TPC/AliTPCLaserTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, 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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                           //
  19 //  This class is a container class for the laser beam positions of          //
  20 //  the TPC laser system (ALICE-INT-2002-022  v.1 ).                         //
  21 //  The system consits of 6 Laser Rods, each contains four mirror bundels    //
  22 //  on each side of the TPC. Each bundle has seven mirrors.                  //
  23 //                                                                           //
  24 //  The TPC side 0 corresponds to the "Shaft Side (A)", side 1 corresponds   //
  25 //  to the "Muon Side (C)".
  26 //  The laser rods are counted counter clockwise starting with the one       //
  27 //  with the smalles phi angle.                                              //
  28 //  The mirror bundles in one rod for each side are counted starting from    //
  29 //  form the greatest z value to the smalles.                                //
  30 //  The beams in each bundel are counted counter clockwise. Having all beams //
  31 //  pointing downward, the first beam will be the leftmost.                  //
  32 //                                                                           //
  33 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  34
  35 /*
  36  Create File with design positions
  37
  38  .L AliTPCLaserTrack.cxx+
  39  AliTPCLaserTracks ltracks
  40  ltracks.WriteTreeDesignData()
  41  TFile f("LaserTracksDesing.root");
  42  TTree * tree =(TTree*)f.Get("LaserTracks");
  43
  44 */
  45
  46 #include <Riostream.h>
  47 #include <TString.h>
  48 #include <TPolyLine3D.h>
  49 #include <TMath.h>
  50 #include <TTree.h>
  51 #include <TFile.h>
  52 #include <TEventList.h>
  53 #include <TVector2.h>
  54 #include <TVector3.h>
  55 #include <TROOT.h>
  56
  57 #include <TGraph.h>
  58
  59
  60 #include "AliTPCLaserTracks.h"
  61
  62 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  63 //              Class AliTPCLaserTracks
  64 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  65
  66 ClassImp(AliTPCLaserTracks)
  67
  68   AliTPCLaserTracks::AliTPCLaserTracks():TObject(),
  69     fId(-1),
  70     fSide(-1),
  71     fRod(-1),
  72     fBundle(-1),
  73     fBeam(-1),
  74     fX(0.),
  75     fY(0.),
  76     fZ(0.),
  77     fTime(0.),
  78     fPhi(0.),
  79     fTheta(0.),
  80     fMaxSize(0),
  81     fNpoints(0),
  82     fXarr(0x0),
  83     fYarr(0x0),
  84     fZarr(0x0)
  85
  86 {
  87     //
  88     //  AliTPCLaserTracks default constructor
  89     //
  90 }
  91
  92 //_______________________________________________________________________
  93 AliTPCLaserTracks::AliTPCLaserTracks(Int_t npoints):TObject(),
  94     fId(-1),
  95     fSide(-1),
  96     fRod(-1),
  97     fBundle(-1),
  98     fBeam(-1),
  99     fX(0.),
 100     fY(0.),
 101     fZ(0.),
 102     fTime(0.),
 103     fPhi(0.),
 104     fTheta(0.),
 105     fMaxSize(0),
 106     fNpoints(0),
 107     fXarr(0x0),
 108     fYarr(0x0),
 109     fZarr(0x0)
 110
 111 {
 112     //
 113     //  AliTPCLaserTracks constructor to initialise array of points
 114     //
 115     fNpoints = npoints;
 116     InitPoints();
 117 }
 118
 119 //_______________________________________________________________________
 120 Double_t AliTPCLaserTracks::FindBeamLength(TVector3 vF, TVector3 vP)
 121 {
 122     //
 123     //  Find distance between mirror and the intersection between
 124     //  inner and outer field cage respectively
 125     //
