EMCAL/AliEMCALGeoUtils.h

   1 #ifndef ALIEMCALGEOUTILS_H
   2 #define ALIEMCALGEOUTILS_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //_________________________________________________________________________
   7 // class for geometry transformations in EMCAL
   8 // this class contains AliRoot-independent transformations,
   9 // AliRoot part is in AliEMCALGeometry
  10 //
  11 //*-- Author: Magali Estienne
  12
  13 // --- ROOT system ---
  14 #include <TNamed.h>
  15 #include <TMath.h>
  16 #include <TArrayD.h>
  17 #include <TVector3.h>
  18 #include <TGeoMatrix.h>
  19 class TBrowser ;
  20 class TParticle ;
  21
  22 // --- AliRoot header files ---
  23 #include "AliEMCALEMCGeometry.h"
  24 #include "AliEMCALGeoParams.h"
  25 class AliEMCALShishKebabTrd1Module;
  26 #include "AliLog.h"
  27
  28 class AliEMCALGeoUtils : public TNamed {
  29
  30 public:
  31
  32   AliEMCALGeoUtils();
  33   AliEMCALGeoUtils(const Text_t* name, const Text_t* title="");
  34   AliEMCALGeoUtils(const AliEMCALGeoUtils & geom);
  35
  36   virtual ~AliEMCALGeoUtils(void);
  37   AliEMCALGeoUtils & operator = (const AliEMCALGeoUtils  & rvalue);
  38
  39   /////////////
  40   // TRD1 stuff
  41   void    CreateListOfTrd1Modules();
  42   TList  *GetShishKebabTrd1Modules() const {return fShishKebabTrd1Modules;}
  43   AliEMCALShishKebabTrd1Module *GetShishKebabModule(Int_t neta) const;
  44
  45   void PrintGeometry();
  46   void PrintCellIndexes(Int_t absId=0, int pri=0, const char *tit="") const ;  //*MENU*
  47   virtual void Browse(TBrowser* b);
  48   virtual Bool_t  IsFolder() const;
  49
  50   virtual Bool_t Impact(const TParticle *) const;
  51   void ImpactOnEmcal(TVector3 vtx, Double_t theta, Double_t phi, Int_t & absId, TVector3 & vimpact) const;
  52   Bool_t IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const;
  53
  54
  55   AliEMCALEMCGeometry* GetEMCGeometry() const { return fEMCGeometry;}
  56
  57   //////////////////////////
  58   // Global geometry methods
  59   //
  60   void GetGlobal(const Double_t *loc, Double_t *glob, int ind) const;
  61   void GetGlobal(const TVector3 &vloc, TVector3 &vglob, int ind) const;
  62   void GetGlobal(Int_t absId, Double_t glob[3]) const;
  63   void GetGlobal(Int_t absId, TVector3 &vglob) const;
  64
  65   ////////////////////////////////////////
  66   // May 31, 2006; ALICE numbering scheme:
  67   // see ALICE-INT-2003-038: ALICE Coordinate System and Software Numbering Convention
  68   // All indexes are stared from zero now.
  69   //
  70   // abs id <-> indexes; Shish-kebab case, only TRD1 now.
  71   // EMCAL -> Super Module -> module -> tower(or cell) - logic tree of EMCAL
  72   //
  73   //**  Usual name of variable - Dec 18,2006 **
  74   //  nSupMod - index of super module (SM)
  75   //  nModule - index of module in SM
  76   //  nIphi   - phi index of tower(cell) in module
  77   //  nIeta   - eta index of tower(cell) in module
  78   //
  79   //  Inside SM
  80   //  iphim   - phi index of module in SM
  81   //  ietam   - eta index of module in SM
  82   //
  83   //  iphi    - phi index of tower(cell) in SM
  84   //  ieta    - eta index of tower(cell) in SM
  85   //
  86   // for a given tower index absId returns eta and phi of gravity center of tower.
