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 <Riostream.h>
  21 #include <TObject.h>
  22 #include <TObjArray.h>
  23 #include <TVector.h>
  24 #include <TString.h>
  25 #include <TArrayI.h>
  26 #include <TMath.h>
  27
  28
  29 #include "AliITSgeomMatrix.h"
  30
  31 typedef enum {kND=-1,kSPD=0, kSDD=1, kSSD=2, kSSDp=3,kSDDp=4} AliITSDetector;
  32
  33 //_______________________________________________________________________
  34
  35 class AliITSgeom : public TObject {
  36
  37  public:
  38     AliITSgeom();                      // Default constructor
  39     AliITSgeom(const char *filename);  // Constructor
  40     AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,const Int_t *ndets,
  41                Int_t nmods); // Constructor
  42     AliITSgeom(const AliITSgeom &source);    // Copy constructor
  43     AliITSgeom& operator=(const AliITSgeom &source);// = operator
  44     virtual ~AliITSgeom();             // Default destructor
  45     // Zero and reinitilizes this class.
  46     void Init(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
  47               const Int_t *ndets,Int_t mods);
  48     // this function allocates a AliITSgeomMatrix for a particular module.
  49     void CreateMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
  50                       AliITSDetector idet,const Double_t tran[3],
  51                       const Double_t rot[10]);
  52     void ReadNewFile(const char *filename);  // Constructor for new format.
  53     void WriteNewFile(const char *filename)const; // Output for new format.
  54     // Getters
  55     Int_t GetTransformationType() const {return fTrans;}
  56     //
  57     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  58     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  59     // of the detector. These are the transformation used by GEANT.
  60     Bool_t IsGeantToGeant()     const {return (fTrans == 0);}
  61     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  62     // for Global GEANT coordinate system to the local "Tracking" coordinate
  63     // system of the detector. These are the transformation used by the
  64     // Tracking code.
  65     Bool_t IsGeantToTracking()  const {return ((fTrans&&0xfffe)!= 0);}
  66     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  67     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  68     // of the detector but may have been displaced by some typically small
  69     // amount. These are modified transformation similar to that used by GEANT.
  70     Bool_t IsGeantToDisplaced() const {return ((fTrans&&0xfffd)!= 0);}
  71     // returns kTRUE if the shape defined by ishape has been defined in this
  72     // set of transformations. Typical values of ishape are kSPD, kSDD, kSSD,
  73     // kSSD2.
  74     Bool_t IsShapeDefined(Int_t ishape)const {
  75         return ((fShape.At(ishape))!=0);}
  76     //
  77     //     This function returns a pointer to the particular AliITSgeomMatrix
  78     // class for a specific module index.
  79     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index){if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
  80         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
  81     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index)const{if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
  82         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
  83     // This function find and return the number of detector types only.
  84     Int_t GetNDetTypes()const{Int_t max;return GetNDetTypes(max);};
  85     // This function find and return the number of detector types and the
  86     // maximum det type value.
  87     Int_t GetNDetTypes(Int_t &max)const;
  88     // This function finds and return the number of detector types and the
  89     // and the number of each type in the TArrayI and their types.
  90     Int_t GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const;
  91     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give
  92     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
  93     Int_t GetNdetectors(Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
  94     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
  95     // particular it returns fNlad[layer-1].
  96     Int_t GetNladders(Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];};
  97     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
  98     // geometry. In particular it returns fNlayers.
  99     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
 100     Int_t GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
 101     //     This function returns the module index number given the layer,
 102     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
 103     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id)const{
 104         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
 105     void  GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)const;
 106     // Returns the detector type
 107     //Int_t GetModuleType(Int_t index)const{
 108     //    return GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex();}
 109     AliITSDetector GetModuleType(Int_t index)const{
 110         return (AliITSDetector)(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 111     // Returns the detector type as a string
 112     const char * GetModuleTypeName(Int_t index)const{
 113         return GetDetectorTypeName(GetModuleType(index));}
 114     // Returns the detector type as a string
 115     const char * GetDetectorTypeName(Int_t index)const{switch(index) {
 116     case kSPD : return "kSPD" ; case kSDD : return "kSDD" ;
 117     case kSSD : return "kSSD" ; case kSSDp: return "kSSDp";
 118     case kSDDp: return "kSDDp"; default   : return "Undefined";};}
 119     //
 120     Int_t GetStartDet(Int_t dtype )const;
 121     Int_t GetLastDet(Int_t dtype)const;
 122     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
 123     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 124     // ITS structure.
