EMCAL/AliEMCALGeometry.h

   1 #ifndef ALIEMCALGEOMETRY_H
   2 #define ALIEMCALGEOMETRY_H
   3 /* Copyright(c) 1998-2004, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 //_________________________________________________________________________
   9 // Geometry class  for EMCAL : singleton
  10 // EMCAL consists of a layers of scintillator, and lead.
  11 //
  12 //*-- Author: Sahal Yacoob (LBL / UCT)
  13 //*--   and : Yves Schutz (Subatech)
  14 //*--   and : Aleksei Pavlinov (WSU) - shashlyk staff
  15 //*--   and : Gustavo Conesa: Add TRU mapping. TRU parameters still not fixed.
  16
  17 // --- ROOT system ---
  18 class TString ;
  19 class TObjArray;
  20 class TVector3;
  21 class TGeoMatrix;
  22 class TArrayD;
  23 class TParticle ;
  24 class AliEMCALShishKebabTrd1Module;
  25 class AliEMCALRecPoint;
  26 class TClonesArray ;
  27
  28 // --- AliRoot header files ---
  29 #include "AliGeometry.h"
  30
  31 class AliEMCALGeometry : public AliGeometry {
  32 public:
  33   AliEMCALGeometry(const AliEMCALGeometry& geom):AliGeometry(geom) {
  34     // cpy ctor requested by Coding Convention but not yet needed
  35     Fatal("Cpy ctor", "Not implemented");
  36   };
  37   virtual ~AliEMCALGeometry(void) ;
  38   static AliEMCALGeometry * GetInstance(const Text_t* name,
  39                                         const Text_t* title="") ;
  40   static AliEMCALGeometry * GetInstance() ;
  41   AliEMCALGeometry & operator = (const AliEMCALGeometry  & /*rvalue*/) const {
  42     // assignement operator requested by coding convention but not needed
  43     Fatal("operator =", "not implemented");
  44     return *(GetInstance()) ;
  45   };
  46
  47   // Have to call GetTransformationForSM() before calculation global charachteristics
  48   void GetGlobal(const Double_t *loc, Double_t *glob, int nsm) const;
  49   void GetGlobal(const TVector3 &vloc, TVector3 &vglob, int nsm) const;
  50   void GetGlobal(const Int_t absId, TVector3 &vglob) const;
  51   // for a given tower index it returns eta and phi of center of that tower.
  52   void EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi) const;
  53
  54   //  virtual void GetGlobal(const AliEMCALRecPoint *rp, TVector3 &vglob) const;
  55
  56   virtual void GetGlobal(const AliRecPoint *rp, TVector3 &vglob) const;
  57   // Bool_t AreInSameTower(Int_t id1, Int_t id2) const ;
  58
  59   TClonesArray *  FillTRU(const TClonesArray * digits)  ;
  60   virtual void GetGlobal(const AliRecPoint *, TVector3 &, TMatrixF &) const {}
  61
  62   virtual Bool_t Impact(const TParticle *) const {return kTRUE;}
  63
  64   Bool_t IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const;
  65   // General
  66   Bool_t  IsInitialized(void) const { return fgInit ; }
  67   // Return EMCAL geometrical parameters
  68   // geometry
  69   Char_t* GetNameOfEMCALEnvelope() const {return "XEN1";}
  70   Float_t GetAlFrontThickness() const { return fAlFrontThick;}
  71   Float_t GetArm1PhiMin() const { return fArm1PhiMin ; }
  72   Float_t GetArm1PhiMax() const { return fArm1PhiMax ; }
  73   Float_t GetArm1EtaMin() const { return fArm1EtaMin;}
  74   Float_t GetArm1EtaMax() const { return fArm1EtaMax;}
  75   Float_t GetIPDistance() const { return fIPDistance;}
  76   Float_t GetIP2ECASection() const { return ( GetIPDistance() + GetAlFrontThickness() + GetGap2Active() ) ; }
  77   Float_t GetEnvelop(Int_t index) const { return fEnvelop[index] ; }
  78   Float_t GetShellThickness() const { return fShellThickness ; }
  79   Float_t GetZLength() const { return fZLength ; }
  80   Float_t GetGap2Active() const {return  fGap2Active ;}
  81   Float_t GetDeltaEta() const {return (fArm1EtaMax-fArm1EtaMin)/
  82                                        ((Float_t)fNZ);}
  83   Float_t GetDeltaPhi() const {return (fArm1PhiMax-fArm1PhiMin)/
  84                                        ((Float_t)fNPhi);}
