ITS/AliITSv11Geometry.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17 #include <stdio.h>
  18 #include <stdlib.h>
  19 // General Root includes
  20 #include <Riostream.h>
  21 #include <TMath.h>
  22 #include <float.h>
  23 #include <TFile.h>    // only required for Tracking function?
  24 #include <TObjArray.h>
  25 #include <TClonesArray.h>
  26 #include <TLorentzVector.h>
  27 #include <TObjString.h>
  28 // Root Geometry includes
  29 #include <TGeoManager.h>
  30 #include <TGeoVolume.h>
  31 #include <TGeoPcon.h>
  32 #include <TGeoCone.h>
  33 #include <TGeoTube.h> // contaings TGeoTubeSeg
  34 #include <TGeoArb8.h>
  35 #include <TGeoCompositeShape.h>
  36 #include <TGeoMatrix.h>
  37 #include <TGeoNode.h>
  38 #include <TGeoMaterial.h>
  39 #include <TGeoMedium.h>
  40 #include "AliITSBaseGeometry.h"
  41 #include "AliITSv11Geometry.h"
  42
  43 ClassImp(AliITSv11Geometry)
  44 //______________________________________________________________________
  45 Double_t AliITSv11Geometry::RmaxFrom2Points(TGeoPcon *p,Int_t i1,Int_t i2,Double_t z){
  46     // functions Require at parts of Volume A to be already defined.
  47     // Retruns the value of Rmax corresponding to point z alone the line
  48     // defined by the two points p.Rmax(i1),p-GetZ(i1) and p->GetRmax(i2),
  49     // p->GetZ(i2).
  50     Double_t d0,d1,d2,r;
  51
  52     d0 = p->GetRmax(i1)-p->GetRmax(i2);// cout <<"L263: d0="<<d0<<endl;
  53     d1 = z-p->GetZ(i2);// cout <<"L264: d1="<<d1<<endl;
  54     d2 = p->GetZ(i1)-p->GetZ(i2);// cout <<"L265: d2="<<d2<<endl;
  55     r  = p->GetRmax(i2) + d1*d0/d2;// cout <<"L266: r="<<r<<endl;
  56     return r;
  57 }
  58 //______________________________________________________________________
  59 Double_t AliITSv11Geometry::RminFrom2Points(TGeoPcon *p,Int_t i1,Int_t i2,Double_t z){
  60     // Retruns the value of Rmin corresponding to point z alone the line
  61     // defined by the two points p->GetRmin(i1),p->GetZ(i1) and
  62     // p->GetRmin(i2),  p->GetZ(i2).
  63
  64     return p->GetRmin(i2)+(p->GetRmin(i1)-p->GetRmin(i2))*(z-p->GetZ(i2))/
  65      (p->GetZ(i1)-p->GetZ(i2));
  66 }
  67 //______________________________________________________________________
  68 Double_t AliITSv11Geometry::RFrom2Points(Double_t *p,Double_t *Z,Int_t i1,
  69                                  Int_t i2,Double_t z){
  70     // Retruns the value of Rmin corresponding to point z alone the line
  71     // defined by the two points p->GetRmin(i1),p->GetZ(i1) and
  72     // p->GetRmin(i2), p->GetZ(i2).
  73
  74     return p[i2]+(p[i1]-p[i2])*(z-Z[i2])/(Z[i1]-Z[i2]);
  75 }
  76 //______________________________________________________________________
  77 Double_t AliITSv11Geometry::Zfrom2MinPoints(TGeoPcon *p,Int_t i1,Int_t i2,Double_t r){
  78     // Retruns the value of Z corresponding to point R alone the line
  79     // defined by the two points p->GetRmin(i1),p->GetZ(i1) and
  80     // p->GetRmin(i2),p->GetZ(i2)
  81
  82     return p->GetZ(i2)+(p->GetZ(i1)-p->GetZ(i2))*(r-p->GetRmin(i2))/
  83      (p->GetRmin(i1)-p->GetRmin(i2));
  84 }
  85 //______________________________________________________________________
  86 Double_t AliITSv11Geometry::Zfrom2MaxPoints(TGeoPcon *p,Int_t i1,Int_t i2,Double_t r){
  87     // Retruns the value of Z corresponding to point R alone the line
  88     // defined by the two points p->GetRmax(i1),p->GetZ(i1) and
  89     // p->GetRmax(i2),p->GetZ(i2)
  90
  91     return p->GetZ(i2)+(p->GetZ(i1)-p->GetZ(i2))*(r-p->GetRmax(i2))/
  92      (p->GetRmax(i1)-p->GetRmax(i2));
  93 }
  94 //______________________________________________________________________
  95 Double_t AliITSv11Geometry::Zfrom2Points(Double_t *Z,Double_t *p,Int_t i1,
  96                                  Int_t i2,Double_t r){
  97     // Retruns the value of Z corresponding to point R alone the line
  98     // defined by the two points p->GetRmax(i1),p->GetZ(i1) and
  99     // p->GetRmax(i2),p->GetZ(i2)
 100
 101     return Z[i2]+(Z[i1]-Z[i2])*(r-p[i2])/(p[i1]-p[i2]);
 102 }
 103 //______________________________________________________________________
 104 Double_t AliITSv11Geometry::RmaxFromZpCone(TGeoPcon *p,int ip,Double_t tc,Double_t z,
 105                                    Double_t th){
 106     // General SSD Outer Cone surface equation Rmax.