 125     Int_t GetStartSPD()const{return GetStartDet(kSPD);}
 126     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
 127     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 128     // ITS structure.
 129     Int_t GetLastSPD()const{return GetLastDet(kSPD);}
 130     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
 131     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 132     // ITS structure.
 133     Int_t GetStartSDD()const{return GetStartDet(kSDD);}
 134     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
 135     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 136     // ITS structure.
 137     Int_t GetLastSDD()const{return GetLastDet(kSDD);}
 138     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
 139     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 140     // ITS structure.
 141     Int_t GetStartSSD()const{return GetStartDet(kSSD);}
 142     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
 143     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 144     // ITS structure.
 145     Int_t GetLastSSD()const{return GetLastDet(kSSD);}
 146     //     Returns the last module index number.
 147     Int_t GetIndexMax() const {return fNmodules;}
 148     //
 149     //     This function returns the rotation angles for a give module
 150     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
 151     void  GetAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 152         GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
 153     //     This function returns the rotation angles for a give module
 154     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
 155     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 156     void  GetAngles(Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 157         Double_t a[3];GetAngles(index,a);rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
 158     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
 159     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
 160     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 161     void  GetAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 162                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 163         GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 164     //
 165     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give
 166     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
 167     void  GetGeantAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 168         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
 169     //
 170     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 171     // module in the Double array t[3]. The units are
 172     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 173     void  GetTrans(Int_t index,Double_t *t)const{
 174         GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(t);}
 175     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 176     // module index in the three floating point variables provided.
 177     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 178     // Carlo, generally cm.
 179     void  GetTrans(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 180         Double_t t[3];GetTrans(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 181     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 182     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 183     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 184     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 185     void  GetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 186                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 187         GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 188     //
 189     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 190     // module in the Double array t[3]. The units are
 191     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 192     void  GetTransCyln(Int_t index,Double_t *t)const{
 193         GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
 194     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 195     // module index in the three floating point variables provided.
 196     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 197     // Carlo, generally cm.
 198     void  GetTransCyln(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 199         Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 200     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 201     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 202     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 203     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 204     void  GetTransCyln(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 205                        Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 206         GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 207     //
 208     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
 209     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
 210     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
 211     // This function is required to be in-lined for speed.
 212     void  GetCenterThetaPhi(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,TVector &x)const{
 213         Double_t t[3],a[6];Int_t i=GetModuleIndex(lay,lad,det);GetTrans(i,t);
 214         GetGeantAngles(i,a);x(0)=t[0];x(1)=t[1];x(2)=t[2];x(3)=a[0];x(4)=a[1];
 215         x(5)=a[2];x(6)=a[3];x(7)=a[4];x(8)=a[5];}
 216     //
 217     //     This function returns the rotation matrix in Double
 218     // precision for a given module.
 219     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t mat[3][3])const{
 220         GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
 221     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 222     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 223     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat)const{
 224         Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
 225         for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 226     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 227     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 228     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 229     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Float_t *mat)const{
 230         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 231     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 232     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 233     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 234     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Double_t *mat)const{
 235         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 236     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 237     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 238     void  GetRotMatrix(Int_t index,Float_t *mat)const{
 239           Double_t rot[3][3];
 240           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
 241           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 242     //     This function sets the rotation matrix in a Double
 243     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 244     void  SetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat){Double_t rot[3][3];
 245           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) rot[i][j]=mat[3*i+j];
 246           GetGeomMatrix(index)->SetMatrix(rot);}
 247     //
 248     //     Will define fShape if it isn't already defined.
 249     void DefineShapes(Int_t size=5){fShape.Expand(size);}
 250     //     this function returns a pointer to the array of detector
 251     // descriptions, Segmentation.
 252     virtual TObjArray *GetShapeArray(){return &fShape;};
 253     //     this function returns a pointer to the class describing a particular
 254     // detector type based on AliITSDetector value. This will return a pointer
 255     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or
 256     // AliITSgeomSSD, for example.
 257     virtual TObject *GetShape(AliITSDetector idet){
 258         return fShape.At((Int_t)idet);};
 259     virtual TObject *GetShape(AliITSDetector idet)const{
 260         return fShape.At((Int_t)idet);};
 261     //     This function returns a pointer to the class describing the
 262     // detector for a particular module index. This will return a pointer
 263     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD,
 264     // or AliITSgeomSSD, for example.
 265     virtual TObject *GetShape(Int_t index){
 266         return fShape.At(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 267     virtual TObject *GetShape(Int_t index)const{
 268         return fShape.At(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 269     //     This function returns a pointer to the class describing the
 270     // detector for a particular layer ladder and detector numbers. This
 271     // will return a pointer to one of the classes AliITSgeomSPD,
 272     // AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD, for example.