  85   Int_t   GetNECLayers() const {return fNECLayers ;}
  86   Int_t   GetNZ() const {return fNZ ;}
  87   Int_t   GetNEta() const {return fNZ ;}
  88   Int_t   GetNPhi() const {return fNPhi ;}
  89   Int_t   GetNTowers() const {return fNPhi * fNZ ;}
  90   Float_t GetECPbRadThick()const {return fECPbRadThickness;}
  91   Float_t GetECScintThick() const {return fECScintThick;}
  92   Float_t GetSampling() const {return fSampling ; }
  93   Bool_t IsInECA(Int_t index) const { if ( (index > 0 && (index <= GetNZ() * GetNPhi()))) return kTRUE; else return kFALSE ;}
  94
  95   Int_t   GetNumberOfSuperModules() const {return fNumberOfSuperModules;}
  96   Float_t GetfPhiGapForSuperModules() const {return fPhiGapForSM;}
  97   Float_t GetPhiModuleSize() const  {return fPhiModuleSize;}
  98   Float_t GetEtaModuleSize() const  {return fEtaModuleSize;}
  99   Float_t GetFrontSteelStrip() const {return fFrontSteelStrip;}
 100   Float_t GetLateralSteelStrip() const {return fLateralSteelStrip;}
 101   Float_t GetPassiveScintThick() const {return fPassiveScintThick;}
 102   Float_t GetPhiTileSize() const {return fPhiTileSize;}
 103   Float_t GetEtaTileSize() const {return fEtaTileSize;}
 104   Int_t   GetNPhiSuperModule() const {return fNPhiSuperModule;}
 105   Int_t   GetNPHIdiv() const {return fNPHIdiv ;}
 106   Int_t   GetNETAdiv() const {return fNETAdiv ;}
 107   Int_t   GetNCells()  const {return fNCells;}
 108
 109   Int_t   GetNTRU() const    {return fNTRU ; }
 110   Int_t   GetNTRUEta() const {return fNTRUEta ; }
 111   Int_t   GetNTRUPhi() const {return fNTRUPhi ; }
 112
 113   Float_t GetSteelFrontThickness() const { return fSteelFrontThick;}
 114   Float_t GetLongModuleSize() const {return fLongModuleSize;}
 115
 116   Float_t GetTrd1Angle() const {return fTrd1Angle;}
 117   Float_t Get2Trd1Dx2()  const {return f2Trd1Dx2;}
 118   Float_t GetTrd2AngleY()const {return fTrd2AngleY;}
 119   Float_t Get2Trd2Dy2()  const {return f2Trd2Dy2;}
 120   Float_t GetTubsR()     const {return fTubsR;}
 121   Float_t GetTubsTurnAngle() const {return fTubsTurnAngle;}
 122
 123   // TRD1 staff
 124   void    CreateListOfTrd1Modules();
 125   TList  *GetShishKebabTrd1Modules() const {return fShishKebabTrd1Modules;}
 126   AliEMCALShishKebabTrd1Module *GetShishKebabModule(const Int_t neta=0)
 127   {
 128     static AliEMCALShishKebabTrd1Module* trd1=0;
 129     if(fShishKebabTrd1Modules && neta>=0 && neta<fShishKebabTrd1Modules->GetSize()) {
 130       trd1 = (AliEMCALShishKebabTrd1Module*)fShishKebabTrd1Modules->At(neta);
 131     } else trd1 = 0;
 132     return trd1;
 133   }
 134   void     GetTransformationForSM();
 135   Float_t *GetSuperModulesPars() {return fParSM;}
 136   TGeoMatrix *GetTransformationForSM(int i) {
 137   if(i>=0 && GetNumberOfSuperModules()) return fMatrixOfSM[i];
 138                                         else return 0;}
 139   // abs id <-> indexes; Shish-kebab case (TRD1 or TRD2)
 140   Int_t   GetAbsCellId(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta) const;
 141   Bool_t  CheckAbsCellId(Int_t ind) const; // replace the IsInECA
 142   Bool_t  GetCellIndex(Int_t absId, Int_t &nSupMod, Int_t &nTower, Int_t &nIphi, Int_t &nIeta) const;
 143   void    GetTowerPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t &iphit, Int_t &ietat) const;
 144   void    GetCellPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta,
 145                                       Int_t &iphi, Int_t &ieta) const ;
 146   Int_t   GetSuperModuleNumber(Int_t absId)  const;
 147   // Methods for AliEMCALRecPoint - Frb 19, 2006
 148   Bool_t   RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t &xr, Double_t &yr, Double_t &zr);
 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   // These methods are obsolete but use in AliEMCALRecPoint - keep it now
 158   Int_t TowerIndex(Int_t iz,Int_t iphi) const; // returns tower index
 159         // returns tower indexs iz, iphi.