 107     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 108     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 109
 110     return -tantc*(z-p->GetZ(ip))+p->GetRmax(ip)+th/costc;
 111 }
 112 //______________________________________________________________________
 113 Double_t AliITSv11Geometry::RFromZpCone(Double_t *GetRmax,Double_t *GetZ,int ip,
 114                                    Double_t tc,Double_t z,Double_t th){
 115     // General SSD Outer Cone surface equation Rmax.
 116     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 117     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 118
 119     return -tantc*(z-GetZ[ip])+GetRmax[ip]+th/costc;
 120 }
 121 //______________________________________________________________________
 122 Double_t AliITSv11Geometry::RminFromZpCone(TGeoPcon *p,Int_t ip,Double_t tc,Double_t z,
 123                                    Double_t th){
 124     // General SSD Inner Cone surface equation Rmin.
 125     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 126     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 127
 128     return -tantc*(z-p->GetZ(ip))+p->GetRmin(ip)+th/costc;
 129 }
 130 //______________________________________________________________________
 131 Double_t AliITSv11Geometry::ZFromRmaxpCone(TGeoPcon *p,int ip,Double_t tc,Double_t r,
 132                                    Double_t th){
 133     // General SSD Outer cone Surface equation for z.
 134     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 135     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 136
 137     return p->GetZ(ip)+(p->GetRmax(ip)+th/costc-r)/tantc;
 138 }
 139 //______________________________________________________________________
 140 Double_t AliITSv11Geometry::ZFromRmaxpCone(Double_t *GetRmax,Double_t *GetZ,int ip,
 141                                    Double_t tc,Double_t r,Double_t th){
 142     // General SSD Outer cone Surface equation for z.
 143     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 144     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 145
 146     return GetZ[ip]+(GetRmax[ip]+th/costc-r)/tantc;
 147 }
 148 //______________________________________________________________________
 149 Double_t AliITSv11Geometry::ZFromRminpCone(TGeoPcon *p,int ip,Double_t tc,Double_t r,
 150                                    Double_t th){
 151     // General SSD Inner cone Surface equation for z.
 152     Double_t tantc = TMath::Tan(tc*TMath::DegToRad());
 153     Double_t costc = TMath::Cos(tc*TMath::DegToRad());
 154
 155     return p->GetZ(ip)+(p->GetRmin(ip)+th/costc-r)/tantc;
 156 }
 157 //______________________________________________________________________
 158 void AliITSv11Geometry::RadiusOfCurvature(Double_t rc,Double_t theta0,Double_t z0,
 159                  Double_t r0,Double_t theta1,Double_t &z1,
 160                  Double_t &r1){
 161     // Given a initial point z0,r0, the initial angle theta0, and the radius
 162     // of curvature, returns the point z1, r1 at the angle theta1. Theta
 163     // measured from the r axis in the clock wise direction [degrees].
 164     Double_t sin0 = TMath::Sin(theta0*TMath::DegToRad());
 165     Double_t cos0 = TMath::Cos(theta0*TMath::DegToRad());
 166     Double_t sin1 = TMath::Sin(theta1*TMath::DegToRad());
 167     Double_t cos1 = TMath::Cos(theta1*TMath::DegToRad());
 168
 169     z1 = rc*(sin1-sin0)+z0;
 170     r1 = rc*(cos1-cos0)+r0;
 171     return;
 172 }
 173 //______________________________________________________________________
 174 void AliITSv11Geometry::InsidePoint(TGeoPcon *p,Int_t i1,Int_t i2,Int_t i3,
 175                             Double_t c,TGeoPcon *q,Int_t j1,Bool_t max){
 176     // Given two lines defined by the points i1, i2,i3 in the TGeoPcon
 177     // class p that intersect at point p->GetZ(i2) return the point z,r
 178     // that is Cthick away in the TGeoPcon class q. If points i1=i2
 179     // and max == kTRUE, then p->GetRmin(i1) and p->GetRmax(i2) are used.
