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 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
  19 Merge TRD-develop
  20
  21 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
  22 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
  23
  24 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
  25 Add new TRD classes
  26
  27 */
  28
  29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  30 //                                                                           //
  31 //  TRD geometry class                                                       //
  32 //                                                                           //
  33 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  34
  35 #include "AliTRDgeometry.h"
  36 #include "AliTRDrecPoint.h"
  37
  38 ClassImp(AliTRDgeometry)
  39
  40 //_____________________________________________________________________________
  41 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
  42 {
  43   //
  44   // AliTRDgeometry default constructor
  45   //
  46
  47   Init();
  48
  49 }
  50
  51 //_____________________________________________________________________________
  52 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
  53 {
  54
  55 }
  56
  57 //_____________________________________________________________________________
  58 void AliTRDgeometry::Init()
  59 {
  60   //
  61   // Initializes the geometry parameter
  62   //
  63
  64   Int_t iplan;
  65
  66   // The width of the chambers
  67   fCwidth[0]    =  99.6;
  68   fCwidth[1]    = 104.1;
  69   fCwidth[2]    = 108.5;
  70   fCwidth[3]    = 112.9;
  71   fCwidth[4]    = 117.4;
  72   fCwidth[5]    = 121.8;
  73
  74   // The default pad dimensions
  75   fRowPadSize  = 4.5;
  76   fColPadSize  = 1.0;
  77   fTimeBinSize = 0.1;
  78
  79   // The maximum number of pads
  80   // and the position of pad 0,0,0
  81   //
  82   // chambers seen from the top:
  83   //     +----------------------------+
  84   //     |                            |
  85   //     |                            |     ^
  86   //     |                            | rphi|
  87   //     |                            |     |
  88   //     |0                           |     |
  89   //     +----------------------------+     +------>
  90   //                                             z
  91   // chambers seen from the side:           ^
  92   //     +----------------------------+ time|
  93   //     |                            |     |
  94   //     |0                           |     |
  95   //     +----------------------------+     +------>
  96   //                                             z
  97   //
  98
  99   // The pad column (rphi-direction)
 100   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 101     fColMax[iplan] = 1 + TMath::Nint((fCwidth[iplan] - 2. * kCcthick)
 102                                                      / fColPadSize - 0.5);
 103     fCol0[iplan]   = -fCwidth[iplan]/2. + kCcthick;
 104   }
 105
 106   // The time bucket
 107   fTimeMax = 1 + TMath::Nint(kDrThick / fTimeBinSize - 0.5);
 108   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 109     fTime0[iplan]  = kRmin + kCcframe/2. + kDrZpos - 0.5 * kDrThick
 110                            + iplan * (kCheight + kCspace);
 111   }
 112
 113 }
 114
 115 //_____________________________________________________________________________
 116 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 117 {
 118   //
 119   // Create the TRD geometry
 120   //
 121   // Author: Christoph Blume (C.Blume@gsi.de) 20/07/99
 122   //
 123   // The volumes:
 124   //    TRD1-3     (Air)   --- The TRD mother volumes for one sector.
 125   //                           To be placed into the spaceframe.
 126   //
 127   //    UAFI(/M/O) (Al)    --- The aluminum frame of the inner(/middle/outer) chambers (readout)
 128   //    UCFI(/M/O) (C)     --- The carbon frame of the inner(/middle/outer) chambers
 129   //                           (driftchamber + radiator)
 130   //    UAII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the readout of the inner(/middle/outer) chambers
 131   //    UFII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the chamner and radiator of the
 132   //                           inner(/middle/outer) chambers
 133   //
 134   // The material layers in one chamber:
 135   //    UL01       (G10)   --- The gas seal of the radiator
 136   //    UL02       (CO2)   --- The gas in the radiator
 137   //    UL03       (PE)    --- The foil stack
 138   //    UL04       (Mylar) --- Entrance window to the driftvolume and HV-cathode
 139   //    UL05       (Xe)    --- The driftvolume
 140   //    UL06       (Xe)    --- The amplification region
 141   //
 142   //    UL07       (Cu)    --- The pad plane
 143   //    UL08       (G10)   --- The Nomex honeycomb support structure
 144   //    UL09       (Cu)    --- FEE and signal lines
 145   //    UL10       (PE)    --- The cooling devices
 146   //    UL11       (Water) --- The cooling water
 147
 148   const Int_t npar_cha = 3;
 149
 150   Float_t par_dum[3];
 151   Float_t par_cha[npar_cha];
 152
 153   Float_t xpos, ypos, zpos;
 154
 155   // The aluminum frames - readout + electronics (Al)
 156   // The inner chambers
 157   gMC->Gsvolu("UAFI","BOX ",idtmed[1301-1],par_dum,0);
 158   // The middle chambers
 159   gMC->Gsvolu("UAFM","BOX ",idtmed[1301-1],par_dum,0);
 160   // The outer chambers
 161   gMC->Gsvolu("UAFO","BOX ",idtmed[1301-1],par_dum,0);
 162
 163   // The inner part of the aluminum frames (Air)
 164   // The inner chambers
 165   gMC->Gsvolu("UAII","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 166   // The middle chambers
