EMCAL/doc/geometry.tex

   1 \section{Geometry code - Marco +++}
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   3 EMCAL Geometry, description and methods
   4 This page is intended for a description of the geometry, how it works, how can we access to it and its methods.  Very preliminary version, to be worked.
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   6  \subsection {Detailed classes description}
   7
   8 The EMCAL geometry is implemented in several classes, here I present  a (right now very brief, it should be completed) description:
   9 \begin{itemize}
  10 \item AliEMCALGeoUtils: Steering geometry class.  No dependencies on STEER or EMCAL non geometry classes. Can be called during the analysis not loading all aliroot classes.
  11 \item AliEMCALGeometry: Derives from AliEMCALGeoUtils, contains dependencies on other EMCAL classes (AliEMCALRecPoint)
  12 \item AliEMCALEMCGeometry: Does the geometry initialization. Does all the definitions of the geometry (towers composition, size, Super Modules number ...)
  13 \item AliEMCALGeoParams:  Class container of some of the geometry parameters so that it can be accessed everywhere in the EMCAL code, to avoid "magic numbers". Its use has to be propagated to all the code.
  14 \item AliEMCALShishKebabTrd1Module: Here the modules are defined and the position of the modules in the local super module reference system is calculated
  15 \end{itemize}
  16
  17 \subsection{How to get the geometry}
  18 You can get the geometry pointer in the following ways:\\
  19
  20 If galice.root is available:\\
  21
  22     AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Open("galice.root",AliConfig::GetDefaultEventFolderName(),"read");\\
  23
  24     rl->LoadgAlice();//Needed to get geometry\\
  25
  26     AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic\_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));\\
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  28     AliRun * alirun = rl->GetAliRun();\\
  29
  30     AliEMCAL * emcal = (AliEMCAL*)alirun->GetDetector("EMCAL"); AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();\\
  31
  32 else, if galice.root is not available:\\
  33
  34    AliEMCALGeometry * geom =  AliEMCALGeometry::GetInstance("EMCAL\_COMPLETE") ;\\
  35
  36 In this case you might need the file geometry.root if you want to access to certain methods that require local to global position transformations. This file can be generated doing a simple simulation, it just contains the transformation matrix to go from global to local.
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  38 The way to load this file is:\\
  39
  40    TGeoManager::Import("geometry.root");\\
  41
  42 The transformation matrices are also stored in the ESDs so if you do not load this file, you can have to load these matrices from the ESDs.
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  44  If you want to see different parameters used in the geometry printed (cells centers, distance to IP, etc), you have just to execute the method PrintGeometry().
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  47 \subsection{Geometry configuration options}
  48 Right now we have the following geometry options:
  49 \begin{itemize}
  50 \item EMCAL\_COMPLETE: 12 Super Modules (2 half Super Modules)
  51 \item EMCAL\_FIRSTYEAR: 4 Super Modules (year 2010)
  52 \item EMCAL\_FIRSTYEARV1: 4 Super Modules, corrected geometry (year 2010)
  53 \item EMCAL\_COMPLETEV1: 10 Super Modules, corrected geometry (year 2011)
  54 \item EMCAL\_COMPLETE12SMV1: 12 Super Modules (10+2/3), corrected geometry (year 2012)
  55 \end{itemize}
  56
  57 There are other options but NOT TO BE USED, at some point they have to be removed:
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  59 \begin{itemize}
  60 \item EMCAL\_PDC06: Old geometry, for reading old data (which might not exist).
  61 \item EMCAL\_WSU: Prototype geometry.
  62 \end{itemize}
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  64 By default geometry is loaded with the EMCAL\_COMPLETE12SMV1 configuration.
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  67  \subsection{Mapping}
  68 The tower row/column mapping online and offline follows the alice numbering convention, here you will see a few pictures displaying the position of the super modules from different points of view and the position of the tower index in them
  69
  70 \begin{figure}[ht]
  71 \begin{center}
  72 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{figures/EMCALMap0_0.jpeg}
  73 \end{center}
  74 \caption{\label{fig:Map1}}
  75 \end{figure}
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  77 \begin{figure}[ht]
  78 \begin{center}
  79 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{figures/EMCALMap1.jpeg}
  80 \end{center}
  81 \caption{\label{fig:Map0}}
  82 \end{figure}
  83
  84
  85 \begin{figure}[ht]
  86 \begin{center}
  87 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{figures/EMCALMap2.jpeg}
  88 \end{center}
  89 \caption{\label{fig:Map2}}
  90 \end{figure}
  91
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  93 \subsection{Tower index transformation methods}
  94 \subsubsection{Absolute tower ID to Row/Column index}
  95 Each EMCAL supermodule is composed of 24x48 towers (phi,eta), grouped in 4x4 modules. Each tower (even each module) has a unique number assigned, called in the code "absolute ID" number (absId). This number can be transformed into a row (phi direction) or column (eta direction) index. Here I list how can we go from the absId to the (row, col) formulation or viceversa:
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  97 From absId to col-row:
  98 Int\_t nSupMod, nModule, nIphi, nIeta, iphi, ieta;
  99
 100 //Check if this absId exists
 101
 102 if(!CheckAbsCellId(absId)) return kFALSE;
 103
 104 // Get from the absId the super module number, the module number and the eta-phi index (0 or 1) in the module
 105
 106 GetCellIndex(absId, nSupMod, nModule, nIphi, nIeta);
 107
 108 // Get from the  the super module number, the module number and the eta-phi index (0 or 1) in the module the tower row (iphi) and column (ieta)
 109 GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSupMod,nModule,nIphi,nIeta, iphi, ieta);
 110
 111 From col-row to absId, following the same notation as above:
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 113 absid = GetAbsCellIdFromCellIndexes(nSupMode, iphi, ieta);
 114
 115 or
 116
 117 absid = GetAbsCellId(nSupMod, nModule, nIphi, nIeta);
 118
 119 Other interesting method is
 120
 121 Int\_t   GetSuperModuleNumber(Int\_t absId)
 122
 123
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 125 \subsection{Tower index to local / global reference system position}
 126 \subsubsection{Local coordinates}
 127 To correlate the tower index and its position in local coordinates we have the following methods:
 128
 129   Bool\_t  AliEMCALGeoUtils::RelPosCellInSModule(Int\_t absId, Double\_t \&xr, Double\_t \&yr, Double\_t \&zr) const;
 130
 131   Bool\_t  AliEMCALGeoUtils::RelPosCellInSModule(Int\_t absId, Double\_t loc[3]) const;
 132
 133   Bool\_t  AliEMCALGeoUtils::RelPosCellInSModule(Int\_t absId, TVector3 \&vloc) const;
 134
 135  which input is the absId and the output are the coordinates of the center of towers in the local coordinates of the Super Module. What it does inside is to get from the absId the column and row index of the cell, independently of the Super Module (like above), and it gets the center of the cell from 3 arrays (x,y,z) filled with such quantities. How and where are calculated such central positions?  The arrays are filled during the initialization of the geometry in method