 180     // if points i2=i3 and max=kTRUE then points p->GetRmax(i2) and
 181     // p->GetRmin(i3) are used. If i2=i3 and max=kFALSE, then p->GetRmin(i2)
 182     // and p->GetRmax(i3) are used.
 183     // Inputs:
 184     //    TGeoPcon  *p  Class where points i1, i2, and i3 are taken from
 185     //    Int_t     i1  First point in class p
 186     //    Int_t     i2  Second point in class p
 187     //    Int_t     i3  Third point in class p
 188     //    Double_t  c   Distance inside the outer surface/inner suface
 189     //                  that the point j1 is to be computed for.
 190     //    TGeoPcon  *q  Pointer to class for results to be put into.
 191     //    Int_t     j1  Point in class q where data is to be stored.
 192     //    Bool_t    max if kTRUE, then a Rmax value is computed,
 193     //                  else a Rmin valule is computed.
 194     // Output:
 195     //    TGeoPcon  *q  Pointer to class for results to be put into.
 196     // Return:
 197     //    none.
 198     Double_t x0,y0,x1,y1,x2,y2,x,y;
 199
 200     if(max){
 201         c = -c; //cout <<"L394 c="<<c<<endl;
 202         y0 = p->GetRmax(i1);
 203         if(i1==i2) y0 = p->GetRmin(i1); //cout <<"L396 y0="<<y0<<endl;
 204         y1 = p->GetRmax(i2);  //cout <<"L397 y1="<<y1<<endl;
 205         y2 = p->GetRmax(i3); //cout <<"L398 y2="<<y2<<endl;
 206         if(i2==i3) y2 = p->GetRmin(i3); //cout <<"L399 y2="<<y2<<endl;
 207     }else{ // min
 208         y0 = p->GetRmin(i1); //cout <<"L401 y0="<<y0<<endl;
 209         y1 = p->GetRmin(i2); //cout <<"L402 y1="<<y1<<endl;
 210         y2 = p->GetRmin(i3);
 211         if(i2==i3) y2 = p->GetRmax(i3); //cout <<"L404 y2="<<y2<<endl;
 212     } // end if
 213     x0 = p->GetZ(i1); //cout <<"L406 x0="<<x0<<endl;
 214     x1 = p->GetZ(i2); //cout <<"L407 x1="<<x1<<endl;
 215     x2 = p->GetZ(i3); //cout <<"L408 x2="<<x2<<endl;
 216     //
 217     InsidePoint(x0,y0,x1,y1,x2,y2,c,x,y);
 218     q->Z(j1) = x;
 219     if(max) q->Rmax(j1) = y;
 220     else    q->Rmin(j1) = y;
 221     return;
 222 }
 223 //----------------------------------------------------------------------
 224 void AliITSv11Geometry::InsidePoint(Double_t x0,Double_t y0,Double_t x1,Double_t y1,
 225                             Double_t x2,Double_t y2,Double_t c,
 226                             Double_t &x,Double_t &y){
 227     // Given two intersecting lines defined by the points (x0,y0), (x1,y1) and
 228     // (x1,y1), (x1,y2) {intersecting at (x1,y1)} the point (x,y) a distance
 229     // c away is returned such that two lines a distance c away from the
 230     // lines defined above intersect at (x,y).
 231     // Inputs:
 232     //    Double_t  x0 X point on the first intersecting sets of lines
 233     //    Double_t  y0 Y point on the first intersecting sets of lines
 234     //    Double_t  x1 X point on the first/second intersecting sets of lines
 235     //    Double_t  y1 Y point on the first/second intersecting sets of lines
 236     //    Double_t  x2 X point on the second intersecting sets of lines
 237     //    Double_t  y2 Y point on the second intersecting sets of lines
 238     //    Double_t  c  Distance the two sets of lines are from each other
 239     // Output:
 240     //    Double_t  x  X point for the intersecting sets of parellel lines
 241     //    Double_t  y  Y point for the intersecting sets of parellel lines
 242     // Return:
 243     //    none.
