]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - MUON/AliMUONGeometryBuilder.cxx
Reversing previous commit (Gines)
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 // MUON manager class for geometry construction,
21 // separated form AliMUONv1
22 //
23 // Author: Ivana Hrivnacova, IPN Orsay
24
25 #include <TClonesArray.h>
26 #include <TGeoMatrix.h>
27 #include <TVirtualMC.h>
28
29 #include "AliMUONGeometryBuilder.h"
30 #include "AliMUON.h"
31 #include "AliMUONChamber.h"
32 #include "AliMUONConstants.h"
33 #include "AliMUONVGeometryBuilder.h"    
34 #include "AliMUONChamberGeometry.h"     
35 #include "AliMUONGeometryEnvelope.h"    
36 #include "AliMUONGeometryEnvelopeStore.h"
37 #include "AliMUONGeometryConstituent.h" 
38 #include "AliMagF.h"
39 #include "AliRun.h"
40
41 ClassImp(AliMUONGeometryBuilder)
42  
43 //______________________________________________________________________________//___________________________________________
44 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder() 
45   : TObject(),
46     fMUON(0),
47     fAlign(false),
48     fGlobalTransformation(0),
49     fGeometryBuilders(0)
50 {
51 // Default constructor
52
53
54 //______________________________________________________________________________//___________________________________________
55 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(AliMUON* muon)
56   : TObject(),
57     fMUON(muon),
58     fAlign(false),
59     fGlobalTransformation(0), 
60     fGeometryBuilders(0)
61 {
62 // Standars constructor
63
64   // Define the global transformation:
65   // Transformation from the old ALICE coordinate system to a new one:
66   // x->-x, z->-z 
67   TGeoRotation* rotGlobal 
68     = new TGeoRotation("rotGlobal", 90., 180., 90., 90., 180., 0.);
69   fGlobalTransformation = new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotGlobal);
70
71   fGeometryBuilders = new TObjArray(AliMUONConstants::NCh());
72 }
73
74 //______________________________________________________________________________
75 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(const AliMUONGeometryBuilder& right) 
76   : TObject(right) 
77 {  
78   // copy constructor (not implemented)
79
80   Fatal("AliMUONGeometryBuilder", "Copy constructor not provided.");
81 }
82
83 //______________________________________________________________________________
84 AliMUONGeometryBuilder::~AliMUONGeometryBuilder()
85 {
86 // Destructor
87
88   delete fGlobalTransformation;
89
90   if (fGeometryBuilders){
91     fGeometryBuilders->Delete();
92     delete fGeometryBuilders;
93   }
94 }
95
96 //______________________________________________________________________________
97 AliMUONGeometryBuilder& 
98 AliMUONGeometryBuilder::operator=(const AliMUONGeometryBuilder& right)
99 {
100   // assignement operator (not implemented)
101
102   // check assignement to self
103   if (this == &right) return *this;
104
105   Fatal("operator =", "Assignement operator not provided.");
106     
107   return *this;  
108 }    
109
110 //
111 // private functions
112 //
113
114 //______________________________________________________________________________
115 void AliMUONGeometryBuilder::PlaceVolume(const TString& name, const TString& mName, 
116                             Int_t copyNo, const TGeoHMatrix& matrix, 
117                             Int_t npar, Double_t* param, const char* only) const
118 {
119 // Place the volume specified by name with the given transformation matrix
120 // ---
121
122   // Do not apply global transformation 
123   // if mother volume == DDIP
124   // (as it is applied on this volume)
125   TGeoHMatrix transform(matrix);
126   if (mName == TString("DDIP")) {
127     transform = (*fGlobalTransformation) * transform;
128                // To be changed to (*fGlobalTransformation).inverse()
129                // when available in TGeo
130                // To make this correct also for a general case when
131                // (*fGlobalTransformation) * *fGlobalTransformation) != 1
132   }            
133      
134   // Decompose transformation