 126     //  use the pq formula to find the intersection point between
 127     //  the beam and the inner and outer fieldcage cylinders
 128     //  The formulae solved are
 129     //
 130     //                        line = zylinder
 131     //  xPoint = vF.X() + n*vP.X() = r*cos(phi)
 132     //  yPoint = vF.Y() + n*vP.Y() = r*sin(phi)
 133     //  zPoint = vF.Y() + n*vP.Y()
 134     //
 135     //  get n from the first two equations, calculate x,y,zPoint
 136     //
 137     //  vF is the mirror position and vP the beam direction
 138     Double_t r[2];  //smalles r[0] and largest r[1] pad radius
 139     r[0] = 80.0;  //smalles pad radius
 140     r[1] = 260.0;   //largest pad radius
 141
 142     Double_t fxpxfypy = vF.X()*vP.X()+vF.Y()*vP.Y();
 143     Double_t px2py2   = vP.X()*vP.X()+vP.Y()*vP.Y();
 144
 145     for (Int_t i=0; i<2; i++){
 146         Double_t rad = (fxpxfypy/px2py2)*(fxpxfypy/px2py2)-
 147                       (vF.X()*vF.X()+vF.Y()*vF.Y()-r[i]*r[i])/px2py2;
 148
 149         if ( rad >= 0 ){
 150             Double_t n1   = -(fxpxfypy)/px2py2+TMath::Sqrt(rad);
 151             TVector3 vI1(vF.X()+n1*vP.X(),
 152                          vF.Y()+n1*vP.Y(),
 153                          vF.Z()+n1*vP.Z());
 154
 155             Double_t n2   = -(fxpxfypy)/px2py2-TMath::Sqrt(rad);
 156             TVector3 vI2(vF.X()+n2*vP.X(),
 157                          vF.Y()+n2*vP.Y(),
 158                          vF.Z()+n2*vP.Z());
 159
 160
 161             //if we cross two boarders on our way return the closer boarder
 162             if ( (n1>0) && (n2>0) ) {
 163                 if ( (vF-vI1).Mag() <= (vF-vI2).Mag() )
 164                     return (vF-vI1).Mag();
 165                 else
 166                     return (vF-vI2).Mag();
 167             }
 168
 169             if ( n1>0 )
 170                 return (vF-vI1).Mag();
 171
 172             if ( n2>0 )
 173                 return (vF-vI2).Mag();
 174
 175         }
 176     }
 177
 178     return 3.4e38;  //not found!!
 179 }
 180
 181 //_______________________________________________________________________
 182 void AliTPCLaserTracks::WriteTreeDesignData()
 183 {
 184     //
 185     //   Write a tree with the design data of the laser track positions
 186     //
 187
 188     TFile *f = TFile::Open("LaserTracksDesing.root","recreate");
 189
 190     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks(2);
 191
 192     TTree *t = new TTree("LaserTracks","LaserTracks");
 193     t->Branch("LaserTracks","AliTPCLaserTracks",&ltp);
 194     t->AutoSave();
 195
 196     Double_t phiBeam[7]         = {-31.8,-16.,-9.2,2.5,9.2,16.,31.8};
 197     Double_t phiRod[6]          = {40.,100.,160.,220.,280.,340.};     //-20. for the muon side
 198 //    Double_t zBundleCorse[2][4] = {{10,79,163,241},{13,85,169,247}};
 199     Double_t zBundleCorse[2][4] = {{241.,163.,79.,10.},{247.,169.,85.,13.}};
 200     Double_t zBeamFine[7]       = {1.45,1.3,1.15,1.3,1.15,1.3,1.45};
 201
 202     Int_t id=0;
 203     //loop over TPC side -- 0:A (Shaft) side -- 1:C (Muon) side
 204     for (Int_t side=0; side<2; side++){
 205         //loop over laser rods -- counterclockwise
 206         for (Int_t rod=0; rod<6; rod++){
 207             //center of the rod
 208             TVector2 vRod;
 209
 210             Double_t phiRod2 = phiRod[rod]-side*20;
 211             vRod.SetMagPhi(254.25,                   //center of the rod at 254.25cm
 212                            TMath::DegToRad()*
 213                            (phiRod2)  //-20 deg on C-Side
 214                           );
 215
