TRD/AliTRDgeometry.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 $Log$
  18 Revision 1.22  2002/11/21 22:38:47  alibrary
  19 Removing AliMC and AliMCProcess
  20
  21 Revision 1.21  2002/11/21 16:09:44  cblume
  22 Change fgkRpadW to 1.0 cm for new pad plane
  23
  24 Revision 1.20  2002/10/31 17:45:35  cblume
  25 New chamber geometry
  26
  27 Revision 1.19  2002/10/14 14:57:43  hristov
  28 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
  29
  30 Revision 1.15.6.2  2002/07/24 10:09:30  alibrary
  31 Updating VirtualMC
  32
  33 Revision 1.15.6.1  2002/06/10 15:28:58  hristov
  34 Merged with v3-08-02
  35
  36 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  37 Remove const for CreateGeometry
  38
  39 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  40 Coding conventions
  41
  42 Revision 1.18  2002/06/12 09:54:35  cblume
  43 Update of tracking code provided by Sergei
  44
  45 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  46 Remove const for CreateGeometry
  47
  48 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  49 Coding conventions
  50
  51 Revision 1.15  2002/02/11 14:21:16  cblume
  52 Update of the geometry. Get rid of MANY
  53
  54 Revision 1.14  2001/11/06 17:19:41  cblume
  55 Add detailed geometry and simple simulator
  56
  57 Revision 1.13  2001/08/02 08:30:45  cblume
  58 Fix positions of cooling material
  59
  60 Revision 1.12  2001/05/21 16:45:47  hristov
  61 Last minute changes (C.Blume)
  62
  63 Revision 1.11  2001/05/11 07:56:12  hristov
  64 Consistent declarations needed on Alpha
  65
  66 Revision 1.10  2001/05/07 08:08:05  cblume
  67 Update of TRD code
  68
  69 Revision 1.9  2001/03/27 12:48:33  cblume
  70 Correct for volume overlaps
  71
  72 Revision 1.8  2001/03/13 09:30:35  cblume
  73 Update of digitization. Moved digit branch definition to AliTRD
  74
  75 Revision 1.7  2001/02/14 18:22:26  cblume
  76 Change in the geometry of the padplane
  77
  78 Revision 1.6  2000/11/01 14:53:20  cblume
  79 Merge with TRD-develop
  80
  81 Revision 1.1.4.7  2000/10/16 01:16:53  cblume
  82 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
  83
  84 Revision 1.1.4.6  2000/10/15 23:35:57  cblume
  85 Include geometry constants as static member
  86
  87 Revision 1.1.4.5  2000/10/06 16:49:46  cblume
  88 Made Getters const
  89
  90 Revision 1.1.4.4  2000/10/04 16:34:58  cblume
  91 Replace include files by forward declarations
  92
  93 Revision 1.1.4.3  2000/09/22 14:43:40  cblume
  94 Allow the pad/timebin-dimensions to be changed after initialization
  95
  96 Revision 1.1.4.2  2000/09/18 13:37:01  cblume
  97 Minor coding corrections
  98
  99 Revision 1.5  2000/10/02 21:28:19  fca
 100 Removal of useless dependecies via forward declarations
 101
 102 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 103 Make code compliant to coding conventions
 104
 105 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 106 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 107
 108 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 109 Merge TRD-develop
 110
 111 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 112 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 113
 114 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 115 Make code compliant to coding conventions
 116
 117 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 118 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 119
 120 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 121 Merge TRD-develop
 122
 123 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 124 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 125
 126 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
 127 Add new TRD classes
 128
 129 */
 130
 131 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 132 //                                                                           //
 133 //  TRD geometry class                                                       //
 134 //                                                                           //
 135 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 136
 137
 138 #include "AliTRDgeometry.h"
 139 #include "AliTRDparameter.h"
 140
 141 ClassImp(AliTRDgeometry)
 142
 143 //_____________________________________________________________________________
 144
 145   //
 146   // The geometry constants
 147   //
 148   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
 149   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
 150   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
 151   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
 152
 153   //
 154   // Dimensions of the detector
 155   //
 156
 157   // Inner and outer radius of the mother volumes
 158   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
 159   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
 160
 161   // Upper and lower length of the mother volumes
 162   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
 163   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
 164
 165   // Parameter of the BTR mother volumes
 166   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
 167   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
 168   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
 169   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
 170   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
 171   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
 172
 173   // The super module side plates
 174   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMpltT  = 0.2;
 175   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMgapT  = 0.5;
 176
 177   // Height of different chamber parts
 178   // Radiator
 179   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
 180   // Drift region
 181   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
 182   // Amplification region
 183   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
 184   // Readout
 185   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.316;
 186   // Total height
 187   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
 188                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
 189                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
 190                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
 191
 192   // Vertical spacing of the chambers
 193   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   1.784;
 194
 195   // Horizontal spacing of the chambers
 196   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
 197
 198   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
 199   // Lower aluminum frame
 200   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
 201   // Lower G10 frame sides
 202   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
 203   // Lower G10 frame front
 204   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
 205   // Upper G10 frame
 206   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
 207   // Upper Al frame
 208   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
 209
 210   // Additional width of the readout chamber frames
 211   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 212
 213   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 214   //const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 215   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   0.0;
 216   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.0;
 217
 218   //
 219   // Thickness of the the material layers
 220   //
 221   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 222   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 223   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 224   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 225   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 226                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 227   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 228   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 229   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 230   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 231   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 232
 233   //
 234   // Position of the material layers
 235   //
 236   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 237   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 238   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 239   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 240   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 241   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 242   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 243   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 244   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 245
 246 //_____________________________________________________________________________
 247 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 248 {
 249   //
 250   // AliTRDgeometry default constructor
 251   //
 252
 253   Init();
 254
 255 }
 256
 257 //_____________________________________________________________________________
 258 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 259 {
 260   //
 261   // AliTRDgeometry destructor
 262   //
 263
 264 }
 265
 266 //_____________________________________________________________________________
 267 void AliTRDgeometry::Init()
 268 {
 269   //
 270   // Initializes the geometry parameter
 271   //
 272   // The maximum number of pads
 273   // and the position of pad 0,0,0
 274   //
 275   // chambers seen from the top:
 276   //     +----------------------------+
 277   //     |                            |
 278   //     |                            |      ^
 279   //     |                            |  rphi|
 280   //     |                            |      |
 281   //     |0                           |      |
 282   //     +----------------------------+      +------>
 283   //                                             z
 284   // chambers seen from the side:            ^
 285   //     +----------------------------+ drift|
 286   //     |0                           |      |
 287   //     |                            |      |
 288   //     +----------------------------+      +------>
 289   //                                             z
 290   //
 291   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 292   // closest to the readout !!!