135   const Double_t* xyz = transform.GetTranslation();
136   const Double_t* rm = transform.GetRotationMatrix();
137         
138   //cout << "Got translation: "
139   //     << xyz[0] << " " << xyz[1] << " " << xyz[2] << endl;
140         
141   //cout << "Got rotation: "
142   //     << rm[0] << " " << rm[1] << " " << rm[2] << endl
143   //     << rm[3] << " " << rm[4] << " " << rm[5] << endl
144   //     << rm[6] << " " << rm[7] << " " << rm[8] << endl;
145
146   // Check for presence of rotation
147   // (will be nice to be available in TGeo)
148   const Double_t kTolerance = 1e-04;
149   Bool_t isRotation = true; 
150   if (TMath::Abs(rm[0] - 1.) < kTolerance &&
151       TMath::Abs(rm[1] - 0.) < kTolerance &&
152       TMath::Abs(rm[2] - 0.) < kTolerance &&
153       TMath::Abs(rm[3] - 0.) < kTolerance &&
154       TMath::Abs(rm[4] - 1.) < kTolerance &&
155       TMath::Abs(rm[5] - 0.) < kTolerance &&
156       TMath::Abs(rm[6] - 0.) < kTolerance &&
157       TMath::Abs(rm[7] - 0.) < kTolerance &&
158       TMath::Abs(rm[8] - 1.) < kTolerance) isRotation = false; 
159
160   Int_t krot = 0;
161   if (isRotation) {
162     TGeoRotation rot;
163     rot.SetMatrix(const_cast<Double_t*>(transform.GetRotationMatrix()));
164     Double_t theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3;
165     rot.GetAngles(theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
166         
167     //cout << "angles: " 
168     //     << theta1 << " " << phi1 << " "
169     //     << theta2 << " " << phi2 << " "
170     //     << theta3 << " " << phi3 << endl;
171         
172     fMUON->AliMatrix(krot, theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
173   }     
174         
175   // Place the volume in ALIC
176   if (npar == 0)
177     gMC->Gspos(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only);
178   else 
179     gMC->Gsposp(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only,
180                 param, npar);
181
182
183
184 //
185 // public functions
186 //
187
188 //______________________________________________________________________________
189 void AliMUONGeometryBuilder::CreateGeometry()
190 {
191 //
192 // Construct geometry using geometry builders.
193 //
194
195   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
196
197     // Get the builder
198     AliMUONVGeometryBuilder* builder
199       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
200
201     // Create geometry with each builder
202     if (builder) {
203       if (fAlign) {
204         builder->ReadTransformations();
205         builder->CreateGeometry();
206       }
207       else {  
208         builder->CreateGeometry();
209         builder->SetTransformations();
210       } 
211     }
212   }
213
214   for (Int_t j=0; j<AliMUONConstants::NCh(); j++) {
215
216     AliMUONChamberGeometry* geometry = fMUON->Chamber(j).GetGeometry();
217
218     if (!geometry) continue;
219           // Skip chambers with not defined geometry  
220           
221     // Loop over envelopes
222     const TObjArray* kEnvelopes = geometry->GetEnvelopeStore()->GetEnvelopes();
223     for (Int_t k=0; k<kEnvelopes->GetEntriesFast(); k++) {
224
225       // Get envelope
226       AliMUONGeometryEnvelope* env = (AliMUONGeometryEnvelope*)kEnvelopes->At(k);
227       const TGeoCombiTrans* kEnvTrans = env->GetTransformation();
228       const char* only = "ONLY";
229       if (env->IsMANY()) only = "MANY";
230
231       if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
232         // virtual envelope + nof constituents = 0 
233         //         => not allowed;
234         //            empty virtual envelope has no sense 
235         Fatal("CreateGeometry", "Virtual envelope must have constituents.");
236         return;
237       }
238
239       if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
240         // non virtual envelope + nof constituents > 0 
241         //        => not allowed;
242         //           use VMC to place constituents
243         Fatal("CreateGeometry", "Non virtual envelope cannot have constituents.");
244         return;
