STEER/AliStrLine.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   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     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  16 //                                                               //
  17 // A straight line is coded as a point (3 Double_t) and           //
  18 // 3 direction cosines                                           //
  19 //                                                               //
  20 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  21 #include <Riostream.h>
  22 #include <TTree.h>
  23 #include "AliStrLine.h"
  24
  25 ClassImp(AliStrLine)
  26
  27 //________________________________________________________
  28 AliStrLine::AliStrLine() :
  29   TObject(),
  30   fTpar(0),
  31   fDebug(0)
  32  {
  33   // Default constructor
  34   for(Int_t i=0;i<3;i++) {
  35     fP0[i] = 0.;
  36     fCd[i] = 0.;
  37   }
  38 }
  39
  40 //________________________________________________________
  41 AliStrLine::AliStrLine(Double_t *point, Double_t *cd,Bool_t twopoints) :
  42   TObject(),
  43   fTpar(0),
  44   fDebug(0)
  45 {
  46   // Standard constructor
  47   // if twopoints is true:  point and cd are the 3D coordinates of
  48   //                        two points defininig the straight line
  49   // if twopoint is false: point represents the 3D coordinates of a point
  50   //                       belonging to the straight line and cd is the
  51   //                       direction in space
  52   if(twopoints){
  53     InitTwoPoints(point,cd);
  54   }
  55   else {
  56     InitDirection(point,cd);
  57   }
  58 }
  59
  60 //________________________________________________________
  61 AliStrLine::AliStrLine(Float_t *pointf, Float_t *cdf,Bool_t twopoints) :
  62   TObject(),
  63   fTpar(0),
  64   fDebug(0)
  65 {
  66   // Standard constructor - with float arguments
  67   // if twopoints is true:  point and cd are the 3D coordinates of
  68   //                        two points defininig the straight line
  69   // if twopoint is false: point represents the 3D coordinates of a point
  70   //                       belonging to the straight line and cd is the
  71   //                       direction in space
  72   Double_t point[3];
  73   Double_t cd[3];
  74   for(Int_t i=0;i<3;i++){
  75     point[i] = pointf[i];
  76     cd[i] = cdf[i];
  77   }
  78   if(twopoints){
  79     InitTwoPoints(point,cd);
  80   }
  81   else {
  82     InitDirection(point,cd);
  83   }
  84 }
  85
  86 //________________________________________________________
  87 void AliStrLine::InitDirection(Double_t *point, Double_t *cd){
  88   // Initialization from a point and a direction
  89   Double_t norm = 0.;
  90   for(Int_t i=0;i<3;i++)norm+=cd[i]*cd[i];
  91   if(norm) {
  92     norm = TMath::Sqrt(norm);
  93     for(Int_t i=0;i<3;i++) cd[i]/=norm;
  94   }
  95   else {
  96     Error("AliStrLine","Null direction cosines!!!");
  97   }
  98   SetP0(point);
  99   SetCd(cd);
 100   fTpar = 0.;
 101   SetDebug();
 102 }
 103
 104 //________________________________________________________
 105 void AliStrLine::InitTwoPoints(Double_t *pA, Double_t *pB){
 106   // Initialization from the coordinates of two
 107   // points in the space
 108   Double_t cd[3];
 109   for(Int_t i=0;i<3;i++)cd[i] = pB[i]-pA[i];
 110   InitDirection(pA,cd);
 111 }
 112
 113 //________________________________________________________
 114 AliStrLine::~AliStrLine() {
 115   // destructor
 116 }
 117
 118 //________________________________________________________
 119 void AliStrLine::PrintStatus() const {
 120   // Print current status
 121   cout <<"=======================================================\n";
 122   cout <<"Direction cosines: ";
 123   for(Int_t i=0;i<3;i++)cout <<fCd[i]<<"; ";
 124   cout <<endl;
 125   cout <<"Known point: ";
 126   for(Int_t i=0;i<3;i++)cout <<fP0[i]<<"; ";
 127   cout <<endl;
 128   cout <<"Current value for the parameter: "<<fTpar<<endl;
 129   cout <<" Debug flag: "<<fDebug<<endl;
 130 }
 131
 132 //________________________________________________________
 133 Int_t AliStrLine::IsParallelTo(AliStrLine *line) const {
