ITS/AliITSgeom.h

   1 #ifndef ALIITSGEOM_H
   2 #define ALIITSGEOM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //  ITS geometry manipulation routines.
  10 //  Created April 15 1999.
  11 //  version: 0.0.0
  12 //  By: Bjorn S. Nilsen
  13 //
  14 //     A package of geometry routines to do transformations between
  15 // local, detector active area, and ALICE global coordinate system in such
  16 // a way as to allow for detector alignment studies and the like. All of
  17 // the information needed to do the coordinate transformation are kept in
  18 // a specialized structure for ease of implementation.
  19 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  20 #include <iostream.h>
  21 #include <fstream.h>
  22 #include <TObjArray.h>
  23 #include <TVector.h>
  24
  25 #include "AliITSgeomMatrix.h"
  26
  27
  28 typedef enum {kSPD=0, kSDD=1, kSSD=2, kSSDp=3,kSDDp=4} AliITSDetector;
  29
  30 //_______________________________________________________________________
  31
  32 class AliITSgeom : public TObject {
  33
  34  public:
  35     AliITSgeom();                      // Default constructor
  36     AliITSgeom(const char *filename);  // Constructor
  37     AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,Int_t *nlads,Int_t *ndets,
  38                Int_t nmods); // Constructor
  39     //     this function allocates a AliITSgeomMatrix for a particular
  40     // module.
  41     void CreatMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
  42                      AliITSDetector idet,Double_t tran[3],Double_t rot[10]);
  43     void ReadNewFile(const char *filename);  // Constructor for new format.
  44     void WriteNewFile(const char *filename); // Output for new format.
  45     AliITSgeom(AliITSgeom &source);    // Copy constructor
  46     void operator=(AliITSgeom &source);// = operator
  47     virtual ~AliITSgeom();             // Default destructor
  48 // Getters
  49     Int_t GetTransformationType() const {return fTrans;}
  50 //
  51     // returns kTRUE if the tranformation defined by this class is
  52     // for Global Geant coordiante system to the local Geant coordinate system
  53     // of the detector. These are the transformation used by GEANT.
  54     Bool_t IsGeantToGeant()     const {return (fTrans == 0);}
  55     // returns kTRUE if the tranformation defined by this class is
  56     // for Global Geant coordiante system to the local "Tracking" coordinate
  57     // system of the detector. These are the transformation used by the
  58     // Tracking code.
  59     Bool_t IsGeantToTracking()  const {return ((fTrans&&0xfffe)!= 0);}
  60     // returns kTRUE if the tranformation defined by this class is
  61     // for Global Geant coordiante system to the local Geant coordinate system
  62     // of the detector but may have been displaced by some typicaly small
  63     // abount. These are modified transformation simular to that used by GEANT.
  64     Bool_t IsGeantToDisplaced() const {return ((fTrans&&0xfffd)!= 0);}
  65     // returns kTRUE if the shape defined by ishape has been defined in this
  66     // set of transformations. Typical values of ishape are kSPD, kSDD, kSSD,
  67     // SSD2.
  68     Bool_t IsShapeDefined(Int_t ishape){
  69         if(fShape!=0){return ((fShape->At(ishape))!=0);}else return kFALSE;}
  70 //
  71     //     This function returns a pointer to the particular AliITSgeomMatrix
  72     // class for a specific module index.
  73     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index){
  74         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm->At(index));}
  75     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give
  76     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
  77     Int_t GetNdetectors(const Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
  78     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
  79     // particular it returns fNlad[layer-1].
  80     Int_t GetNladders(const Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];}
  81     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
  82     // geometry. In particular it returns fNlayers.
  83     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
  84     Int_t GetModuleIndex(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det);
  85     //     This function returns the module index number given the layer,
  86     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
  87     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id){
  88         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
  89     void  GetModuleId(const Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det);
  90 //
  91     Int_t GetStartDet(const Int_t dtype );
  92     Int_t GetLastDet(const Int_t dtype);
  93     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
  94     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
  95     // ITS structure.
  96     Int_t GetStartSPD() {return GetModuleIndex(1,1,1);}
  97     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
  98     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
  99     // ITS structure.
 100     Int_t GetLastSPD()  {return GetModuleIndex(2,fNlad[1],fNdet[1]);}
 101     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
 102     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 103     // ITS structure.
 104     Int_t GetStartSDD() {return GetModuleIndex(3,1,1);}
 105     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
 106     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 107     // ITS structure.