245       }
246
247       if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
248         // non virtual envelope + nof constituents = 0 
249         //        => place envelope in ALICE by composed transformation:
250         //           Tglobal * Tch * Tenv
251
252         // Compound chamber transformation with the envelope one
253         TGeoHMatrix total 
254           = (*fGlobalTransformation) * 
255             (*geometry->GetTransformation()) * 
256             (*kEnvTrans);
257         PlaceVolume(env->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
258                     env->GetCopyNo(), total, 0, 0, only);
259       }
260
261       if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
262         // virtual envelope + nof constituents > 0 
263         //         => do not place envelope and place constituents
264         //            in ALICE by composed transformation:
265         //            Tglobal * Tch * Tenv * Tconst   
266
267         for  (Int_t l=0; l<env->GetConstituents()->GetEntriesFast(); l++) {
268           AliMUONGeometryConstituent* constituent
269             = (AliMUONGeometryConstituent*)env->GetConstituents()->At(l);
270
271           // Compound chamber transformation with the envelope one + the constituent one
272           TGeoHMatrix total 
273             = (*fGlobalTransformation) *
274               (*geometry->GetTransformation()) * 
275               (*kEnvTrans) * 
276               (*constituent->GetTransformation());
277
278           PlaceVolume(constituent->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
279                       constituent->GetCopyNo(), total,
280                       constituent->GetNpar(), constituent->GetParam(), only);
281         }
282       }
283     } 
284   }
285 }
286
287 //_____________________________________________________________________________
288 void AliMUONGeometryBuilder::CreateMaterials()
289 {
290   // Definition of common materials
291   // --
292
293   //
294   //     Ar-CO2 gas (80%+20%)
295   Float_t ag1[3]   = { 39.95,12.01,16. };
296   Float_t zg1[3]   = { 18.,6.,8. };
297   Float_t wg1[3]   = { .8,.0667,.13333 };
298   Float_t dg1      = .001821;
299   //
300   //     Ar-buthane-freon gas -- trigger chambers 
301   Float_t atr1[4]  = { 39.95,12.01,1.01,19. };
302   Float_t ztr1[4]  = { 18.,6.,1.,9. };
303   Float_t wtr1[4]  = { .56,.1262857,.2857143,.028 };
304   Float_t dtr1     = .002599;
305   //
306   //     Ar-CO2 gas 
307   Float_t agas[3]  = { 39.95,12.01,16. };
308   Float_t zgas[3]  = { 18.,6.,8. };
309   Float_t wgas[3]  = { .74,.086684,.173316 };
310   Float_t dgas     = .0018327;
311   //
312   //     Ar-Isobutane gas (80%+20%) -- tracking 
313   Float_t ag[3]    = { 39.95,12.01,1.01 };
314   Float_t zg[3]    = { 18.,6.,1. };
315   Float_t wg[3]    = { .8,.057,.143 };
316   Float_t dg       = .0019596;
317   //
318   //     Ar-Isobutane-Forane-SF6 gas (49%+7%+40%+4%) -- trigger 
319   Float_t atrig[5] = { 39.95,12.01,1.01,19.,32.066 };
320   Float_t ztrig[5] = { 18.,6.,1.,9.,16. };
321   Float_t wtrig[5] = { .49,1.08,1.5,1.84,0.04 };
322   Float_t dtrig    = .0031463;
323   //
324   //     bakelite: C6 H6 O
325   Float_t abak[3] = {12.01 , 1.01 , 16.};
326   Float_t zbak[3] = {6.     , 1.   , 8.};
327   Float_t wbak[3] = {6.     , 6.   , 1.}; 
328   Float_t dbak = 1.4;
329
330   Int_t iSXFLD   = gAlice->Field()->Integ();
331   Float_t sXMGMX = gAlice->Field()->Max();
332   //
333   // --- Define the various materials for GEANT --- 
334   fMUON->AliMaterial(9, "ALUMINIUM$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
335   fMUON->AliMaterial(10, "ALUMINIUM$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
336   // Air
337   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
338   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
339   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
340   Float_t dAir = 1.20479E-3;
341   fMUON->AliMixture(15, "AIR$      ", aAir,  zAir, dAir,4, wAir);
342   //    fMUON->AliMaterial(15, "AIR$      ", 14.61, 7.3, .001205, 30423.24, 67500);
