MUON/AliMUONGeometryBuilder.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *      SigmaEffect_thetadegrees                                                                  *
   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     *
  12  * about the suitability of this software for any purpeateose. It is      *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 // $Id$
  17 //
  18 // Class AliMUONGeometryBuilder
  19 // ----------------------------
  20 // Manager class for geometry construction via geometry builders.
  21 //
  22 // Author: Ivana Hrivnacova, IPN Orsay
  23
  24 #include <TObjArray.h>
  25 #include <TVirtualMC.h>
  26
  27 #include "AliMUONGeometryBuilder.h"
  28 #include "AliMUONVGeometryBuilder.h"
  29 #include "AliMUONGeometryModule.h"
  30 #include "AliMUONGeometryEnvelope.h"
  31 #include "AliMUONGeometryEnvelopeStore.h"
  32 #include "AliMUONGeometryDetElement.h"
  33 #include "AliMUONGeometryStore.h"
  34 #include "AliMUONGeometryConstituent.h"
  35 #include "AliModule.h"
  36 #include "AliLog.h"
  37 #include "AliRun.h"
  38
  39
  40 ClassImp(AliMUONGeometryBuilder)
  41
  42 // static functions
  43
  44 //______________________________________________________________________________
  45 TGeoHMatrix AliMUONGeometryBuilder::Multiply(const TGeoMatrix& m1,
  46                                              const TGeoMatrix& m2)
  47 {
  48 /// Temporary fix for problem with matrix multiplication in Root 5.02/00
  49
  50   if (m1.IsIdentity() && m2.IsIdentity()) return TGeoHMatrix();
  51
  52   if (m1.IsIdentity()) return m2;
  53
  54   if (m2.IsIdentity()) return m1;
  55
  56   return m1 * m2;
  57 }
  58
  59 //______________________________________________________________________________
  60 TGeoHMatrix AliMUONGeometryBuilder::Multiply(const TGeoMatrix& m1,
  61                                              const TGeoMatrix& m2,
  62                                              const TGeoMatrix& m3)
  63 {
  64 /// Temporary fix for problem with matrix multiplication in Root 5.02/00
  65
  66   if (m1.IsIdentity() && m2.IsIdentity() & m3.IsIdentity())
  67     return TGeoHMatrix();
  68
  69   if (m1.IsIdentity()) return Multiply(m2, m3);
  70
  71   if (m2.IsIdentity()) return Multiply(m1, m3);
  72
  73   if (m3.IsIdentity()) return Multiply(m1, m2);
  74
  75   return m1 * m2 * m3;
  76 }
  77
  78 //______________________________________________________________________________
  79 TGeoHMatrix AliMUONGeometryBuilder::Multiply(const TGeoMatrix& m1,
  80                                              const TGeoMatrix& m2,
  81                                              const TGeoMatrix& m3,
  82                                              const TGeoMatrix& m4)
  83 {
  84 /// Temporary fix for problem with matrix multiplication in Root 5.02/00
  85
  86   if (m1.IsIdentity() && m2.IsIdentity() & m3.IsIdentity() & m4.IsIdentity())
  87     return TGeoHMatrix();
  88
  89   if (m1.IsIdentity()) return Multiply(m2, m3, m4);
  90
  91   if (m2.IsIdentity()) return Multiply(m1, m3, m4);
  92
  93   if (m3.IsIdentity()) return Multiply(m1, m2, m4);
  94
  95   if (m4.IsIdentity()) return Multiply(m1, m2, m3);
  96
  97   return m1 * m2 * m3 * m4;
  98 }
  99
 100 //______________________________________________________________________________
 101 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(AliModule* module)
 102   : TObject(),
 103     fModule(module),
 104     fAlign(false),
 105     fGlobalTransformation(),
 106     fGeometryBuilders(0)
 107 {
 108 /// Standard constructor
 109
 110   fGeometryBuilders = new TObjArray(100);
 111 }
 112
 113 //______________________________________________________________________________
 114 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder()
 115   : TObject(),
 116     fModule(0),
 117     fAlign(false),
 118     fGlobalTransformation(),
 119     fGeometryBuilders(0)
 120 {
 121 /// Default constructor
 122 }
 123
 124 //______________________________________________________________________________
 125 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(const AliMUONGeometryBuilder& right)
 126   : TObject(right)
 127 {
 128 /// Copy constructor (not implemented)
 129
 130   AliFatal("Copy constructor not provided.");
 131 }
 132
