ITS/UPGRADE/AliITSUGeomTGeo.h

   1 #ifndef ALIITSUGEOMTGEO_H
   2 #define ALIITSUGEOMTGEO_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   8 //  AliITSUGeomTGeo is a simple interface class to TGeoManager       //
   9 //  It is used in the simulation and reconstruction in order to        //
  10 //  query the TGeo ITS geometry                                        //
  11 //                                                                     //
  12 //  author - cvetan.cheshkov@cern.ch                                   //
  13 //  15/02/2007                                                         //
  14 //  adapted to ITSupg 18/07/2012 - ruben.shahoyan@cern.ch              //
  15 //  RS: in order to preserve the static character of the class but     //
  16 //  make it dynamically access geometry, we need to check in every     //
  17 //  method if the structures are initialized. To be converted to       //
  18 //  singleton at later stage.                                          //
  19 //                                                                     //
  20 //  Note on the upgrade detector types:                                //
  21 //  The coarse type defines detectors served by different classes,     //
  22 //  like Pix. Each such a detector type can have kMaxSegmPerDetType    //
  23 //  segmentations (pitch etc.) whose parameteres are stored in the     //
  24 //  AliITSsegmentation derived class (like AliITSUSegmentationPix)     //
  25 //  This allows to have in the setup modules served by the same        //
  26 //  classes but with different segmentations.                          //
  27 //  The full detector type is composed as:                             //
  28 //  CoarseType*kMaxSegmPerDetType + segmentationType                   //
  29 //  The only requirement on the segmentationType that should be        //
  30 //  < kMaxSegmPerDetType.                                              //
  31 //  The methods like GetLayerDetTypeID return the full detector type   //
  32 //                                                                     //
  33 //                                                                     //
  34 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  35
  36 #include <TObject.h>
  37 #include <TGeoMatrix.h>
  38 #include <TString.h>
  39 #include <TObjArray.h>
  40
  41 class TGeoPNEntry;
  42 class TDatime;
  43 class AliITSsegmentation;
  44
  45 class AliITSUGeomTGeo : public TObject {
  46
  47  public:
  48   enum {kITSVNA, kITSVUpg}; // ITS version
  49   enum {kDetTypePix=0, kNDetTypes, kMaxSegmPerDetType=10}; // defined detector types (each one can have different segmentations)
  50   //
  51   AliITSUGeomTGeo(Bool_t build = kFALSE, Bool_t loadSegmentations = kTRUE);
  52   virtual ~AliITSUGeomTGeo();
  53   AliITSUGeomTGeo(const AliITSUGeomTGeo &src);
  54   AliITSUGeomTGeo& operator=(const AliITSUGeomTGeo &geom);
  55   //
  56   Int_t  GetNModules()                                                    const {return fNModules;}
  57   Int_t  GetNDetectors(Int_t lay)                                         const {return fNDetectors[lay];}
  58   Int_t  GetNLadders(Int_t lay)                                           const {return fNLadders[lay];}
  59   Int_t  GetNLayers()                                                     const {return fNLayers;}
  60
  61   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,int detInLay)                           const {return GetFirstModIndex(lay)+detInLay;}
  62   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                    const;
  63   Bool_t GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)        const;
  64   Int_t  GetLayer(Int_t index)                                            const;
  65   Int_t  GetLadder(Int_t index)                                           const;
  66   Int_t  GetModIdInLayer(Int_t index)                                     const;
  67   Int_t  GetModIdInLadder(Int_t index)                                    const;
  68   //
  69   Int_t  GetLastModIndex(Int_t lay)                                       const {return fLastModIndex[lay];}
  70   Int_t  GetFirstModIndex(Int_t lay)                                      const {return (lay==0) ? 0:fLastModIndex[lay-1]+1;}
  71   //
  72   const char *GetSymName(Int_t index)                                     const;
  73   const char *GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  74   //
  75   // Attention: these are the matrices for the alignable volumes of the modules, i.e. not necessarily the sensors
  76   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t index)                                     const;
  77   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  78   Bool_t GetTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                       const;
  79   Bool_t GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3])     const;
  80   Bool_t GetRotation(Int_t index, Double_t r[9])                          const;
  81   Bool_t GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])        const;
  82   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m)                       const;
  83   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)     const;
  84   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                   const;
  85   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const;
  86   Bool_t GetOrigRotation(Int_t index, Double_t r[9])                      const;
  87   Bool_t GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])    const;
  88   //
  89   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t index);
  90   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)  {return GetMatrixT2L( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  91   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t index);
  92   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) {return GetMatrixSens( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  93   //
  94   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m);
  95   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m);
  96   //
  97   // Attention: these are transformations wrt sensitive volume!