 167   gMC->Gsvolu("UAIM","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 168   // The outer chambers
 169   gMC->Gsvolu("UAIO","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 170
 171   // The carbon frames - radiator + driftchamber (C)
 172   // The inner chambers
 173   gMC->Gsvolu("UCFI","BOX ",idtmed[1307-1],par_dum,0);
 174   // The middle chambers
 175   gMC->Gsvolu("UCFM","BOX ",idtmed[1307-1],par_dum,0);
 176   // The outer chambers
 177   gMC->Gsvolu("UCFO","BOX ",idtmed[1307-1],par_dum,0);
 178
 179   // The inner part of the carbon frames (Air)
 180   // The inner chambers
 181   gMC->Gsvolu("UCII","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 182   // The middle chambers
 183   gMC->Gsvolu("UCIM","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 184   // The outer chambers
 185   gMC->Gsvolu("UCIO","BOX ",idtmed[1302-1],par_dum,0);
 186
 187   // The material layers inside the chambers
 188   par_cha[0] = -1.;
 189   par_cha[1] = -1.;
 190   // G10 layer (radiator seal)
 191   par_cha[2] = kSeThick/2;
 192   gMC->Gsvolu("UL01","BOX ",idtmed[1313-1],par_cha,npar_cha);
 193   // CO2 layer (radiator)
 194   par_cha[2] = kRaThick/2;
 195   gMC->Gsvolu("UL02","BOX ",idtmed[1312-1],par_cha,npar_cha);
 196   // PE layer (radiator)
 197   par_cha[2] = kPeThick/2;
 198   gMC->Gsvolu("UL03","BOX ",idtmed[1303-1],par_cha,npar_cha);
 199   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 200   par_cha[2] = kMyThick/2;
 201   gMC->Gsvolu("UL04","BOX ",idtmed[1308-1],par_cha,npar_cha);
 202   // Xe/Isobutane layer (drift volume, sensitive)
 203   par_cha[2] = kDrThick/2.;
 204   gMC->Gsvolu("UL05","BOX ",idtmed[1309-1],par_cha,npar_cha);
 205   // Xe/Isobutane layer (amplification volume, not sensitive)
 206   par_cha[2] = kAmThick/2.;
 207   gMC->Gsvolu("UL06","BOX ",idtmed[1309-1],par_cha,npar_cha);
 208
 209   // Cu layer (pad plane)
 210   par_cha[2] = kCuThick/2;
 211   gMC->Gsvolu("UL07","BOX ",idtmed[1305-1],par_cha,npar_cha);
 212   // G10 layer (support structure)
 213   par_cha[2] = kSuThick/2;
 214   gMC->Gsvolu("UL08","BOX ",idtmed[1313-1],par_cha,npar_cha);
 215   // Cu layer (FEE + signal lines)
 216   par_cha[2] = kFeThick/2;
 217   gMC->Gsvolu("UL09","BOX ",idtmed[1305-1],par_cha,npar_cha);
 218   // PE layer (cooling devices)
 219   par_cha[2] = kCoThick/2;
 220   gMC->Gsvolu("UL10","BOX ",idtmed[1303-1],par_cha,npar_cha);
 221   // Water layer (cooling)
 222   par_cha[2] = kWaThick/2;
 223   gMC->Gsvolu("UL11","BOX ",idtmed[1314-1],par_cha,npar_cha);
 224
 225   // Position the layers in the chambers
 226   xpos = 0;
 227   ypos = 0;
 228
 229   // G10 layer (radiator seal)
 230   zpos = kSeZpos;
 231   gMC->Gspos("UL01",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 232   gMC->Gspos("UL01",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 233   gMC->Gspos("UL01",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 234   // CO2 layer (radiator)
 235   zpos = kRaZpos;
 236   gMC->Gspos("UL02",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 237   gMC->Gspos("UL02",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 238   gMC->Gspos("UL02",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 239   // PE layer (radiator)
 240   zpos = 0;
 241   gMC->Gspos("UL03",1,"UL02",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 242   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 243   zpos = kMyZpos;
 244   gMC->Gspos("UL04",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 245   gMC->Gspos("UL04",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 246   gMC->Gspos("UL04",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 247   // Xe/Isobutane layer (drift volume)
 248   zpos = kDrZpos;
 249   gMC->Gspos("UL05",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 250   gMC->Gspos("UL05",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 251   gMC->Gspos("UL05",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 252   // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
 253   zpos = kAmZpos;
 254   gMC->Gspos("UL06",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 255   gMC->Gspos("UL06",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 256   gMC->Gspos("UL06",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 257
 258   // Cu layer (pad plane)
 259   zpos = kCuZpos;
 260   gMC->Gspos("UL07",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 261   gMC->Gspos("UL07",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 262   gMC->Gspos("UL07",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 263   // G10 layer (support structure)
 264   zpos = kSuZpos;
 265   gMC->Gspos("UL08",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 266   gMC->Gspos("UL08",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 267   gMC->Gspos("UL08",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 268   // Cu layer (FEE + signal lines)
 269   zpos = kFeZpos;
 270   gMC->Gspos("UL09",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 271   gMC->Gspos("UL09",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 272   gMC->Gspos("UL09",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 273   // PE layer (cooling devices)
 274   zpos = kCoZpos;
 275   gMC->Gspos("UL10",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 276   gMC->Gspos("UL10",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 277   gMC->Gspos("UL10",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 278   // Water layer (cooling)
 279   zpos = kWaZpos;
 280   gMC->Gspos("UL11",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 281   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 282   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 283
 284 }