 108     Int_t GetLastSDD()  {return GetModuleIndex(4,fNlad[3],fNdet[3]);}
 109     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
 110     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 111     // ITS structure.
 112     Int_t GetStartSSD() {return GetModuleIndex(5,1,1);}
 113     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
 114     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 115     // ITS structure.
 116     Int_t GetLastSSD()  {return GetModuleIndex(6,fNlad[5],fNdet[5]);}
 117     //     Returns the last module index number.
 118     Int_t GetIndexMax() {return fNmodules;}
 119 //
 120     //     This function returns the rotation angles for a give module
 121     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
 122     void  GetAngles(const Int_t index,Double_t *ang) {
 123                     GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
 124     //     This function returns the rotation angles for a give module
 125     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
 126     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 127     void  GetAngles(const Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz) {
 128                     Double_t a[3];GetAngles(index,a);
 129                     rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
 130     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
 131     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
 132     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 133     void  GetAngles(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 134                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz) {
 135                     GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 136 //
 137     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give
 138     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
 139     void  GetGeantAngles(const Int_t index,Double_t *ang){
 140         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
 141 //
 142     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 143     // module in the Double array t[3]. The units are
 144     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 145     void  GetTrans(const Int_t index,Double_t *t) {
 146                    GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(t);}
 147     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 148     // module index in the three floating point variables provided.
 149     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 150     // Carlo, generally cm.
 151     void  GetTrans(const Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 152                    Double_t t[3];GetTrans(index,t);
 153                    x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 154     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 155     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 156     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 157     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 158     void  GetTrans(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 159                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 160                    GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 161 //
 162     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 163     // module in the Double array t[3]. The units are
 164     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 165     void  GetTransCyln(const Int_t index,Double_t *t) {
 166                    GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
 167     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 168     // module index in the three floating point variables provided.
 169     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 170     // Carlo, generally cm.
 171     void  GetTransCyln(const Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 172                    Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);
 173                    x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 174     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 175     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 176     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 177     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 178     void  GetTransCyln(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 179                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 180                    GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 181 //
 182     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
 183     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
 184     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
 185     void  GetCenterThetaPhi(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 186                             TVector &x){Double_t t[3],ang[6];
 187                             Int_t index=GetModuleIndex(lay,lad,det);
 188                             GetTrans(index,t);GetGeantAngles(index,ang);
 189                             x(0) =   t[0];x(1) =   t[1];x(2) =   t[2];
 190                             x(3) = ang[0];x(4) = ang[1];x(5) = ang[2];
 191                             x(6) = ang[3];x(7) = ang[4];x(8) = ang[5];}
 192 //
 193     //     This function returns the rotation matrix in Double
 194     // precision for a given module.
 195     void  GetRotMatrix(const Int_t index,Double_t mat[3][3]){
 196           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
 197     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 198     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 199     void  GetRotMatrix(const Int_t index,Double_t *mat){
 200           Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
 201           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 202     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 203     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 204     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 205     void  GetRotMatrix(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 206                  Float_t *mat){GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 207     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 208     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 209     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 210     void  GetRotMatrix(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 211                 Double_t *mat){GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 212     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 213     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 214     void  GetRotMatrix(const Int_t index,Float_t *mat){
 215           Double_t rot[3][3];
 216           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
 217           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 218 //
 219     //     Will define fShape if it isn't already defined.
 220     void DefineShapes(const Int_t size=4)
 221         {if(fShape==0) fShape = new TObjArray(size);else fShape->Expand(size);}
 222     //     this function returns a pointer to the class decribing a particluar
 223     // detectory type based on AliITSDetector value. This will return a pointer
 224     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD,
 225     // for example.
 226     virtual TObject *GetShape(const AliITSDetector idet)
 227         {return fShape->At((Int_t)idet);};
 228     //     This function returns a pointer to the class describing the
 229     // detector for a particular module index. This will return a pointer
 230     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD,
 231     // for example.
 232     virtual TObject *GetShape(const Int_t index){
 233         return fShape->At(GetGeomMatrix(index)->
 234                           GetDetectorIndex());}
 235     //     This function returns a pointer to the class describing the
 236     // detector for a particular layer ladder and detector numbers. This
 237     // will return a pointer to one of the classes AliITSgeomSPD,
 238     // AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD, for example.