 216             //loop over bundle -- counted from large z to small z
 217             for (Int_t bundle=0; bundle<4; bundle++){
 218                 //center of the bundle; not yet rotated
 219                 Int_t bundleS = bundle;
 220                 //              if ( side == 1 ) bundleS = 4-bundle;
 221                 if ( side == 1 ) bundleS = 3-bundle;
 222
 223                 TVector2 vBundle;
 224                 vBundle.SetMagPhi(.65,
 225                                   TMath::DegToRad()*
 226                                 //?  TMath::Power(-1,side)*
 227                                   (phiRod2+180.-90.*bundleS)
 228                                  );
 229
 230                 //loop over beam
 231                 Int_t i=0;
 232                 for (Int_t beam=0; beam<7; beam++){
 233                     TVector2 vBeam;
 234                     if ( beam == 3 )
 235                         vBeam.Set(0.,0.);
 236                     else{
 237                         vBeam.SetMagPhi(1.,TMath::DegToRad()*(phiRod2+i*60));
 238                         i++;
 239                     }
 240
 241                     TVector2 xyMirror = vRod+vBundle+vBeam;
 242                     Double_t zMirror   = (zBundleCorse[rod%2][bundleS]+zBeamFine[beam])*TMath::Power(-1,side);
 243                     TVector3 v3Mirror(xyMirror.X(),xyMirror.Y(),zMirror);
 244
 245                     Double_t phi      = TMath::DegToRad()*(phiRod2+180+phiBeam[beam]*TMath::Power(-1,side));
 246                     Double_t theta    = TMath::DegToRad()*90;
 247
 248                     TVector3 v3Beam;
 249                     v3Beam.SetMagThetaPhi(1,theta,phi);  //Direction Vector
 250                     v3Beam.SetMagThetaPhi(FindBeamLength(v3Mirror,v3Beam), theta, phi);
 251
 252
 253
 254                     ltp->SetId(id);
 255                     ltp->SetSide(side);
 256                     ltp->SetRod(rod);
 257                     ltp->SetBundle(bundleS);
 258                     ltp->SetBeam(beam);
 259
 260                     ltp->SetX(xyMirror.X());
 261                     ltp->SetY(xyMirror.Y());
 262                     ltp->SetZ(zMirror);
 263
 264                     ltp->SetPhi(phi);
 265                     ltp->SetTheta(theta);
 266
 267 //                  ltp->InitPoints(2);
 268                     ltp->SetPoint(0,xyMirror.X(),xyMirror.Y(),zMirror);
 269                     ltp->SetPoint(1,xyMirror.X()+v3Beam.X(),xyMirror.Y()+v3Beam.Y(),zMirror+v3Beam.Z());
 270
 271                     cout<< "Id: " << id
 272                         << "  Side: " << side
 273                         << "  Rod: " << rod
 274                         << "  Bundle: " << bundleS
 275                         << "  Beam: " << beam
 276                         << endl;
 277
 278
 279                     t->Fill();
 280                     //delete line;
 281                     id++;
 282 //                  cout << "Filled!!!" << endl;
 283                 }
 284             }
 285         }
 286     }
 287
 288     t->Write();
 289     delete f;
 290 //    delete t;
 291 //    delete ltp;
 292 //    delete line;
 293 }
 294
 295 //_______________________________________________________________________
 296 TPolyLine3D* AliTPCLaserTracks::GetLine()
 297 {
 298   //
 299   // Make a polilyne object oout of the points
 300   //
 301    if ( fNpoints ) return new TPolyLine3D(fNpoints,fXarr,fYarr,fZarr);
 302
 303     return 0x0;
 304 }
 305
 306 //_______________________________________________________________________
 307 TObjArray* AliTPCLaserTracks::GetLines(const Char_t* file, const Char_t *cuts)