 285
 286 //_____________________________________________________________________________
 287 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local, Float_t *global)
 288 {
 289   //
 290   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 291   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 292   //
 293
 294   Int_t        icham     = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 295   Int_t        isect     = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 296   Int_t        iplan     = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 297
 298   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global);
 299
 300 }
 301
 302 //_____________________________________________________________________________
 303 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 304                                   , Float_t *local, Float_t *global)
 305 {
 306   //
 307   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 308   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 309   //
 310
 311   Int_t        idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 312
 313   Float_t      padRow    = local[0];                       // Pad Row position
 314   Float_t      padCol    = local[1];                       // Pad Column position
 315   Float_t      timeSlice = local[2];                       // Time "position"
 316
 317   Float_t      row0      = GetRow0(iplan,icham,isect);
 318   Float_t      col0      = GetCol0(iplan);
 319   Float_t      time0     = GetTime0(iplan);
 320
 321   Float_t      rot[3];
 322
 323   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 324   rot[0] = time0 + timeSlice * fTimeBinSize;
 325   rot[1] = col0  + padCol    * fColPadSize;
 326   rot[2] = row0  + padRow    * fRowPadSize;
 327
 328   // Rotate back to original position
 329   return RotateBack(idet,rot,global);
 330
 331 }
 332
 333 //_____________________________________________________________________________
 334 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot)
 335 {
 336   //
 337   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 338   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 339   // corresponding local frame <rot>.
 340   //
 341
 342   Int_t   sector = GetSector(d);
 343
 344   Float_t phi    = -2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 345
 346   rot[0] =  pos[0] * TMath::Cos(phi) + pos[1] * TMath::Sin(phi);
 347   rot[1] = -pos[0] * TMath::Sin(phi) + pos[1] * TMath::Cos(phi);
 348   rot[2] =  pos[2];
 349
 350   return kTRUE;
 351
 352 }
 353
 354 //_____________________________________________________________________________
 355 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos)
 356 {
 357   //
 358   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 359   // original position and transforms the corresponding local frame
 360   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 361   //
 362
 363   Int_t   sector = GetSector(d);
 364
 365   Float_t phi    =  2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 366
 367   pos[0] =  rot[0] * TMath::Cos(phi) + rot[1] * TMath::Sin(phi);
 368   pos[1] = -rot[0] * TMath::Sin(phi) + rot[1] * TMath::Cos(phi);
 369   pos[2] =  rot[2];
 370
 371   return kTRUE;
 372
 373 }
 374
 375 //_____________________________________________________________________________
 376 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(Int_t p, Int_t c, Int_t s)
 377 {
 378   //
 379   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 380   //
 381
 382   return (p + c * kNplan + s * kNplan * kNcham);
 383
 384 }
 385
 386 //_____________________________________________________________________________
 387 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(Int_t d)
 388 {
 389   //
 390   // Reconstruct the plane number from the detector number
 391   //
 392
 393   return ((Int_t) (d % kNplan));
 394
 395 }
 396
 397 //_____________________________________________________________________________
 398 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(Int_t d)
 399 {
 400   //
 401   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 402   //
 403
 404   return ((Int_t) (d % (kNplan * kNcham)) / kNplan);
 405
 406 }
 407
 408 //_____________________________________________________________________________
 409 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(Int_t d)
 410 {
 411   //
 412   // Reconstruct the sector number from the detector number
 413   //
 414
 415   return ((Int_t) (d / (kNplan * kNcham)));
 416
 417 }
 418
 419 //_____________________________________________________________________________
 420 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos, TMatrix &mat)
 421 {
 422   //
 423   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 424   //
 425
 426   GetGlobal(p,pos);
 427   mat.Zero();
 428
 429 }
 430
 431 //_____________________________________________________________________________
 432 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos)
 433 {
 434   //
 435   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 436   //
 437
 438   Int_t detector = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetDetector();
 439
 440   Float_t global[3];
 441   Float_t local[3];
 442   local[0] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalRow();
 443   local[1] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalCol();
 444   local[2] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalTime();
 445
 446   if (Local2Global(detector,local,global)) {
 447     pos.SetX(global[0]);
 448     pos.SetY(global[1]);
 449     pos.SetZ(global[2]);
 450   }
 451   else {
 452     pos.SetX(0.0);
 453     pos.SetY(0.0);
 454     pos.SetZ(0.0);
 455   }
 456
 457 }