  98   void   LocalToGlobal(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
  99   void   LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob);
 100   //
 101   void   GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 102   void   GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc);
 103   //
 104   void   LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
 105   void   GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 106   Int_t  GetLayerDetTypeID(Int_t lr)                                         const;
 107   Int_t  GetModuleDetTypeID(Int_t id)                                        const;
 108   //
 109   const AliITSsegmentation* GetSegmentationByID(Int_t id)                    const;
 110   const AliITSsegmentation* GetSegmentation(Int_t lr)                        const;
 111   TObjArray*          GetSegmentations()                                     const {return (TObjArray*)fSegm;}
 112   virtual void Print(Option_t *opt="")  const;
 113
 114   static const char* GetITSVolPattern()                                 {return fgkITSVolName;}
 115   static const char* GetITSLayerPattern()                               {return fgkITSLrName;}
 116   static const char* GetITSLadderPattern()                              {return fgkITSLadName;}
 117   static const char* GetITSModulePattern()                              {return fgkITSModName;}
 118   static const char* GetITSSensorPattern()                              {return fgkITSSensName;}
 119   static const char* GetITSsegmentationFileName()                       {return fgITSsegmFileName.Data();}
 120   static const char* GetDetTypeName(Int_t i);
 121   static void        SetITSsegmentationFileName(const char* nm)         {fgITSsegmFileName = nm;}
 122   static UInt_t      ComposeDetTypeID(UInt_t segmId);
 123   //
 124   static const char *ComposeSymNameITS();
 125   static const char *ComposeSymNameLayer(Int_t lr);
 126   static const char *ComposeSymNameLadder(Int_t lr, Int_t lad);
 127   static const char *ComposeSymNameModule(Int_t lr, Int_t lad, int det);
 128   //
 129   // hack to avoid using AliGeomManager
 130   Int_t              LayerToVolUID(Int_t lay,int detInLay)        const {return GetModuleIndex(lay,detInLay);}
 131   static Int_t       ModuleVolUID(Int_t mod)                            {return mod;}
 132   //
 133  protected:
 134   void         FetchMatrices();
 135   void         CreateT2LMatrices();
 136   TGeoHMatrix* ExtractMatrixT2L(Int_t index)                      const;
 137   TGeoHMatrix* ExtractMatrixSens(Int_t index)                     const;
 138   Bool_t       GetLayer(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &index2)     const;
 139   TGeoPNEntry* GetPNEntry(Int_t index)                            const;
 140   Int_t        ExtractNumberOfDetectors(Int_t lay)                const;
 141   Int_t        ExtractNumberOfLadders(Int_t lay)                  const;
 142   Int_t        ExtractLayerDetType(Int_t lay)                     const;
 143   Int_t        ExtractNumberOfLayers()                            const;
 144   void         BuildITS(Bool_t loadSegm);
 145   //
 146  protected:
 147   //
 148   //
 149   Int_t  fVersion;             // ITS Version
 150   Int_t  fNLayers;             // number of layers
 151   Int_t  fNModules;            // The total number of modules
 152   Int_t *fNLadders;            //[fNLayers] Array of the number of ladders/layer(layer)
 153   Int_t *fLrDetType;           //[fNLayers] Array of layer detector types
 154   Int_t *fNDetectors;          //[fNLayers] Array of the number of detector/ladder(layer)
 155   Int_t *fLastModIndex;        //[fNLayers] max ID of the detctor in the layer
 156   //
 157   TObjArray* fMatSens;         // Sensor's matrices pointers in the geometry
 158   TObjArray* fMatT2L;          // Tracking to Local matrices pointers in the geometry
 159   TObjArray* fSegm;            // segmentations
 160   //
 161   static const char*  fgkITSVolName;             // ITS mother volume name
 162   static const char*  fgkITSLrName;              // ITS Layer name
 163   static const char*  fgkITSLadName;             // ITS Ladder name
 164   static const char*  fgkITSModName;             // ITS Module name
 165   static const char*  fgkITSSensName;            // ITS Sensor name
 166   static const char*  fgkITSDetTypeName[kNDetTypes]; // ITS upg detType Names
 167   //
 168   static TString      fgITSsegmFileName;         // file name for segmentations
 169   //
 170   ClassDef(AliITSUGeomTGeo, 1) // ITS geometry based on TGeo
 171 };
 172
 173 //_____________________________________________________________________________________________
 174 inline const char *AliITSUGeomTGeo::GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 175 {
 176   // sym name
 177   return GetSymName(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 178 }
 179
 180 //_____________________________________________________________________________________________
 181 inline TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 182 {
 183   // module current matrix
 184   return GetMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 185 }
 186
 187 //_____________________________________________________________________________________________