 308 {
 309   //
 310   // Read the input files with the laser track
 311   // Make a array of polylines for visualization
 312
 313     TObjArray *array = new TObjArray;
 314
 315     TFile *f = TFile::Open(file,"read");
 316     TTree *tree = (TTree*)f->Get("LaserTracks");
 317
 318     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks();
 319 //    TEventList *evList = new TEventList("evList");
 320     TEventList evList("evList");
 321
 322     tree->SetBranchAddress("LaserTracks",&ltp);
 323
 324     tree->Draw(">>evList",cuts,"goff");
 325
 326 //    cout << "N: " << evList.GetN() << endl;
 327     gROOT->cd();
 328     for (Int_t ev = 0; ev < evList.GetN(); ev++){
 329 //        cout << ev << endl;
 330         tree->GetEntry( evList.GetEntry(ev) );
 331         array->Add(ltp->GetLine());
 332     }
 333 //    cout << "delte f"<< endl;
 334 //    delete f;
 335
 336 //    cout << "evlist" << endl;
 337
 338     return array;
 339 }
 340
 341 //_______________________________________________________________________
 342 void AliTPCLaserTracks::InitPoints()
 343 {
 344     //
 345     //  Init point arrays
 346     //
 347
 348     fMaxSize = fNpoints;
 349     fXarr = new Double_t[fMaxSize];
 350     fYarr = new Double_t[fMaxSize];
 351     fZarr = new Double_t[fMaxSize];
 352 }
 353
 354 //_______________________________________________________________________
 355 Int_t AliTPCLaserTracks::SetPoint(Int_t point, Double_t x, Double_t y, Double_t z)
 356 {
 357     //
 358     // Set point to point arrays
 359     //
 360
 361     if ( !fXarr || !fYarr || !fZarr ) return 1;
 362     if ( point > fNpoints-1 ) return 1;
 363
 364     fXarr[point] = x;
 365     fYarr[point] = y;
 366     fZarr[point] = z;
 367     return 0;
 368 }
 369
 370 //_______________________________________________________________________
 371 Int_t AliTPCLaserTracks::FindMirror(Char_t *file, Double_t x, Double_t y, Double_t z, Double_t phi)
 372 {
 373     //
 374     //  return the id of the mirror in 'file' that maches best the given parameters
 375     //
 376
 377     TFile *f = TFile::Open(file,"read");
 378     TTree *tree = (TTree*)f->Get("LaserTracks");
 379
 380     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks();
 381     TEventList evList("evList");
 382
 383     tree->SetBranchAddress("LaserTracks",&ltp);
 384
 385     TString s;
 386     s = "abs(fX-"; s+= x;
 387     s+= ")<3&&abs(fY-"; s+=y;
 388     s+= ")<3&&abs(fZ-"; s+= z;
 389     s+= ")<1.5";
 390 //    s+= "&&((abs(fPhi-";s+= phi;
 391 //    s+= ")<.06)||(abs(fPhi-";s+= (phi-TMath::DegToRad()*180);
 392 //    s+= ")<.06))";
 393     cout << s.Data() << endl;
 394
 395     tree->Draw(">>evList",s.Data());
 396
 397     Double_t dphiMin=TMath::Pi();
 398     Int_t id=-1;
 399
 400     cout << "nev: " << evList.GetN() << endl;
 401     for (Int_t i=0; i<evList.GetN(); i++){
 402         tree->GetEntry( evList.GetEntry(i) );
 403         Double_t dphi = TMath::Abs(ltp->GetPhi() - phi);
 404         if ( dphi > TMath::DegToRad()*180 ) dphi-=TMath::DegToRad()*180;
 405         if ( dphi<dphiMin ) {
 406             dphiMin = dphi;
 407             id = ltp->GetId();
 408         }
 409     }
 410     delete f;
 411     return id;
 412 }
 413
 414 //_______________________________________________________________________
 415 AliTPCLaserTracks::~AliTPCLaserTracks()
 416 {
 417     //
 418     //  standard destructor
 419     //
 420
 421 //    if ( fP ) delete fP;
 422     if ( fXarr ) delete [] fXarr;
 423     if ( fYarr ) delete [] fYarr;
 424     if ( fZarr ) delete [] fZarr;
 425 }