phi_1(d), map.phi1(d));
//	//map.Map2::splitFace(map.phi2(d), map.phi1(map.phi1(map.phi2(d))));
//
//	//		if(map.phi3(d) == d)
//	//		{
//	//			map.splitFace(map.phi2(d), map.phi1(map.phi1(map.phi2(d))));
//	//		}
//
//	while (dd!=d)
//	{
//		prev = dd;
//		dd = map.alpha2(dd);
//
//		map.splitFace(map.phi_1(prev), map.phi1(prev));
//	}



//	DartMarkerStore mf(map);
//
//
//	//tout autour de l'arete
//	Dart temp = d;
//	do{
//
//		if(!mf.isMarked(temp))
//		{
//			//split les 2 faces le long
//			map.splitFace(map.phi_1(temp), map.phi1(temp));
//			map.splitFace(map.phi2(temp), map.phi1(map.phi1(map.phi2(temp))));
//
//			mf.markOrbit(FACE_ORBIT, temp);
//			mf.markOrbit(FACE_ORBIT, map.phi2(temp));
//		}
//			//insertion de la face
//			//decouture des 2 bouts
//			Dart etemp = map.phi2(map.phi1(temp));
//
//			map.unsewFaces(map.phi1(temp));
//			map.unsewFaces(map.phi_1(map.phi2(temp)));
//			map.unsewFaces(map.phi1(map.phi2(map.phi_1(temp))));
//
//			//fermture des 2 trous
//			map.closeHole(map.phi1(temp));
//			map.closeHole(etemp);
//
//			//recouture par phi3
//			map.sewVolumes(map.phi2(map.phi1(temp)), map.phi2(etemp));
//
//
//
//		temp = map.alpha2(temp);
//	}
//	while(temp != d);

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Pierre Kraemer committed
634 635 636 637 638 639 640 641
}

}//end namespace Tetrahedron
}//end namespace Modelisation
}//end namespace Algo
}//end namespace CGoGN