 293   //
 294
 295   Int_t icham;
 296   Int_t iplan;
 297   Int_t isect;
 298
 299   // The outer width of the chambers
 300   fCwidth[0] =  94.8;
 301   fCwidth[1] =  99.3;
 302   fCwidth[2] = 103.7;
 303   fCwidth[3] = 108.1;
 304   fCwidth[4] = 112.6;
 305   fCwidth[5] = 117.0;
 306
 307   // The outer lengths of the chambers
 308   // Includes the spacings between the chambers!
 309   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 310                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 311                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 312                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 313                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 314                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 315
 316   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 317     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 318       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 319       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 320       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 321     }
 322   }
 323
 324   // The rotation matrix elements
 325   Float_t phi = 0;
 326   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 327     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 328     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 329     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 330     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 331     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 332     phi = -1.0 * phi;
 333     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 334     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 335     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 336     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 337   }
 338
 339 }
 340
 341 //_____________________________________________________________________________
 342 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t* )
 343 {
 344   //
 345   // Create TRD geometry
 346   //
 347
 348 }
 349
 350 //_____________________________________________________________________________
 351 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 352                                    , Float_t *global
 353                                    , AliTRDparameter *par) const
 354 {
 355   //
 356   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 357   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 358   //
 359
 360   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 361   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 362   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 363
 364   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 365
 366 }
 367
 368 //_____________________________________________________________________________
 369 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 370                                   , Float_t *local, Float_t *global
 371                                   , AliTRDparameter *par) const
 372 {
 373   //
 374   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 375   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 376   //
 377
 378   if (!par) {
 379     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 380     return kFALSE;
 381   }
 382
 383   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 384
 385   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 386   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 387   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 388
 389   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 390   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 391   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 392
 393   Float_t  rot[3];
 394
 395   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 396   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 397          * par->GetTimeBinSize();
 398   rot[1] = col0  + padCol
 399          * par->GetColPadSize(iplan);
 400   rot[2] = row0  + padRow
 401          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 402
 403   // Rotate back to original position
 404   return RotateBack(idet,rot,global);
 405
 406 }
 407
 408 //_____________________________________________________________________________
 409 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 410 {
 411   //
 412   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 413   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 414   // corresponding local frame <rot>.
 415   //
 416
 417   Int_t sector = GetSector(d);
 418
 419   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 420   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 421   rot[2] =  pos[2];
 422
 423   return kTRUE;
 424
 425 }
 426
 427 //_____________________________________________________________________________
 428 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 429 {
 430   //
 431   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 432   // original position and transforms the corresponding local frame
 433   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 434   //
 435
 436   Int_t sector = GetSector(d);
 437
 438   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 439   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 440   pos[2] =  rot[2];
 441
 442   return kTRUE;
 443
 444 }
 445
 446 //_____________________________________________________________________________
 447 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(const Int_t p, const Int_t c) const
 448 {
 449   //
 450   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 451   //
 452
 453   return (p + c * fgkNplan);
 454
 455 }
 456
 457 //_____________________________________________________________________________
 458 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(const Int_t p, const Int_t c, const Int_t s) const
 459 {
 460   //
 461   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 462   //
 463
 464   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 465
 466 }
 467
 468 //_____________________________________________________________________________
 469 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(const Int_t d) const
 470 {
 471   //
 472   // Reconstruct the plane number from the detector number
 473   //
 474
 475   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 476
 477 }
 478
 479 //_____________________________________________________________________________
 480 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(const Int_t d) const
 481 {
 482   //
 483   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 484   //
 485
 486   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 487
 488 }
 489
 490 //_____________________________________________________________________________
 491 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(const Int_t d) const
 492 {
 493   //
 494   // Reconstruct the sector number from the detector number
 495   //
 496
 497   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 498
 499 }
 500
 501 //_____________________________________________________________________________
 502 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 503 {
 504   //
 505   // Use the old chamber lengths
 506   //
 507
 508   Int_t icham;
 509   Int_t iplan;
 510
 511   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 512                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 513                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 514                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 515                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 516                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 517
 518   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 519     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 520       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 521     }
 522   }
 523
 524 }