 160   void TowerIndexes(Int_t index,Int_t &iz,Int_t &iphi) const;
 161         // returns x, y, and z (cm) on the inner surface of a given EMCAL Cell specified by relid.
 162   void XYZFromIndex(const Int_t *relid,Float_t &x,Float_t &y, Float_t &z) const;
 163   void XYZFromIndex(Int_t absid, TVector3 &v) const;
 164         // for a given eta and phi in the EMCAL it returns the tower index.
 165   Int_t TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const;
 166         // for a given eta and phi in the EMCAL it returns the pretower index.
 167   void PosInAlice(const Int_t *relid, Float_t &theta, Float_t &phi) const ;
 168   void PosInAlice(Int_t absid, Float_t &theta, Float_t &phi) const ;
 169   Bool_t AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid) const;
 170   // --
 171   void SetNZ(Int_t nz) { fNZ= nz ; printf("SetNZ: Number of modules in Z set to %d", fNZ) ; }
 172   void SetNPhi(Int_t nphi) { fNPhi= nphi ; printf("SetNPhi: Number of modules in Phi set to %d", fNPhi) ; }
 173
 174   void SetNTRU(Int_t ntru)    {fNTRU    = ntru; printf("SetNTRU: Number of TRUs per SuperModule set to %d", fNTRU) ; }
 175   void SetNTRUEta(Int_t ntru) {fNTRUEta = ntru; ; printf("SetNTRU: Number of TRUs per SuperModule in Etaset to %d", fNTRUEta) ;}
 176   void SetNTRUPhi(Int_t ntru) {fNTRUPhi = ntru; ; printf("SetNTRU: Number of TRUs per SuperModule in Phi set to %d", fNTRUPhi) ;}
 177
 178   void SetSampling(Float_t samp) { fSampling = samp; printf("SetSampling: Sampling factor set to %f", fSampling) ; }
 179
 180 protected:
 181   AliEMCALGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") :
 182     AliGeometry(name, title) {// ctor only for internal usage (singleton)
 183     Init();
 184     CreateListOfTrd1Modules();
 185   };
 186   AliEMCALGeometry() :
 187     AliGeometry() {// ctor only for internal usage (singleton)
 188     CreateListOfTrd1Modules();
 189     //Init();
 190   };
 191   void Init(void);                      // initializes the parameters of EMCAL
 192   void CheckAditionalOptions();              //
 193
 194 private:
 195   static AliEMCALGeometry * fgGeom;     // pointer to the unique instance of the singleton
 196   static Bool_t fgInit;                 // Tells if geometry has been succesfully set up.