 239     virtual TObject *GetShape(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det)
 240                              {return GetShape(GetModuleIndex(lay,lad,det));}
 241 //
 242 //  Setters
 243     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 244     // via the double precision array a[3] [radians].
 245     void SetByAngles(const Int_t index,const Double_t a[]){
 246         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 247     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 248     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
 249     void SetByAngles(const Int_t index,
 250                      const Float_t rx,const Float_t ry,const Float_t rz) {
 251                      Double_t a[3];a[0] = rx;a[1] = ry;a[2] = rz;
 252                      GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 253     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder,
 254     // and detector numbers via the 3 floating precision variables rx,
 255     // ry, and rz [radians].
 256     void SetByAngles(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 257                      const Float_t rx,const Float_t ry,const Float_t rz) {
 258                      SetByAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 259 //
 260     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 261     // via the Double precision array a[6] [degree]. The angles are those
 262     // defined by GEANT 3.12.
 263     void SetByGeantAngles(const Int_t index,const Double_t *ang){
 264         GetGeomMatrix(index)->MatrixFromSixAngles(ang);}
 265     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 266     // and detector, in the array id[3] via the Double precision array
 267     // a[6] [degree]. The angles are those defined by GEANT 3.12.
 268     void SetByGeantAngles(const Int_t *id,const Double_t *ang){
 269         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(id),ang);}
 270     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 271     // and detector, via the Double precision array a[6] [degree]. The
 272     // angles are those defined by GEANT 3.12.
 273     void SetByGeantAngles(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 274                           const Double_t *ang){
 275         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),ang);}
 276 //
 277     //     This function sets a new translation vector, given by the
 278     // array x[3], for the Cartesian coordinate transformation
 279     // for a give module index.
 280     void SetTrans(const Int_t index,Double_t x[]){
 281         GetGeomMatrix(index)->SetTranslation(x);}
 282     //     This function sets a new translation vector, given by the three
 283     // variables x, y, and z, for the Cartesian coordinate transformation
 284     // for the detector defined by layer, ladder and detector.
 285     void SetTrans(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 286                   Float_t x,Float_t y,Float_t z){Double_t t[3];
 287                   t[0] = x;t[1] = y;t[2] = z;
 288                   SetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);}
 289 //
 290     //     This function adds one more shape element to the TObjArray
 291     // fShape. It is primarily used in the constructor functions of the
 292     // AliITSgeom class. The pointer *shape can be the pointer to any
 293     // class that is derived from TObject (this is true for nearly every
 294     // ROOT class). This does not appear to be working properly at this time.
 295     void AddShape(TObject *shp){fShape->AddLast(shp);}
 296     //     This function deletes an existing shape element, of type TObject,
 297     // and replaces it with the one specified. This is primarily used to
 298     // changes the parameters to the segmentation class for a particular
 299     // type of detector.
 300     void ReSetShape(const Int_t dtype,TObject *shp){
 301          fShape->RemoveAt(dtype);fShape->AddAt(shp,dtype);}
 302 //
 303 //  transformations
 304     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 305     // to the detector local coordinate system for the detector
 306     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 307     // global and local coordinate are given in two floating point
 308     // arrays g[3], and l[3].
 309     void GtoL(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 310               const Float_t *g,Float_t *l){
 311          GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 312     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 313     // to the detector local coordinate system for the detector
 314     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 315     // global and local coordinate are given in two floating point
 316     // arrays g[3], and l[3].
 317     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l){
 318          GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 319     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 320     // to the detector local coordinate system for the detector
 321     // module index number. The global and local coordinate are
 322     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 323     void GtoL(const Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l){
 324          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 325          GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 326          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 327     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 328     // to the detector local coordinate system for the detector
 329     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 330     // global and local coordinate are given in two Double point
 331     // arrays g[3], and l[3].
 332     void GtoL(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 333               const Double_t *g,Double_t *l){
 334          GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 335     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 336     // to the detector local coordinate system for the detector
 337     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 338     // global and local coordinate are given in two Double point
 339     // arrays g[3], and l[3].
 340     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 341          GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 342     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 343     // to the detector local coordinate system for the detector
 344     // module index number. The global and local coordinate are
 345     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 346     void GtoL(const Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 347          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 348          GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 349          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 350 //
 351     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 352     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 353     // for the detector module index number. The global and local
 354     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 355     void GtoLtracking(const Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 356          if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
 357          else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
 358     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 359     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 360     // for the detector id[3]. The global and local
 361     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 362     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 363          GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 364     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 365     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 366     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 367     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 368     // and l[3].