 244     Double_t dx01,dx12,dy01,dy12,R01,R12,m;
 245     dx01 = x0-x1; //cout <<"L410 dx01="<<dx01<<endl;
 246     dx12 = x1-x2; //cout <<"L411 dx12="<<dx12<<endl;
 247     dy01 = y0-y1; //cout <<"L412 dy01="<<dy01<<endl;
 248     dy12 = y1-y2; //cout <<"L413 dy12="<<dy12<<endl;
 249     R01  = TMath::Sqrt(dy01*dy01+dx01*dx01); //cout <<"L414 R01="<<R01<<endl;
 250     R12  = TMath::Sqrt(dy12*dy12+dx12*dx12); //cout <<"L415 R12="<<R12<<endl;
 251     m = dx12*dy01-dy12*dx01;
 252     if(m*m<DBL_EPSILON){ // m == n
 253         if(dy01==0.0){ // line are =
 254             x = x1+c; //cout <<"L419 x="<<x<<endl;
 255             y = y1; //cout <<"L420 y="<<y<<endl;
 256             return;
 257         }else if(dx01==0.0){
 258             x = x1;
 259             y = y1+c;
 260             return;
 261         }else{ // dx01!=0 and dy01 !=0.
 262             x = x1-0.5*c*R01/dy01; //cout <<"L434 x="<<x<<endl;
 263             y = y1+0.5*c*R01/dx01; //cout <<"L435 y="<<y<<endl;
 264         } // end if
 265         return;
 266     } //
 267     x = x1-c*(dx12*R01-dx01*R12)/m; //cout <<"L442 x="<<x<<endl;
 268     y = y1-c*(dy12*R01-dy01*R12)/m; //cout <<"L443 y="<<y<<endl;
 269     //cout <<"=============================================="<<endl;
 270     return;
 271 }
 272 //----------------------------------------------------------------------
 273 void AliITSv11Geometry:: printArb8(TGeoArb8 *A){
 274     if(GetDebug()){
 275         cout << A->GetName() << ":";
 276         for(Int_t iii=0;iii<8;iii+=2){
 277             cout <<"("<<A->GetVertices()[iii]<<","
 278                  <<A->GetVertices()[iii+1]<<","<<-A->GetDz()<<")";
 279         } // end for iii
 280         for(Int_t iii=8;iii<16;iii+=2){
 281             cout <<"("<<A->GetVertices()[iii]<<","
 282                  <<A->GetVertices()[iii+1]<<","<<A->GetDz()<<")";
 283         } // end for iii
 284         cout << endl;
 285     } // end if
 286 }
 287 //----------------------------------------------------------------------
 288 void AliITSv11Geometry:: printPcon(TGeoPcon *A){
 289     if(GetDebug()) return;
 290     cout << A->GetName() << ": N=" << A->GetNz() << " Phi1=" << A->GetPhi1()
 291          << ", Dphi=" << A->GetDphi() << endl;
 292     cout << "i\t   Z   \t  Rmin \t  Rmax" << endl;
 293     for(Int_t iii=0;iii<A->GetNz();iii++){
 294         cout << iii << "\t" << A->GetZ(iii) << "\t" << A->GetRmin(iii)
 295              << "\t" << A->GetRmax(iii) << endl;
 296     } // end for iii
 297 }
 298 //----------------------------------------------------------------------
 299 void AliITSv11Geometry::printTube(TGeoTube *A){
 300     if(GetDebug()) return;
 301     cout << A->GetName() <<": Rmin="<<A->GetRmin()
 302          <<" Rmax=" <<A->GetRmax()<<" Dz="<<A->GetDz()<<endl;
 303 }
 304 //----------------------------------------------------------------------
 305 void AliITSv11Geometry::printTubeSeg(TGeoTubeSeg *A){
 306     if(GetDebug()) return;
 307     cout << A->GetName() <<": Phi1="<<A->GetPhi1()<<
 308         " Phi2="<<A->GetPhi2()<<" Rmin="<<A->GetRmin()
 309          <<" Rmax=" <<A->GetRmax()<<" Dz="<<A->GetDz()<<endl;
 310 }
 311 //----------------------------------------------------------------------
 312 void AliITSv11Geometry::printConeSeg(TGeoConeSeg *A){
 313     if(GetDebug()) return;
 314     cout << A->GetName() <<": Phi1="<<A->GetPhi1()<<
 315         " Phi2="<<A->GetPhi2()<<" Rmin1="<<A->GetRmin1()
 316          <<" Rmax1=" <<A->GetRmax1()<<" Rmin2="<<A->GetRmin2()
 317          <<" Rmax2=" <<A->GetRmax2()<<" Dz="<<A->GetDz()<<endl;
 318 }
 319 //----------------------------------------------------------------------
 320 void AliITSv11Geometry::printBBox(TGeoBBox *A){
 321     if(GetDebug()) return;
 322     cout << A->GetName() <<": Dx="<<A->GetDX()<<
 323         " Dy="<<A->GetDY()<<" Dz="<<A->GetDZ() <<endl;
 324 }
 325