 136
 137   AliEMCALGeoUtils::CreateListOfTrd1Modules()
 138
 139 <<<<<Someone else should explain how it works>>>>>
 140
 141
 142
 143 In case we calculate the cluster position, things are a bit different.
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 146
 147 <<<<< This explanation should go to the clusterization section>>>>
 148
 149
 150
 151 This is done in
 152
 153 void AliEMCALRecPoint::EvalLocalPosition()
 154
 155 First we calculate the cell position with the  method
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 157 AliEMCALGeometry::RelPosCellInSModule(Int\_t absId, Int\_t maxAbsId, Double\_t tmax, Double\_t \&xr, Double\_t \&yr, Double\_t \&zr)
 158
 159 The calculation of the cell position done here is different in the "x-z" but the same in "y".
 160
 161
 162
 163 <<<<<Someone else should explain how it works>>>>>
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 166
 167
 168 In this particular case the position calculation per tower depends on the position of the maximum cell, and the sum of the energy of the cells of the cluster. The maximum depth (tmax) is calculated with the method
 169
 170   Double\_t AliEMCALRecPoint::TmaxInCm(const Double\_t e){
 171
 172       //e: energy sum of cells
 173
 174 static Double\_t ca = 4.82;// shower max parameter - first guess; ca=TMath::Log(1000./8.07)
 175
 176       static Double\_t x0 = 1.23; // radiation lenght (cm)
 177
 178       static Double\_t tmax = 0.; // position of electromagnetic shower max in cm
 179
 180       tmax = TMath::Log(e) + ca+0.5;
 181
 182       tmax *= x0; // convert to cm
 183
 184   }
 185
 186 After the cells position of the cluster is get, the position of the cluster is calculated averaging the cell positions with a logarithmic weight:
 187
 188   w(cell i) = TMath::Max( 0., logWeight + TMath::Log( energy[cell i] / summed\_cluster\_cell\_energy ));
 189
 190 where the logWeight was chosen to be 4.5 (this value was taken from PHOS, never optimized as far as I know)
 191
 192 So in the end the position,  is
 193
 194 f = Sum(f(i) * w(i))/Sum(w(i))
 195
 196 where f=x,y,z.
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 198
 199
 200  \subsubsection{Global coordinates}
 201
 202
 203 To transform from local to global we have the methods
 204
 205   void GetGlobal(const Double\_t *loc, Double\_t *glob, int ind) const;
 206
 207   void GetGlobal(const TVector3 \&vloc, TVector3 \&vglob, int ind) const;
 208
 209   void GetGlobal(Int\_t absId, Double\_t glob[3]) const;
 210
 211   void GetGlobal(Int\_t absId, TVector3 \&vglob) const;
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 215  These methods take the local coordinates and transform them into global coordinates using the transformation matrix of the Super Module.
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 217
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 219 TGeoHMatrix* m = GetMatrixForSuperModule(nSupMod);
 220
 221 if(m) m->LocalToMaster(loc, glob);
 222
 223
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 225  GetGlobal is called in the following useful methods in the geometry class:
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 229  Return the eta and phi angular position of the cell from the AbsId
 230 void    EtaPhiFromIndex(Int\_t absId, Double\_t \&eta, Double\_t \&phi) const;
 231 void    EtaPhiFromIndex(Int\_t absId, Float\_t \&eta, Float\_t \&phi) const;
 232 Print information of the cells. For "pri>0" returns more information. "tit" has not much use, this value is printed.
 233 void PrintCellIndexes(Int\_t absId, int pri, const char *tit)
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 236 \subsection{Geometry Alignment}
 237 AliRoot contains a frame for the correction of the misplacement of geometry objects with respect to the ideal positions. You can have a look in STEER to classes:
 238
 239 AliAlignObj  AliAlignObjMatrix  AliAlignObjParams  AliAlignmentTracks
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 241 In EMCAL, we have the class AliEMCALSurvey that creates the corrections to the alignable objects.  The class AliEMCALSurvey was established to take the survey parameters from OCDB, calculate the shift in position of the center of the end faces of the supermodules from the nominal position, and convert this to a transformation matrix for each supermodule which is applied to correct the global position of the supermodules.  All calculations of global positions would then use these corrected supermodule positions to determine their locations within the ALICE global coordinate system.