343   fMUON->AliMixture(19, "Bakelite$", abak, zbak, dbak, -3, wbak);
344   fMUON->AliMixture(20, "ArC4H10 GAS$", ag, zg, dg, 3, wg);
345   fMUON->AliMixture(21, "TRIG GAS$", atrig, ztrig, dtrig, -5, wtrig);
346   fMUON->AliMixture(22, "ArCO2 80%$", ag1, zg1, dg1, 3, wg1);
347   fMUON->AliMixture(23, "Ar-freon $", atr1, ztr1, dtr1, 4, wtr1);
348   fMUON->AliMixture(24, "ArCO2 GAS$", agas, zgas, dgas, 3, wgas);
349
350   // materials for slat: 
351   //     Sensitive area: gas (already defined) 
352   //     PCB: copper 
353   //     insulating material: vetronite -> replacing by G10 Ch. Finck
354   //     spacer: noryl Ch. Finck
355   //     panel sandwich: carbon, nomex, carbon replacing rohacell by nomex Ch. Finck
356
357   // G10: SiO2(60%) + C8H14O4(40%)
358   Float_t aglass[5] = {12.01, 28.09, 16., 1.01,  16.};
359   Float_t zglass[5] = { 6.,   14.,    8., 1.,    8.};
360   Float_t wglass[5] = { 0.22, 0.28, 0.32, 0.03,  0.15};
361   Float_t dglass    = 1.7;
362
363   // rohacell: C9 H13 N1 O2
364   Float_t arohac[4] = {12.01,  1.01, 14.010, 16.};
365   Float_t zrohac[4] = { 6.,    1.,    7.,     8.};
366   Float_t wrohac[4] = { 9.,   13.,    1.,     2.};
367   Float_t drohac    = 0.03;
368
369   // Nomex: C22 H10 N2 O5
370   Float_t aNomex[4] = {12.01,  1.01, 14.010, 16.};
371   Float_t zNomex[4] = { 6.,    1.,    7.,     8.};
372   Float_t wNomex[4] = { 22.,   10.,   2.,     5.};
373   Float_t dNomex    = 0.024; //honey comb
374   Float_t dNomex2   = 1.43;  //bulk material
375
376
377   // Noryl: C8 H8 O polyphenylene oxyde (di-methyl not sure)
378   Float_t aNoryl[3] = {12.01,  1.01, 16.};
379   Float_t zNoryl[3] = { 6.,    1.,    8.};
380   Float_t wNoryl[3] = { 8.,    8.,    1.};
381   Float_t dNoryl    = 1.06;
382
383   fMUON->AliMaterial(31, "COPPER$",   63.54,    29.,   8.96,   1.4, 0.);
384   fMUON->AliMixture( 32, "G10$",      aglass, zglass, dglass, -5, wglass);
385   fMUON->AliMaterial(33, "Carbon$",   12.01,     6.,  2.265,  18.8, 49.9);
386   fMUON->AliMixture( 34, "Rohacell$", arohac, zrohac, drohac, -4, wrohac); 
387   fMUON->AliMixture( 35, "Nomex$",    aNomex, zNomex, dNomex, -4, wNomex); 
388   fMUON->AliMixture( 36, "Noryl$",    aNoryl, zNoryl, dNoryl, -3, wNoryl); 
389   fMUON->AliMixture( 37, "Nomex_bulk$",aNomex, zNomex, dNomex2, -4, wNomex); 
390
391   Float_t  epsil  = .001; // Tracking precision, 
392   Float_t  stemax = -1.;  // Maximum displacement for multiple scat 
393   Float_t  tmaxfd = -20.; // Maximum angle due to field deflection 
394   Float_t  deemax = -.3;  // Maximum fractional energy loss, DLS 
395   Float_t  stmin  = -.8;
396   Float_t  maxDestepAlu = fMUON->GetMaxDestepAlu();
397   Float_t  maxDestepGas = fMUON->GetMaxDestepGas();
398   Float_t  maxStepAlu = fMUON->GetMaxStepAlu();
399   Float_t  maxStepGas = fMUON->GetMaxStepGas();
400
401   //
402   //    Air 
403   fMUON->AliMedium(1, "AIR_CH_US         ", 15, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
404  
405   //
406   //    Aluminum 
407   fMUON->AliMedium(4, "ALU_CH_US          ", 9, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu, 
408                    maxDestepAlu, epsil, stmin);
409   fMUON->AliMedium(5, "ALU_CH_US          ", 10, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu, 
410                    maxDestepAlu, epsil, stmin);
411   //
412   //    Ar-isoC4H10 gas 
413   fMUON->AliMedium(6, "AR_CH_US          ", 20, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepGas, 
414                    maxDestepGas, epsil, stmin);
415   //
416   //    Ar-Isobuthane-Forane-SF6 gas 
417   fMUON->AliMedium(7, "GAS_CH_TRIGGER    ", 21, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
418
419   fMUON->AliMedium(8, "BAKE_CH_TRIGGER   ", 19, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu, 
420                    maxDestepAlu, epsil, stmin);
421   //
422   // slat medium
423   fMUON->AliMedium(9, "ARG_CO2   ", 22, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepGas, 
424                    maxDestepAlu, epsil, stmin);
425   //
426   // tracking media for slats: check the parameters!! 