 133 //______________________________________________________________________________
 134 AliMUONGeometryBuilder::~AliMUONGeometryBuilder()
 135 {
 136 /// Destructor
 137   if (fGeometryBuilders){
 138     fGeometryBuilders->Delete();
 139     delete fGeometryBuilders;
 140   }
 141 }
 142
 143 //______________________________________________________________________________
 144 AliMUONGeometryBuilder&
 145 AliMUONGeometryBuilder::operator=(const AliMUONGeometryBuilder& right)
 146 {
 147 /// Assignement operator (not implemented)
 148
 149   // check assignement to self
 150   if (this == &right) return *this;
 151
 152   AliFatal("Assignement operator not provided.");
 153
 154   return *this;
 155 }
 156
 157 //
 158 // private functions
 159 //
 160
 161 //______________________________________________________________________________
 162 void AliMUONGeometryBuilder::PlaceVolume(const TString& name, const TString& mName,
 163                             Int_t copyNo, const TGeoHMatrix& matrix,
 164                             Int_t npar, Double_t* param, const char* only) const
 165 {
 166 /// Place the volume specified by name with the given transformation matrix
 167
 168   // Do not apply global transformation
 169   // if mother volume was already placed in
 170   // the new system of coordinates (that is MUON in negative Z)
 171   // (as it is applied on the mother volume)
 172   TGeoHMatrix transform(matrix);
 173   if (mName == TString("DDIP"))
 174     transform = fGlobalTransformation.Inverse() * transform;
 175
 176   // Decompose transformation
 177   const Double_t* xyz = transform.GetTranslation();
 178   const Double_t* rm = transform.GetRotationMatrix();
 179
 180   //cout << "Got translation: "
 181   //     << xyz[0] << " " << xyz[1] << " " << xyz[2] << endl;
 182
 183   //cout << "Got rotation: "
 184   //     << rm[0] << " " << rm[1] << " " << rm[2] << endl
 185   //     << rm[3] << " " << rm[4] << " " << rm[5] << endl
 186   //     << rm[6] << " " << rm[7] << " " << rm[8] << endl;
 187
 188   // Check for presence of rotation
 189   // (will be nice to be available in TGeo)
 190   const Double_t kTolerance = 1e-04;
 191   Bool_t isRotation = true;
 192   if (TMath::Abs(rm[0] - 1.) < kTolerance &&
 193       TMath::Abs(rm[1] - 0.) < kTolerance &&
 194       TMath::Abs(rm[2] - 0.) < kTolerance &&
 195       TMath::Abs(rm[3] - 0.) < kTolerance &&
 196       TMath::Abs(rm[4] - 1.) < kTolerance &&
 197       TMath::Abs(rm[5] - 0.) < kTolerance &&
 198       TMath::Abs(rm[6] - 0.) < kTolerance &&
 199       TMath::Abs(rm[7] - 0.) < kTolerance &&
 200       TMath::Abs(rm[8] - 1.) < kTolerance) isRotation = false;
 201
 202   Int_t krot = 0;
 203   if (isRotation) {
 204     TGeoRotation rot;
 205     rot.SetMatrix(const_cast<Double_t*>(transform.GetRotationMatrix()));
 206     Double_t theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3;
 207     rot.GetAngles(theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 208
 209     //cout << "angles: "
 210     //     << theta1 << " " << phi1 << " "
 211     //     << theta2 << " " << phi2 << " "
 212     //     << theta3 << " " << phi3 << endl;
 213
 214     fModule->AliMatrix(krot, theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 215   }
 216
 217   // Place the volume in ALIC
 218   if (npar == 0)
 219     gMC->Gspos(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only);
 220   else
 221     gMC->Gsposp(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only,
 222                 param, npar);
 223
 224 }
 225
 226 //______________________________________________________________________________
 227 void AliMUONGeometryBuilder::FillGlobalTransformations(
 228                                  AliMUONVGeometryBuilder* builder)
 229 {
 230 /// Compute and set global transformations to detection elements
 231 /// for each chamber geometry
 232
 233   for (Int_t j=0; j<builder->NofGeometries(); j++) {
 234
 235     AliMUONGeometryModule* geometry = builder->Geometry(j);
 236     AliMUONGeometryStore* detElements = geometry->GetDetElementStore();
 237
 238     for (Int_t k=0; k<detElements->GetNofEntries(); k++) {
 239
 240       AliMUONGeometryDetElement* detElement
 241         = (AliMUONGeometryDetElement*)detElements->GetEntry(k);
 242
 243       if (!detElement) AliFatal("Detection element not found.")