 369     void GtoLtracking(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 370                       const Double_t *g,Double_t *l){
 371          GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 372 //
 373     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 374     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 375     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 376     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 377     // and l[3].
 378     void GtoLMomentum(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 379                       const Float_t *g,Float_t *l){
 380                          GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 381     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 382     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 383     // for the detector module index number. The global and local
 384     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 385     void GtoLMomentum(const Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l){
 386          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 387          GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 388          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 389     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 390     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 391     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 392     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 393     // and l[3].
 394     void GtoLMomentum(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 395                       const Double_t *g,Double_t *l){
 396          GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 397     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 398     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 399     // for the detector module index number. The global and local
 400     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 401     void GtoLMomentum(const Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 402          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 403          GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 404          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 405 //
 406     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 407     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 408     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
 409     // The global and local coordinate are given in two Double point
 410     // arrays g[3], and l[3].
 411     void GtoLMomentumTracking(const Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 412          if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
 413          else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
 414     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 415     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 416     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
 417     // The global and local coordinate are given in two Double point
 418     // arrays g[3], and l[3].
 419     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 420                  GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 421     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 422     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 423     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
 424     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 425     // arrays g[3], and l[3].
 426     void GtoLMomentumTracking(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 427                               const Double_t *g,Double_t *l){
 428                         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 429 //
 430     //     Transforms from the detector local coordinate system
 431     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
 432     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 433     // global and local coordinate are given in two floating point
 434     // arrays g[3], and l[3].
 435     void LtoG(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 436               const Float_t *l,Float_t *g){
 437                      LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 438     //     Transforms from the detector local coordinate system
 439     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 440     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 441     // global and local coordinate are given in two floating point
 442     // arrays g[3], and l[3].
 443     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g){
 444                      LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 445     //     Transforms from the detector local coordinate system
 446     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 447     // module index number. The global and local coordinate are
 448     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 449     void LtoG(const Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g){
 450          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 451          GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 452          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 453     //     Transforms from the detector local coordinate system
 454     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 455     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 456     // global and local coordinate are given in two Double point
 457     // arrays g[3], and l[3].
 458     void LtoG(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 459               const Double_t *l,Double_t *g){
 460                       LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 461     //     Transforms from the detector local coordinate system
 462     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 463     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 464     // global and local coordinate are given in two Double point
 465     // arrays g[3], and l[3].
 466     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 467                        LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 468     //     Transforms from the detector local coordinate system
 469     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 470     // module index number. The global and local coordinate are
 471     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 472     void LtoG(const Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 473          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 474          GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 475          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 476 //
 477     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 478     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 479     // for the detector module index number. The global and local
 480     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 481     void LtoGtracking(const Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 482          if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
 483          else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
 484     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 485     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 486     // for the detector id[3]. The global and local
 487     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 488     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 489          LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 490     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 491     // for ITS tracking) to the detector local coordinate system
 492     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 493     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 494     // and l[3].
 495     void LtoGtracking(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 496                       const Double_t *l,Double_t *g){
 497          LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 498 //
 499     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 500     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 501     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 502     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 503     // and l[3].
 504     void LtoGMomentum(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 505                       const Float_t *l,Float_t *g){
 506          LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 507     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 508     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 509     // for the detector module index number. The global and local
 510     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 511     void LtoGMomentum(const Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g){
 512          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 513          GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
 514          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 515     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 516     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 517     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 518     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 519     // and l[3].
 520     void LtoGMomentum(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 521                            const Double_t *l,Double_t *g){
 522                         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 523     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 524     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 525     // for the detector module index number. The global and local
 526     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 527     void LtoGMomentum(const Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 528          GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
 529 //
 530     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 531     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
 532     // system ALICE Global for the detector module index number.
 533     // The global and local coordinate are given in two Double point
 534     // arrays g[3], and l[3].
 535     void LtoGMomentumTracking(const Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 536          if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
 537          else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
 538     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 539     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 540     // Global coordinate system for the detector id[3].
 541     // The global and local coordinate are given in two Double point
 542     // arrays g[3], and l[3].
 543     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 544                  LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 545     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 546     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 547     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
 548     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 549     // arrays g[3], and l[3].