 273     virtual TObject *GetShape(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)
 274         {return GetShape(GetModuleIndex(lay,lad,det));}
 275     //
 276     //  Setters
 277     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 278     // via the double precision array a[3] [radians].
 279     void SetByAngles(Int_t index,const Double_t a[]){
 280         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 281     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 282     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
 283     void SetByAngles(Int_t index,Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 284         Double_t a[3];a[0] = rx;a[1] = ry;a[2] = rz;
 285         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 286     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder,
 287     // and detector numbers via the 3 floating precision variables rx,
 288     // ry, and rz [radians].
 289     void SetByAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 290                      Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 291         SetByAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 292     //
 293     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 294     // via the Double precision array a[6] [degree]. The angles are those
 295     // defined by GEANT 3.12.
 296     void SetByGeantAngles(Int_t index,const Double_t *ang){
 297         GetGeomMatrix(index)->MatrixFromSixAngles(ang);}
 298     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 299     // and detector, in the array id[3] via the Double precision array
 300     // a[6] [degree]. The angles are those defined by GEANT 3.12.
 301     void SetByGeantAngles(const Int_t *id,const Double_t *ang){
 302         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(id),ang);}
 303     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 304     // and detector, via the Double precision array a[6] [degree]. The
 305     // angles are those defined by GEANT 3.12.
 306     void SetByGeantAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 307                           const Double_t *ang){
 308         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),ang);}
 309     //
 310     //     This function sets a new translation vector, given by the
 311     // array x[3], for the Cartesian coordinate transformation
 312     // for a give module index.
 313     void SetTrans(Int_t index,Double_t x[]){
 314         GetGeomMatrix(index)->SetTranslation(x);}
 315     //     This function sets a new translation vector, given by the three
 316     // variables x, y, and z, for the Cartesian coordinate transformation
 317     // for the detector defined by layer, ladder and detector.
 318     void SetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 319                   Float_t x,Float_t y,Float_t z){Double_t t[3];
 320                   t[0] = x;t[1] = y;t[2] = z;
 321                   SetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);}
 322     //
 323     //     This function adds one more shape element to the TObjArray
 324     // fShape. It is primarily used in the constructor functions of the
 325     // AliITSgeom class. The pointer *shape can be the pointer to any
 326     // class that is derived from TObject (this is true for nearly every
 327     // ROOT class). This does not appear to be working properly at this time.
 328     void AddShape(TObject *shp){fShape.AddLast(shp);}
 329     //     This function deletes an existing shape element, of type TObject,
 330     // and replaces it with the one specified. This is primarily used to
 331     // changes the parameters to the geom class for a particular
 332     // type of detector.
 333     void ReSetShape(Int_t dtype,TObject *shp){
 334         delete (fShape.At(dtype));fShape.AddAt(shp,dtype);}
 335     //
 336     //  transformations
 337     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 338     // to the detector local coordinate system for the detector
 339     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 340     // global and local coordinate are given in two floating point
 341     // arrays g[3], and l[3].
 342     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 343               const Float_t *g,Float_t *l)const{
 344         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 345     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 346     // to the detector local coordinate system for the detector
 347     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 348     // global and local coordinate are given in two floating point
 349     // arrays g[3], and l[3].
 350     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 351         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 352     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 353     // to the detector local coordinate system for the detector
 354     // module index number. The global and local coordinate are
 355     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 356     void GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 357         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 358         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 359         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 360     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 361     // to the detector local coordinate system for the detector
 362     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 363     // global and local coordinate are given in two Double point
 364     // arrays g[3], and l[3].
 365     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 366               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 367         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 368     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 369     // to the detector local coordinate system for the detector
 370     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 371     // global and local coordinate are given in two Double point
 372     // arrays g[3], and l[3].
 373     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 374         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 375     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 376     // to the detector local coordinate system for the detector
 377     // module index number. The global and local coordinate are
 378     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 379     void GtoL(Int_t index,const Double_t g[3],Double_t l[3])const{
 380         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(g,l);}
 381     //
 382     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 383     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 384     // for the detector module index number. The global and local
 385     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 386     void GtoLtracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 387         if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
 388         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
 389     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 390     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 391     // for the detector id[3]. The global and local
 392     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 393     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 394         GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 395     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 396     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 397     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 398     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 399     // and l[3].
 400     void GtoLtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 401                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 402         GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 403     //
 404     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 405     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 406     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 407     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 408     // and l[3].