 244
 245       const TGeoCombiTrans* localTransform
 246         = detElement->GetLocalTransformation();
 247
 248       TGeoCombiTrans appliedGlobalTransform;
 249       if (builder->ApplyGlobalTransformation())
 250         appliedGlobalTransform = fGlobalTransformation;
 251
 252       // Compose global transformation
 253       TGeoHMatrix total
 254         = Multiply( appliedGlobalTransform,
 255                     (*geometry->GetTransformation()),
 256                     (*localTransform) );
 257
 258       // Convert TGeoHMatrix to TGeoCombiTrans
 259       TGeoCombiTrans globalTransform(localTransform->GetName());
 260       globalTransform.SetTranslation(total.GetTranslation());
 261       TGeoRotation rotation;
 262       rotation.SetMatrix(total.GetRotationMatrix());
 263       globalTransform.SetRotation(rotation);
 264
 265       // Set the global transformation to detection element
 266       detElement->SetGlobalTransformation(globalTransform);
 267     }
 268   }
 269 }
 270
 271 //
 272 // public functions
 273 //
 274
 275 //_____________________________________________________________________________
 276 void AliMUONGeometryBuilder::AddBuilder(AliMUONVGeometryBuilder* geomBuilder)
 277 {
 278 /// Add the geometry builder to the list
 279
 280   fGeometryBuilders->Add(geomBuilder);
 281 }
 282
 283 //______________________________________________________________________________
 284 void AliMUONGeometryBuilder::CreateGeometry()
 285 {
 286 /// Construct geometry using geometry builders.
 287
 288   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 289
 290     // Get the builder
 291     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 292       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 293
 294     // Create geometry + envelopes
 295     //
 296     if (fAlign) {
 297       if (builder->ApplyGlobalTransformation())
 298         builder->SetReferenceFrame(fGlobalTransformation);
 299       builder->ReadTransformations();
 300       builder->CreateGeometry();
 301     }
 302     else {
 303       builder->CreateGeometry();
 304       builder->SetTransformations();
 305     }
 306
 307     // Place module volumes and envelopes
 308     //
 309     for (Int_t j=0; j<builder->NofGeometries(); j++) {
 310
 311       AliMUONGeometryModule* geometry = builder->Geometry(j);
 312
 313       TGeoCombiTrans appliedGlobalTransform;
 314       if (builder->ApplyGlobalTransformation())
 315         appliedGlobalTransform = fGlobalTransformation;
 316
 317       // Place the module volume
 318       if ( !geometry->IsVirtual() ) {
 319           TGeoHMatrix total
 320             = Multiply ( appliedGlobalTransform,
 321                          (*geometry->GetTransformation()) );
 322
 323           PlaceVolume(geometry->GetVolume(), geometry->GetMotherVolume(),
 324                       1, total, 0, 0, "ONLY");
 325       }
 326
 327       // Loop over envelopes
 328       const TObjArray* kEnvelopes = geometry->GetEnvelopeStore()->GetEnvelopes();
 329       for (Int_t k=0; k<kEnvelopes->GetEntriesFast(); k++) {
 330
 331         // Get envelope
 332         AliMUONGeometryEnvelope* env = (AliMUONGeometryEnvelope*)kEnvelopes->At(k);
 333         const TGeoCombiTrans* kEnvTrans = env->GetTransformation();
 334         const char* only = "ONLY";
 335         if (env->IsMANY()) only = "MANY";
 336
 337         if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
 338           // virtual envelope + nof constituents = 0
 339           //         => not allowed;
 340           //            empty virtual envelope has no sense
 341           AliFatal("Virtual envelope must have constituents.");
 342           return;
 343         }
 344
 345         if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
 346           // non virtual envelope + nof constituents > 0
 347           //        => not allowed;
 348           //           use VMC to place constituents
 349           AliFatal("Non virtual envelope cannot have constituents.");
 350           return;
 351         }
 352
 353         if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
 354           // non virtual envelope + nof constituents = 0
 355           //        => place envelope in ALICE by composed transformation:
 356           //           Tglobal * Tch * Tenv
 357
 358           // Compound chamber transformation with the envelope one
 359           if (geometry->IsVirtual()) {
 360              TGeoHMatrix total
 361                = Multiply( appliedGlobalTransform,
 362                            (*geometry->GetTransformation()),
 363                            (*kEnvTrans) );
 364              PlaceVolume(env->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
 365                          env->GetCopyNo(), total, 0, 0, only);
 366           }
 367           else {
 368              TGeoHMatrix total
 369                = (*kEnvTrans);
 370              PlaceVolume(env->GetName(), geometry->GetVolume(),
 371                          env->GetCopyNo(), total, 0, 0, only);
 372           }
 373         }
 374
 375         if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
 376           // virtual envelope + nof constituents > 0
 377           //         => do not place envelope and place constituents
 378           //            in ALICE by composed transformation:
 379           //            Tglobal * Tch * Tenv * Tconst