427   fMUON->AliMedium(11, "PCB_COPPER        ", 31, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
428                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
429   fMUON->AliMedium(12, "G10               ", 32, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
430                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
431   fMUON->AliMedium(13, "CARBON            ", 33, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
432                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
433   fMUON->AliMedium(14, "Rohacell          ", 34, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
434                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
435   fMUON->AliMedium(15, "Nomex             ", 35, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
436                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
437   fMUON->AliMedium(16, "Noryl             ", 36, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
438                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
439   fMUON->AliMedium(17, "Nomex bulk        ", 37, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, 
440                    maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
441   //.Materials specific to stations
442   // created via builders
443   
444   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
445
446     // Get the builder
447     AliMUONVGeometryBuilder* builder
448       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
449
450     // Create materials with each builder
451     if (builder) builder->CreateMaterials();
452   }
453 }
454
455 //______________________________________________________________________________
456 void AliMUONGeometryBuilder::InitGeometry()
457 {
458  // Initialize geometry
459  // ---
460
461   //
462   // Set the chamber (sensitive region) GEANT identifier
463   //
464   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
465
466     // Get the builder
467     AliMUONVGeometryBuilder* builder
468       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
469
470     // Set sesitive volumes with each builder
471     builder->SetSensitiveVolumes();
472
473     // Read sensitive volume map from a file
474     builder->ReadSVMap();
475     if (!fAlign)  builder->FillTransformations();
476   }
477 }
478
479 //______________________________________________________________________________
480 void AliMUONGeometryBuilder::WriteTransformations()
481 {
482  // Writes transformations into files per builder
483  // ---
484
485   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
486
487     // Get the builder
488     AliMUONVGeometryBuilder* builder
489       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
490
491     // Write transformations
492     builder->WriteTransformations();
493   }
494 }
495
496 //______________________________________________________________________________
497 void AliMUONGeometryBuilder::WriteSVMaps(Bool_t rebuild)
498 {
499  // Writes sensitive volume maps into files per builder
500  // ---
501
502   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
503
504     // Get the builder
505     AliMUONVGeometryBuilder* builder
506       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
507
508     // Write transformations      
509     builder->WriteSVMap(rebuild);
510   }
511 }
512
513 //_____________________________________________________________________________
514 void AliMUONGeometryBuilder::AddBuilder(AliMUONVGeometryBuilder* geomBuilder)
515 {
516 // Adds the geometry builder to the list
517 // ---
518
519   fGeometryBuilders->Add(geomBuilder);
520 }
521
522 //_____________________________________________________________________________
523 void AliMUONGeometryBuilder::SetAlign(Bool_t align)
524
525 // Sets the option for alignement
526 // ---
527
528   fAlign = align; 
529
530   for (Int_t j=0; j<AliMUONConstants::NCh(); j++) {
531
532     AliMUONChamberGeometry* geometry = fMUON->Chamber(j).GetGeometry();
533
534     if (!geometry) continue;
535           // Skip chambers with not defined geometry  
536           
537     geometry->SetAlign(align);    
538   }       
539 }
540
541