 550     void LtoGMomentumTracking(const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det,
 551                               const Double_t *l,Double_t *g){
 552                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 553 //
 554     //     Transforms from one detector local coordinate system
 555     // to another detector local coordinate system for the detector
 556     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 557     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 558     // and l2[3].
 559     void LtoL(const Int_t index1,const Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2){
 560          Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
 561     //     Transforms from one detector local coordinate system
 562     // to another detector local coordinate system for the detector
 563     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
 564     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 565     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2){
 566          LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 567               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 568 //
 569     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 570     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 571     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
 572     // detector module index2 number. The local coordinates are given
 573     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 574     void LtoLtracking(const Int_t index1,const Int_t index2,
 575                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 576          Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
 577     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 578     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 579     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
 580     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 581     // and l2[3].
 582     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 583                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 584          LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 585               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 586 //
 587     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 588     // local coordinate system to another detector local coordinate
 589     // system for the detector module index1 number to the detector
 590     // module index2 number. The local coordinates are given in two
 591     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
 592     void LtoLMomentum(const Int_t index1,const Int_t index2,
 593                       const Double_t *l1,Double_t *l2){
 594          Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
 595     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 596     // local coordinate system to another detector local coordinate
 597     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
 598     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 599     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 600                       const Double_t *l1,Double_t *l2){
 601          LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 602                       GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 603 //
 604     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 605     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 606     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 607     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 608     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 609     // and l2[3].
 610     void LtoLMomentumTracking(const Int_t index1,const Int_t index2,
 611                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 612          Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
 613                         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
 614     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 615     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 616     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 617     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
 618     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 619     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 620                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 621          LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 622                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 623 //
 624     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 625     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 626     // system. The specific detector is determined by the module index
 627     // number.
 628     void GtoLErrorMatrix(const Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l){
 629          GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 630 //
 631     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 632     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 633     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
 634     // by the module index number.
 635     void GtoLErrorMatrixTracking(const Int_t index,const Double_t **g,
 636                                  Double_t **l){
 637         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
 638             Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 639         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
 640              (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 641 //
 642     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 643     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 644     // system. The specific detector is determined by the module index
 645     // number.
 646     void LtoGErrorMatrix(const Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g){
 647          GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 648 //
 649     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 650     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
 651     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
 652     // by the module index number.
 653     void LtoGErrorMatrixTracking(const Int_t index,const Double_t **l,
 654                                  Double_t **g){
 655          if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((
 656             Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 657         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking((Double_t (*)[3])l,
 658                                                (Double_t (*)[3])g);}
 659 //
 660     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 661     // one detector local coordinate system to another detector local
 662     // coordinate system. The specific detector is determined by the
 663     // two module index number index1 and index2.
 664     void LtoLErrorMatrix(const Int_t index1,const Int_t index2,
 665                          const Double_t **l1,Double_t **l2){
 666         Double_t g[3][3];
 667                   LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
 668                   GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 669 //
 670     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 671     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
 672     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
 673     // The specific detector is determined by the two module index number
 674     // index1 and index2.
 675     void LtoLErrorMatrixTraking(const Int_t index1,const Int_t index2,
 676                          const Double_t **l1,Double_t **l2){Double_t g[3][3];
 677                   LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
 678                   GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 679 //  Find Specific Modules
 680     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],const Int_t lay=0);
 681     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],const Int_t lay=0);
 682     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
 683     // the detector/module specified by the the module index number.
 684     Double_t Distance(const Int_t index,const Double_t g[3]){
 685          return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
 686 //  Geometry manipulation
 687     void GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
 688     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
 689     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 690     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 691     void GeantToTracking(AliITSgeom &source); // This converts the geometry
 692 //  Other routines.
 693     void PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other);
 694     void PrintData(FILE *fp,const Int_t lay,const Int_t lad,const Int_t det);
 695     ofstream &PrintGeom(ofstream &out);
 696     ifstream &ReadGeom(ifstream &in);
 697
 698  private:
 699     char       fVersion[20];// Transformation version.
 700     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation
 701     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
 702     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
 703     Int_t     *fNlad;    //[fNlayers] Array of the number of ladders/layer(layer)
 704     Int_t     *fNdet;    //[fNlayers] Array of the number of detectors/ladder(layer)
 705     TObjArray *fGm;      // Structure of trans. and rotation.
 706     TObjArray *fShape;   // Array of shapes and detector information.
 707
 708     ClassDef(AliITSgeom,2) // ITS geometry class
 709 };
 710
 711 #endif