 188 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 189 {
 190   // translation
 191   return GetTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 192 }
 193
 194 //_____________________________________________________________________________________________
 195 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 196 {
 197   // rot
 198   return GetRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 199 }
 200
 201 //_____________________________________________________________________________________________
 202 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m) const
 203 {
 204   // orig matrix
 205   return GetOrigMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 206 }
 207
 208 //_____________________________________________________________________________________________
 209 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 210 {
 211   // orig trans
 212   return GetOrigTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 213 }
 214
 215 //_____________________________________________________________________________________________
 216 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 217 {
 218   // orig rot
 219   return GetOrigRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 220 }
 221
 222 //_____________________________________________________________________________________________
 223 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)
 224 {
 225   // tracking mat
 226   return GetTrackingMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 227 }
 228
 229 //_____________________________________________________________________________________________
 230 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetLayerDetTypeID(Int_t lr) const
 231 {
 232   // detector type ID of layer
 233   return fLrDetType[lr];
 234 }
 235
 236 //_____________________________________________________________________________________________
 237 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetModuleDetTypeID(Int_t id) const
 238 {
 239   // detector type ID of module
 240   return GetLayerDetTypeID(GetLayer(id));
 241 }
 242
 243 //_____________________________________________________________________________________________
 244 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixSens(Int_t index)
 245 {
 246   // access global to sensor matrix
 247   if (!fMatSens) FetchMatrices();
 248   return (TGeoHMatrix*)fMatSens->At(index);
 249 }
 250
 251 //_____________________________________________________________________________________________
 252 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixT2L(Int_t index)
 253 {
 254   // access tracking to local matrix
 255   if (!fMatT2L) FetchMatrices();
 256   return (TGeoHMatrix*)fMatT2L->At(index);
 257 }
 258
 259 //______________________________________________________________________
 260 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t index,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 261 {
 262   // sensor local to global
 263   GetMatrixSens(index)->LocalToMaster(loc,glob);
 264 }
 265
 266 //______________________________________________________________________
 267 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 268 {
 269   // global to sensor local
 270   GetMatrixSens(index)->MasterToLocal(glob,loc);
 271 }
 272
 273 //______________________________________________________________________
 274 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob)
 275 {
 276   // sensor local to global
 277   GetMatrixSens(index)->LocalToMasterVect(loc,glob);
 278 }
 279
 280 //______________________________________________________________________
 281 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 282 {
 283   // global to sensor local
 284   GetMatrixSens(index)->MasterToLocalVect(glob,loc);
 285 }
 286
 287 //_____________________________________________________________________________________________
 288 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 289 {
 290   // Local2Master (sensor)
 291   LocalToGlobal(GetModuleIndex(lay,lad,det), loc, glob);
 292 }
 293
 294 //_____________________________________________________________________________________________
 295 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc)
 296 {
 297   // master2local (sensor)
 298   GlobalToLocal(GetModuleIndex(lay,lad,det), glob, loc);
 299 }
 300
 301 //_____________________________________________________________________________________________
 302 inline const char* AliITSUGeomTGeo::GetDetTypeName(Int_t i)
 303 {
 304   if (i>=kNDetTypes) i/=kMaxSegmPerDetType; // full type is provided
 305   return fgkITSDetTypeName[i];
 306 }
 307
 308 //_____________________________________________________________________________________________
 309 inline const AliITSsegmentation* AliITSUGeomTGeo::GetSegmentationByID(Int_t id) const
 310 {
 311   // get segmentation by ID
 312   return fSegm ? (AliITSsegmentation*)fSegm->At(id) : 0;
 313 }
 314
 315 //_____________________________________________________________________________________________
 316 inline const AliITSsegmentation* AliITSUGeomTGeo::GetSegmentation(Int_t lr) const
 317 {
 318   // get segmentation of layer
 319   return fSegm ? (AliITSsegmentation*)fSegm->At( GetLayerDetTypeID(lr) ) : 0;
 320 }
 321
 322 #endif