 409     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 410                       const Float_t *g,Float_t *l)const{
 411         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 412     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 413     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 414     // for the detector module index number. The global and local
 415     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 416     void GtoLMomentum(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 417         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 418         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 419         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 420     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 421     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 422     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 423     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 424     // and l[3].
 425     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 426                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 427         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 428     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 429     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 430     // for the detector module index number. The global and local
 431     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 432     void GtoLMomentum(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 433         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 434         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 435         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 436     //
 437     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 438     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 439     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
 440     // The global and local coordinate are given in two Double point
 441     // arrays g[3], and l[3].
 442     void GtoLMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 443         if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
 444         else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
 445     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 446     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 447     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
 448     // The global and local coordinate are given in two Double point
 449     // arrays g[3], and l[3].
 450     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,
 451                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 452         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 453     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 454     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 455     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
 456     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 457     // arrays g[3], and l[3].
 458     void GtoLMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 459                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 460         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 461     //
 462     //     Transforms from the detector local coordinate system
 463     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
 464     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 465     // global and local coordinate are given in two floating point
 466     // arrays g[3], and l[3].
 467     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 468               const Float_t *l,Float_t *g)const{
 469         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 470     //     Transforms from the detector local coordinate system
 471     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 472     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 473     // global and local coordinate are given in two floating point
 474     // arrays g[3], and l[3].
 475     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 476         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 477     //     Transforms from the detector local coordinate system
 478     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 479     // module index number. The global and local coordinate are
 480     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 481     void LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 482         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 483         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 484         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 485     //     Transforms from the detector local coordinate system
 486     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 487     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 488     // global and local coordinate are given in two Double point
 489     // arrays g[3], and l[3].
 490     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 491               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 492         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 493     //     Transforms from the detector local coordinate system
 494     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 495     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 496     // global and local coordinate are given in two Double point
 497     // arrays g[3], and l[3].
 498     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 499         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 500     //     Transforms from the detector local coordinate system
 501     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 502     // module index number. The global and local coordinate are
 503     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 504     void LtoG(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 505         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(l,g);}
 506     //
 507     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 508     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 509     // for the detector module index number. The global and local
 510     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 511     void LtoGtracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 512         if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
 513         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
 514     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 515     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 516     // for the detector id[3]. The global and local
 517     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 518     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 519         LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 520     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 521     // for ITS tracking) to the detector local coordinate system
 522     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 523     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 524     // and l[3].
 525     void LtoGtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 526                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 527         LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 528     //
 529     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 530     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 531     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 532     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 533     // and l[3].
 534     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 535                       const Float_t *l,Float_t *g)const{
 536         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 537     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 538     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 539     // for the detector module index number. The global and local
 540     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 541     void LtoGMomentum(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 542         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 543         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
 544         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 545     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 546     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 547     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 548     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 549     // and l[3].
 550     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 551                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 552         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 553     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 554     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 555     // for the detector module index number. The global and local
 556     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 557     void LtoGMomentum(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 558         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
 559     //
 560     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 561     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
 562     // system ALICE Global for the detector module index number.
 563     // The global and local coordinate are given in two Double point
 564     // arrays g[3], and l[3].
 565     void LtoGMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 566         if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
 567         else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
 568     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 569     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 570     // Global coordinate system for the detector id[3].
 571     // The global and local coordinate are given in two Double point
 572     // arrays g[3], and l[3].
 573     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 574         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 575     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 576     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 577     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
 578     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 579     // arrays g[3], and l[3].
 580     void LtoGMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 581                               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 582                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 583     //
 584     //     Transforms from one detector local coordinate system
 585     // to another detector local coordinate system for the detector
 586     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 587     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 588     // and l2[3].
 589     void LtoL(Int_t index1,Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 590         Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
 591     //     Transforms from one detector local coordinate system
 592     // to another detector local coordinate system for the detector
 593     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
 594     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 595     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 596         LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 597               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 598     //
 599     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 600     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 601     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
 602     // detector module index2 number. The local coordinates are given
 603     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 604     void LtoLtracking(Int_t index1,Int_t index2,
 605                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 606         Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
 607     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 608     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 609     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
 610     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 611     // and l2[3].
 612     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 613                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 614         LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 615                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 616     //
 617     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 618     // local coordinate system to another detector local coordinate
 619     // system for the detector module index1 number to the detector
 620     // module index2 number. The local coordinates are given in two
 621     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
 622     void LtoLMomentum(Int_t index1,Int_t index2,
 623                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 624         Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
 625     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 626     // local coordinate system to another detector local coordinate
 627     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
 628     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 629     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 630                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 631         LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 632                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 633     //
 634     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 635     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 636     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 637     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 638     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 639     // and l2[3].