 134   // returns 1 if lines are parallel, 0 if not paralel
 135   Double_t cd2[3];
 136   line->GetCd(cd2);
 137   Double_t vecpx=fCd[1]*cd2[2]-fCd[2]*cd2[1];
 138   if(vecpx!=0) return 0;
 139   Double_t vecpy=-fCd[0]*cd2[2]+fCd[2]*cd2[0];
 140   if(vecpy!=0) return 0;
 141   Double_t vecpz=fCd[0]*cd2[1]-fCd[1]*cd2[0];
 142   if(vecpz!=0) return 0;
 143   return 1;
 144 }
 145 //________________________________________________________
 146 Int_t AliStrLine::Crossrphi(AliStrLine *line){
 147   // Cross 2 lines in the X-Y plane
 148   Double_t p2[3];
 149   Double_t cd2[3];
 150   line->GetP0(p2);
 151   line->GetCd(cd2);
 152   Double_t a=fCd[0];
 153   Double_t b=-cd2[0];
 154   Double_t c=p2[0]-fP0[0];
 155   Double_t d=fCd[1];
 156   Double_t e=-cd2[1];
 157   Double_t f=p2[1]-fP0[1];
 158   Double_t deno = a*e-b*d;
 159   Int_t retcode = 0;
 160   if(deno != 0.) {
 161     fTpar = (c*e-b*f)/deno;
 162   }
 163   else {
 164     retcode = -1;
 165   }
 166   return retcode;
 167 }
 168
 169 //________________________________________________________
 170 Int_t AliStrLine::CrossPoints(AliStrLine *line, Double_t *point1, Double_t *point2){
 171   // Looks for the crossing point estimated starting from the
 172   // DCA segment
 173   Double_t p2[3];
 174   Double_t cd2[3];
 175   line->GetP0(p2);
 176   line->GetCd(cd2);
 177   Int_t i;
 178   Double_t k1 = 0;
 179   for(i=0;i<3;i++)k1+=(fP0[i]-p2[i])*fCd[i];
 180   Double_t k2 = 0;
 181   for(i=0;i<3;i++)k2+=(fP0[i]-p2[i])*cd2[i];
 182   Double_t a11 = 0;
 183   for(i=0;i<3;i++)a11+=fCd[i]*cd2[i];
 184   Double_t a22 = -a11;
 185   Double_t a21 = 0;
 186   for(i=0;i<3;i++)a21+=cd2[i]*cd2[i];
 187   Double_t a12 = 0;
 188   for(i=0;i<3;i++)a12-=fCd[i]*fCd[i];
 189   Double_t deno = a11*a22-a21*a12;
 190   if(deno == 0.) return -1;
 191   fTpar = (a11*k2-a21*k1) / deno;
 192   Double_t par2 = (k1*a22-k2*a12) / deno;
 193   line->SetPar(par2);
 194   GetCurrentPoint(point1);
 195   line->GetCurrentPoint(point2);
 196   return 0;
 197 }
 198 //________________________________________________________________
 199 Int_t AliStrLine::Cross(AliStrLine *line, Double_t *point){
 200
 201   //Finds intersection between lines
 202   Double_t point1[3];
 203   Double_t point2[3];
 204   Int_t retcod=CrossPoints(line,point1,point2);
 205   if(retcod==0){
 206     for(Int_t i=0;i<3;i++)point[i]=(point1[i]+point2[i])/2.;
 207     return 0;
 208   }else{
 209     return -1;
 210   }
 211 }
 212
 213 //___________________________________________________________
 214 Double_t AliStrLine::GetDCA(AliStrLine *line) const{
 215   //Returns the distance of closest approach between two lines
 216   Double_t p2[3];
 217   Double_t cd2[3];
 218   line->GetP0(p2);
 219   line->GetCd(cd2);
 220   Int_t i;
 221   Int_t ispar=IsParallelTo(line);
 222   if(ispar){
 223     Double_t dist1q=0,dist2=0,mod=0;
 224     for(i=0;i<3;i++){
 225       dist1q+=(fP0[i]-p2[i])*(fP0[i]-p2[i]);
 226       dist2+=(fP0[i]-p2[i])*fCd[i];
 227       mod+=fCd[i]*fCd[i];
 228     }
 229     if(mod!=0){
 230       dist2/=mod;
 231       return TMath::Sqrt(dist1q-dist2*dist2);
 232     }else{return -1;}
 233   }else{
 234      Double_t perp[3];
 235      perp[0]=fCd[1]*cd2[2]-fCd[2]*cd2[1];
 236      perp[1]=-fCd[0]*cd2[2]+fCd[2]*cd2[0];
 237      perp[2]=fCd[0]*cd2[1]-fCd[1]*cd2[0];
 238      Double_t mod=0,dist=0;
 239      for(i=0;i<3;i++){
 240        mod+=perp[i]*perp[i];
 241        dist+=(fP0[i]-p2[i])*perp[i];
 242      }
 243      mod=sqrt(mod);
 244      if(mod!=0){
 245        dist/=mod;
 246        return TMath::Abs(dist);
 247      }else{return -1;}
 248   }
 249 }
 250 //________________________________________________________
 251 void AliStrLine::GetCurrentPoint(Double_t *point) const {
 252   // Fills the array point with the current value on the line
 253   for(Int_t i=0;i<3;i++)point[i]=fP0[i]+fCd[i]*fTpar;
 254 }
 255
 256 //________________________________________________________
 257 Double_t AliStrLine::GetDistFromPoint(Double_t *point) const {
 258   // computes distance from point
 259   AliStrLine tmp(point,(Double_t *)fCd,kFALSE);
 260   return this->GetDCA(&tmp);
 261 }