  87   void    EtaPhiFromIndex(Int_t absId, Double_t &eta, Double_t &phi) const;
  88   void    EtaPhiFromIndex(Int_t absId, Float_t &eta, Float_t &phi) const;
  89
  90   Bool_t  GetAbsCellIdFromEtaPhi(Double_t eta,Double_t phi, Int_t &absId) const;
  91   Bool_t  SuperModuleNumberFromEtaPhi(Double_t eta, Double_t phi, Int_t &nSupMod) const;
  92   Int_t   GetAbsCellId(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t nIphi, Int_t nIeta) const;
  93   Bool_t  CheckAbsCellId(Int_t absId) const;
  94   Bool_t  GetCellIndex(Int_t absId, Int_t &nSupMod, Int_t &nModule, Int_t &nIphi,
  95                        Int_t &nIeta) const;
  96   // Local coordinate of Super Module
  97   void    GetModulePhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t &iphim,
  98                                         Int_t &ietam) const;
  99   void    GetCellPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t nIphi, Int_t nIeta,
 100                                       Int_t &iphi, Int_t &ieta) const ;
 101   Int_t   GetSuperModuleNumber(Int_t absId)  const;
 102   Int_t   GetNumberOfModuleInPhiDirection(Int_t nSupMod)  const
 103   {
 104     if(fKey110DEG == 1 && nSupMod>=10) return fNPhi/2;
 105     else                               return fNPhi;
 106   }
 107   // From cell indexes to abs cell id
 108   void    GetModuleIndexesFromCellIndexesInSModule(Int_t nSupMod, Int_t iphi, Int_t ieta,
 109                                               Int_t &iphim, Int_t &ietam, Int_t &nModule) const;
 110   Int_t   GetAbsCellIdFromCellIndexes(Int_t nSupMod, Int_t iphi, Int_t ieta) const;
 111
 112   // Methods for AliEMCALRecPoint - Feb 19, 2006
 113   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t &xr, Double_t &yr, Double_t &zr) const;
 114   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t loc[3]) const;
 115   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, TVector3 &vloc) const;
 116
 117   // Local Coordinates of SM
 118   TArrayD  GetCentersOfCellsEtaDir() const {return fCentersOfCellsEtaDir;}        // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (eta or z in SM, in cm)
 119   TArrayD  GetCentersOfCellsXDir()   const {return fCentersOfCellsXDir;}          // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (       x in SM, in cm)
 120   TArrayD  GetCentersOfCellsPhiDir() const {return fCentersOfCellsPhiDir;}        // size fNPhi*fNPHIdiv (for TRD1 only) (phi or y in SM, in cm)
 121   //
 122   TArrayD  GetEtaCentersOfCells() const {return fEtaCentersOfCells;}           // [fNEta*fNETAdiv*fNPhi*fNPHIdiv], positive direction (eta>0); eta depend from phi position;
 123   TArrayD  GetPhiCentersOfCells() const {return fPhiCentersOfCells;}           // [fNPhi*fNPHIdiv] from center of SM (-10. < phi < +10.)
 124
 125   //
 126   // Tranforms Eta-Phi Module index in TRU into Eta-Phi index in Super Module
 127   void     GetModulePhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(
 128                Int_t itru, Int_t iphitru, Int_t ietatru, Int_t &ietaSM, Int_t &iphiSM) const;
 129   Int_t   GetAbsTRUNumberFromNumberInSm(const Int_t row, const Int_t col, const Int_t sm) const ;
 130
 131
 132   void     BuildFastOR2DMap();
 133   Bool_t   GetAbsFastORIndexFromTRU(const Int_t iTRU, const Int_t iADC, Int_t& id) const;
 134   Bool_t                    GetAbsFastORIndexFromPositionInTRU(const Int_t iTRU, const Int_t iEta, const Int_t iPhi, Int_t& id) const;
 135   Bool_t                    GetAbsFastORIndexFromPositionInSM( const Int_t  iSM, const Int_t iEta, const Int_t iPhi, Int_t& id) const;
 136   Bool_t                    GetAbsFastORIndexFromPositionInEMCAL(                const Int_t iEta, const Int_t iPhi, Int_t& id) const;
 137   Bool_t             GetTRUFromAbsFastORIndex(const Int_t id, Int_t& iTRU, Int_t& iADC) const;
 138   Bool_t   GetPositionInTRUFromAbsFastORIndex(const Int_t id, Int_t& iTRU, Int_t& iEta, Int_t& iPhi) const;
 139   Bool_t    GetPositionInSMFromAbsFastORIndex(const Int_t id, Int_t& iSM, Int_t& iEta, Int_t& iPhi) const;
 140   Bool_t GetPositionInEMCALFromAbsFastORIndex(const Int_t id, Int_t& iEta, Int_t& iPhi) const;
 141   Bool_t          GetFastORIndexFromCellIndex(const Int_t id, Int_t& idx) const;
 142   Bool_t          GetCellIndexFromFastORIndex(const Int_t id, Int_t idx[4]) const;
 143   Bool_t              GetTRUIndexFromSTUIndex(const Int_t id, Int_t& idx) const;
 144   Int_t               GetTRUIndexFromSTUIndex(const Int_t id) const;
 145   Bool_t            GetFastORIndexFromL0Index(const Int_t iTRU, const Int_t id, Int_t idx[], const Int_t size) const;
 146
 147   ///////////////////
 148   // useful utilities
 149   //
 150   Float_t AngleFromEta(Float_t eta) const { // returns theta in radians for a given pseudorapidity
 151     return 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
 152   }
 153   Float_t ZFromEtaR(Float_t r,Float_t eta) const { // returns z in for a given
 154     // pseudorapidity and r=sqrt(x*x+y*y).