 380
 381           for  (Int_t l=0; l<env->GetConstituents()->GetEntriesFast(); l++) {
 382             AliMUONGeometryConstituent* constituent
 383               = (AliMUONGeometryConstituent*)env->GetConstituents()->At(l);
 384
 385             // Compound chamber transformation with the envelope one + the constituent one
 386             if (geometry->IsVirtual()) {
 387               TGeoHMatrix total
 388                 = Multiply ( appliedGlobalTransform,
 389                              (*geometry->GetTransformation()),
 390                              (*kEnvTrans),
 391                              (*constituent->GetTransformation()) );
 392
 393               PlaceVolume(constituent->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
 394                           constituent->GetCopyNo(), total,
 395                           constituent->GetNpar(), constituent->GetParam(), only);
 396             }
 397             else {
 398               TGeoHMatrix total
 399                 = Multiply ( (*kEnvTrans),
 400                              (*constituent->GetTransformation()) );
 401
 402               PlaceVolume(constituent->GetName(), geometry->GetVolume(),
 403                           constituent->GetCopyNo(), total,
 404                           constituent->GetNpar(), constituent->GetParam(), only);
 405             }
 406           }
 407         }
 408       } // end of loop over envelopes
 409     } // end of loop over builder geometries
 410   } // end of loop over builders
 411 }
 412
 413 //_____________________________________________________________________________
 414 void AliMUONGeometryBuilder::CreateMaterials()
 415 {
 416 /// Construct materials specific to modules via builders
 417
 418   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 419
 420     // Get the builder
 421     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 422       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 423
 424     // Create materials with each builder
 425     if (builder) builder->CreateMaterials();
 426   }
 427 }
 428
 429 //______________________________________________________________________________
 430 void AliMUONGeometryBuilder::InitGeometry()
 431 {
 432 /// Initialize geometry
 433
 434   // Set the chamber (sensitive region) GEANT identifier
 435   //
 436   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 437
 438     // Get the builder
 439     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 440       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 441
 442     // Read alignement data if geometry is read from Root file
 443     if (gAlice->IsRootGeometry()) {
 444       fAlign = true;
 445       builder->ReadTransformations();
 446     }
 447
 448     // Set sesitive volumes with each builder
 449     builder->SetSensitiveVolumes();
 450
 451
 452     // Read sensitive volume map from a file
 453     builder->ReadSVMap();
 454     if (!fAlign)  builder->FillTransformations();
 455
 456     // Compute global transformations of detection elements
 457     FillGlobalTransformations(builder);
 458   }
 459 }
 460
 461 //______________________________________________________________________________
 462 void AliMUONGeometryBuilder::WriteTransformations()
 463 {
 464 /// Write transformations into files per builder
 465
 466   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 467
 468     // Get the builder
 469     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 470       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 471
 472     // Set reference frame
 473     // which the transformation will be written with respect to
 474     if (builder->ApplyGlobalTransformation())
 475       builder->SetReferenceFrame(fGlobalTransformation);
 476
 477     // Write transformations
 478     builder->WriteTransformations();
 479   }
 480 }
 481
 482 //______________________________________________________________________________
 483 void AliMUONGeometryBuilder::WriteSVMaps(Bool_t rebuild)
 484 {
 485 /// Write sensitive volume maps into files per builder
 486
 487   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 488
 489     // Get the builder
 490     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 491       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 492
 493     // Write transformations
 494     builder->WriteSVMap(rebuild);
 495   }
 496 }
 497
 498 //_____________________________________________________________________________
 499 void  AliMUONGeometryBuilder::SetGlobalTransformation(
 500                                        const TGeoCombiTrans& transform)
 501 {
 502 /// Set the global transformation
 503
 504   fGlobalTransformation = transform;
 505 }
 506
 507 //_____________________________________________________________________________
 508 void AliMUONGeometryBuilder::SetAlign(Bool_t align)
 509 {
 510 /// Set the option for alignement
 511
 512   fAlign = align;
 513
 514   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 515
 516     // Get the builder
 517     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 518       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 519
 520     for (Int_t j=0; j<builder->NofGeometries(); j++) {
 521
 522       AliMUONGeometryModule* geometry = builder->Geometry(j);
 523
 524       geometry->SetAlign(align);
 525     }
 526   }
 527 }