 640     void LtoLMomentumTracking(Int_t index1,Int_t index2,
 641                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 642         Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
 643         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
 644     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 645     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 646     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 647     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
 648     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 649     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 650                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 651         LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 652                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 653     //
 654     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 655     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 656     // system. The specific detector is determined by the module index
 657     // number.
 658     void GtoLErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l)const{
 659         GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 660     //
 661     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 662     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 663     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
 664     // by the module index number.
 665     void GtoLErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **g,
 666                                  Double_t **l)const{
 667         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
 668                                     Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 669         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
 670             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 671     //
 672     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 673     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 674     // system. The specific detector is determined by the module index
 675     // number.
 676     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g)const{
 677         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 678     //
 679     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 680     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
 681     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
 682     // by the module index number.
 683     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **l,
 684                                  Double_t **g)const{
 685         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((
 686                                    Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 687         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking((Double_t (*)[3])l,
 688                                                           (Double_t (*)[3])g);}
 689     //
 690     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 691     // one detector local coordinate system to another detector local
 692     // coordinate system. The specific detector is determined by the
 693     // two module index number index1 and index2.
 694     void LtoLErrorMatrix(Int_t index1,Int_t index2,
 695                          const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 696         Double_t g[3][3];
 697         LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
 698         GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 699     //
 700     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 701     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
 702     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
 703     // The specific detector is determined by the two module index number
 704     // index1 and index2.
 705     void LtoLErrorMatrixTraking(Int_t index1,Int_t index2,
 706                                 const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 707         Double_t g[3][3];
 708         LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
 709         GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 710     //  Find Specific Modules
 711     // Locate the nearest module to the point g, in ALICE global Cartesian
 712     // coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0 then it search in
 713     // all layers.
 714     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay=0)const;
 715     // Locates the nearest 27 modules, in nearest order, to the point g, in
 716     // ALICE global Cartesian coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0
 717     // then it searches in all layers. (there are 27 elements in a 3x3x3
 718     // cube.
 719     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay=0)const;
 720     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
 721     // the detector/module specified by the the module index number.
 722     Double_t Distance(Int_t index,const Double_t g[3])const{
 723         return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
 724     // loops over modules and computes the average cylindrical
 725     // radius to a given layer and the range.
 726     Double_t GetAverageRadiusOfLayer(Int_t layer,Double_t &range)const;
 727     //  Geometry manipulation
 728     // This function performs a Cartesian translation and rotation of
 729     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 730     // the three element arrays tran and rot.
 731     void GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
 732     // This function performs a Cylindrical translation and rotation of
 733     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 734     // the three element arrays tran and rot.
 735     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
 736     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 737     // rotation about the present global position of each active
 738     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 739     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 740     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 741     // rotation about the present global position of each active
 742     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 743     // But in Cylindrical coordinates.
 744     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 745     // This function converts these transformations from Alice global and
 746     // local to Tracking global and local.
 747     void GeantToTracking(const AliITSgeom &source); // This converts the geometry
 748     //  Other routines.
 749     // This routine prints, to a file, the difference between this class
 750     // and "other".
 751     void PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other)const;
 752     // This routine prints, to a file, the contents of this class.
 753     void PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
 754     // This function prints out this class in a single stream. This steam
 755     // can be read by ReadGeom.
 756     ofstream &PrintGeom(ofstream &out)const;
 757     // This function reads in that single steam printed out by PrintGeom.
 758     ifstream &ReadGeom(ifstream &in);
 759
 760     //Conversion from det. local coordinates to local ("V2") coordinates
 761     //used for tracking
 762
 763     void DetLToTrackingV2(Int_t md, Float_t xin, Float_t zin, Float_t &yout, Float_t &zout);
 764
 765     void TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,Float_t &xout,Float_t &zout);
 766
 767
 768  private:
 769     TString    fVersion; // Transformation version.
 770     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation
 771     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
 772     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
 773     TArrayI    fNlad;    // Array of the number of ladders/layer(layer)
 774     TArrayI    fNdet;    // Array of the number of detector/ladder(layer)
 775     TObjArray  fGm;      // Structure of translation. and rotation.
 776     TObjArray  fShape;   // Array of shapes and detector information.
 777
 778     ClassDef(AliITSgeom,3) // ITS geometry class
 779 };
 780
 781 #endif