 197   TObjArray *fArrayOpts;                //! array of geometry options
 198
 199   Float_t fAlFrontThick;                // Thickness of the front Al face of the support box
 200   Float_t fECPbRadThickness;            // cm, Thickness of the Pb radiators
 201   Float_t fECScintThick;                // cm, Thickness of the scintillators
 202   Int_t   fNECLayers;                   // number of scintillator layers
 203
 204   Float_t fArm1PhiMin;                  // Minimum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 205   Float_t fArm1PhiMax;                  // Maximum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 206   Float_t fArm1EtaMin;                  // Minimum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 207   Float_t fArm1EtaMax;                  // Maximum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 208
 209   // Geometry Parameters
 210   Float_t fEnvelop[3];                  // the GEANT TUB for the detector
 211   Float_t fIPDistance;                  // Radial Distance of the inner surface of the EMCAL
 212   Float_t fShellThickness;              // Total thickness in (x,y) direction
 213   Float_t fZLength;                     // Total length in z direction
 214   Float_t fGap2Active;                  // Gap between the envelop and the active material
 215   Int_t   fNZ;                          // Number of Towers in the Z direction
 216   Int_t   fNPhi;                        // Number of Towers in the PHI direction
 217   Float_t fSampling;                    // Sampling factor
 218
 219   // Shish-kebab option - 23-aug-04 by PAI; COMPACT, TWIST, TRD1 and TRD2
 220   Int_t   fNumberOfSuperModules;         // default is 12 = 6 * 2
 221   Float_t fSteelFrontThick;              // Thickness of the front stell face of the support box - 9-sep-04
 222   Float_t fFrontSteelStrip;              // 13-may-05
 223   Float_t fLateralSteelStrip;            // 13-may-05
 224   Float_t fPassiveScintThick;            // 13-may-05
 225   Float_t fPhiModuleSize;                // Phi -> X
 226   Float_t fEtaModuleSize;                // Eta -> Y
 227   Float_t fPhiTileSize;                  //
 228   Float_t fEtaTileSize;                  //
 229   Float_t fLongModuleSize;               //
 230   Int_t   fNPhiSuperModule;              // 6 - number supermodule in phi direction
 231   Int_t   fNPHIdiv;                      // number phi divizion of module
 232   Int_t   fNETAdiv;                      // number eta divizion of module
 233   //
 234   Int_t   fNCells;                       // number of cells in calo
 235   Int_t   fNCellsInSupMod;               // number cell in super module
 236   Int_t   fNCellsInTower;                // number cell in tower(or module)
 237   //TRU parameters
 238   Int_t   fNTRU ;                        //! Number of TRUs per module
 239   Int_t   fNTRUEta ;                     //! Number of cell rows per Z in one TRU
 240   Int_t   fNTRUPhi ;                     //! Number of cell rows per Phi in one TRU
 241   // TRD1 options - 30-sep-04
 242   Float_t fTrd1Angle;                    // angle in x-z plane (in degree)
 243   Float_t f2Trd1Dx2;                     // 2*dx2 for TRD1
 244   Float_t fPhiGapForSM;                  // Gap betweeen supermodules in phi direction
 245   Int_t   fKey110DEG;                    // for calculation abs cell id; 19-oct-05
 246   // TRD2 options - 27-jan-07
 247   Float_t fTrd2AngleY;                   // angle in y-z plane (in degree)
 248   Float_t f2Trd2Dy2;                     // 2*dy2 for TRD2
 249   Float_t fEmptySpace;                   // 2mm om fred drawing
 250   // Super module as TUBS
 251   Float_t fTubsR;                        // radius of tubs
 252   Float_t fTubsTurnAngle;                // turn angle of tubs in degree
 253   // Local Coordinates of SM
 254   TArrayD *fEtaCentersOfCells;           // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (eta or z in SM)
 255   TArrayD *fXCentersOfCells;             // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (       x in SM)
 256   TArrayD *fPhiCentersOfCells;           // size fNPhi*fNPHIdiv (for TRD1 only) (phi or y in SM)
 257   // Move from AliEMCALv0 - Feb 19, 2006
 258   TList *fShishKebabTrd1Modules; //! list of modules
 259   // Local coordinates of SM for TRD1
 260   Float_t     fParSM[3];       // SM sizes as in GEANT (TRD1)
 261   TGeoMatrix* fMatrixOfSM[12]; //![fNumberOfSuperModules]; get from gGeoManager;
 262   // Service routine
 263   static int ParseString(const TString &topt, TObjArray &Opt);
 264
 265   ClassDef(AliEMCALGeometry,10) // EMCAL geometry class
 266   };
 267
 268 #endif // AliEMCALGEOMETRY_H