 155     return r/TMath::Tan(AngleFromEta(eta));
 156   }
 157
 158   //Method to set shift-rotational matrixes from ESDHeader
 159   void SetMisalMatrix(const TGeoHMatrix * m, Int_t smod) {
 160           if (smod >= 0 && smod < fEMCGeometry->GetNumberOfSuperModules()){
 161             if(!fkSModuleMatrix[smod]) fkSModuleMatrix[smod] = new TGeoHMatrix(*m) ; //Set only if not set yet
 162           }
 163           else AliFatal(Form("Wrong supermodule index -> %d",smod));
 164   }
 165
 166   //Alternate geometry that allows to calculate tower position for different particles and different alignments
 167   void RecalculateTowerPosition(Float_t drow, Float_t dcol, const Int_t sm, Float_t energy,
 168                                      const Int_t particle, const Float_t misaligshifts[15], Float_t global[3]) const;
 169
 170   //Returns shift-rotational matrixes for different volumes
 171   const TGeoHMatrix * GetMatrixForSuperModule(Int_t smod)const ;
 172
 173 protected:
 174
 175   // ctor only for internal usage (singleton)
 176   //  AliEMCALGeoUtils(const Text_t* name, const Text_t* title);
 177   AliEMCALEMCGeometry     *fEMCGeometry;   // Geometry object for Electromagnetic calorimeter
 178
 179   void Init(void);                   // initializes the parameters of EMCAL
 180
 181   TString  fGeoName;                     //geometry name
 182
 183   Int_t    fKey110DEG;               // for calculation abs cell id; 19-oct-05
 184   Int_t    fNCellsInSupMod;          // number cell in super module
 185   Int_t    fNETAdiv;                 // number eta divizion of module
 186   Int_t    fNPHIdiv;                 // number phi divizion of module
 187   Int_t    fNCellsInModule;          // number cell in module
 188   TArrayD  fPhiBoundariesOfSM;       // phi boundaries of SM in rad; size is fNumberOfSuperModules;
 189   TArrayD  fPhiCentersOfSM;          // phi of centers of SMl size is fNumberOfSuperModules/2
 190   // Local Coordinates of SM
 191   TArrayD  fPhiCentersOfCells;       // [fNPhi*fNPHIdiv] from center of SM (-10. < phi < +10.)
 192   TArrayD  fCentersOfCellsEtaDir;    // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (eta or z in SM, in cm)
 193   TArrayD  fCentersOfCellsPhiDir;    // size fNPhi*fNPHIdiv (for TRD1 only) (phi or y in SM, in cm)
 194   TArrayD  fEtaCentersOfCells;       // [fNEta*fNETAdiv*fNPhi*fNPHIdiv], positive direction (eta>0); eta depend from phi position;
 195   Int_t    fNCells;                  // number of cells in calo
 196   Int_t    fNPhi;                            // Number of Towers in the PHI direction
 197   TArrayD  fCentersOfCellsXDir;      // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (       x in SM, in cm)
 198   Float_t  fEnvelop[3];              // the GEANT TUB for the detector
 199   Float_t  fArm1EtaMin;              // Minimum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 200   Float_t  fArm1EtaMax;              // Maximum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 201   Float_t  fArm1PhiMin;              // Minimum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 202   Float_t  fArm1PhiMax;              // Maximum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 203   Float_t  fEtaMaxOfTRD1;            // Max eta in case of TRD1 geometry (see AliEMCALShishKebabTrd1Module)
 204   TList    *fShishKebabTrd1Modules;  //! list of modules
 205   Float_t  *fParSM;                  // SM sizes as in GEANT (TRD1)
 206   Float_t  fPhiModuleSize;           // Phi -> X
 207   Float_t  fEtaModuleSize;           // Eta -> Y
 208   Float_t  fPhiTileSize;             // Size of phi tile
 209   Float_t  fEtaTileSize;             // Size of eta tile
 210   Int_t    fNZ;                      // Number of Towers in the Z direction
 211   Float_t  fIPDistance;                  // Radial Distance of the inner surface of the EMCAL
 212   Float_t  fLongModuleSize;          // Size of long module
 213   // Geometry Parameters
 214   Float_t  fShellThickness;                  // Total thickness in (x,y) direction
 215   Float_t  fZLength;                         // Total length in z direction
 216   Float_t  fSampling;                        // Sampling factor
 217
 218   Int_t    fFastOR2DMap[48][64];         // FastOR 2D Map over full EMCal
 219
 220   TGeoHMatrix* fkSModuleMatrix[AliEMCALGeoParams::fgkEMCALModules] ; //Orientations of EMCAL super modules
 221
 222
 223   ClassDef(AliEMCALGeoUtils,1)       // EMCAL geometry class
 224
 225 } ;
 226
 227 #endif // AliEMCALGEOUTILS_H
 228