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 1.20  2002/10/31 17:45:35  cblume
  19 New chamber geometry
  20
  21 Revision 1.19  2002/10/14 14:57:43  hristov
  22 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
  23
  24 Revision 1.15.6.2  2002/07/24 10:09:30  alibrary
  25 Updating VirtualMC
  26
  27 Revision 1.15.6.1  2002/06/10 15:28:58  hristov
  28 Merged with v3-08-02
  29
  30 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  31 Remove const for CreateGeometry
  32
  33 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  34 Coding conventions
  35
  36 Revision 1.18  2002/06/12 09:54:35  cblume
  37 Update of tracking code provided by Sergei
  38
  39 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  40 Remove const for CreateGeometry
  41
  42 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  43 Coding conventions
  44
  45 Revision 1.15  2002/02/11 14:21:16  cblume
  46 Update of the geometry. Get rid of MANY
  47
  48 Revision 1.14  2001/11/06 17:19:41  cblume
  49 Add detailed geometry and simple simulator
  50
  51 Revision 1.13  2001/08/02 08:30:45  cblume
  52 Fix positions of cooling material
  53
  54 Revision 1.12  2001/05/21 16:45:47  hristov
  55 Last minute changes (C.Blume)
  56
  57 Revision 1.11  2001/05/11 07:56:12  hristov
  58 Consistent declarations needed on Alpha
  59
  60 Revision 1.10  2001/05/07 08:08:05  cblume
  61 Update of TRD code
  62
  63 Revision 1.9  2001/03/27 12:48:33  cblume
  64 Correct for volume overlaps
  65
  66 Revision 1.8  2001/03/13 09:30:35  cblume
  67 Update of digitization. Moved digit branch definition to AliTRD
  68
  69 Revision 1.7  2001/02/14 18:22:26  cblume
  70 Change in the geometry of the padplane
  71
  72 Revision 1.6  2000/11/01 14:53:20  cblume
  73 Merge with TRD-develop
  74
  75 Revision 1.1.4.7  2000/10/16 01:16:53  cblume
  76 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
  77
  78 Revision 1.1.4.6  2000/10/15 23:35:57  cblume
  79 Include geometry constants as static member
  80
  81 Revision 1.1.4.5  2000/10/06 16:49:46  cblume
  82 Made Getters const
  83
  84 Revision 1.1.4.4  2000/10/04 16:34:58  cblume
  85 Replace include files by forward declarations
  86
  87 Revision 1.1.4.3  2000/09/22 14:43:40  cblume
  88 Allow the pad/timebin-dimensions to be changed after initialization
  89
  90 Revision 1.1.4.2  2000/09/18 13:37:01  cblume
  91 Minor coding corrections
  92
  93 Revision 1.5  2000/10/02 21:28:19  fca
  94 Removal of useless dependecies via forward declarations
  95
  96 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
  97 Make code compliant to coding conventions
  98
  99 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 100 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 101
 102 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 103 Merge TRD-develop
 104
 105 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 106 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 107
 108 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 109 Make code compliant to coding conventions
 110
 111 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 112 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 113
 114 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 115 Merge TRD-develop
 116
 117 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 118 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 119
 120 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
 121 Add new TRD classes
 122
 123 */
 124
 125 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 126 //                                                                           //
 127 //  TRD geometry class                                                       //
 128 //                                                                           //
 129 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 130
 131 #include "AliMC.h"
 132
 133 #include "AliTRDgeometry.h"
 134 #include "AliTRDparameter.h"
 135 #include "AliMC.h"
 136
 137 ClassImp(AliTRDgeometry)
 138
 139 //_____________________________________________________________________________
 140
 141   //
 142   // The geometry constants
 143   //
 144   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
 145   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
 146   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
 147   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
 148
 149   //
 150   // Dimensions of the detector
 151   //
 152
 153   // Inner and outer radius of the mother volumes
 154   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
 155   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
 156
 157   // Upper and lower length of the mother volumes
 158   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
 159   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
 160
 161   // Parameter of the BTR mother volumes
 162   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
 163   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
 164   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
 165   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
 166   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
 167   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
 168
 169   // Height of different chamber parts
 170   // Radiator
 171   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
 172   // Drift region
 173   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
 174   // Amplification region
 175   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
 176   // Readout
 177   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.0;
 178   // Total height
 179   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
 180                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
 181                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
 182                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
 183
 184   // Vertical spacing of the chambers
 185   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   2.1;
 186
 187   // Horizontal spacing of the chambers
 188   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
 189
 190   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
 191   // Lower aluminum frame
 192   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
 193   // Lower G10 frame sides
 194   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
 195   // Lower G10 frame front
 196   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
 197   // Upper G10 frame
 198   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
 199   // Upper Al frame
 200   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
 201
 202   // Additional width of the readout chamber frames
 203   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 204
 205   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 206   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 207   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.0;
 208
 209   //
 210   // Thickness of the the material layers
 211   //
 212   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 213   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 214   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 215   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 216   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 217                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 218   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 219   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 220   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 221   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 222   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 223
 224   //
 225   // Position of the material layers
 226   //
 227   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 228   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 229   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 230   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 231   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 232   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 233   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 234   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 235   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 236
 237 //_____________________________________________________________________________
 238 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 239 {
 240   //
 241   // AliTRDgeometry default constructor
 242   //
 243
 244   Init();
 245
 246 }
 247
 248 //_____________________________________________________________________________
 249 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 250 {
 251   //
 252   // AliTRDgeometry destructor
 253   //
 254
 255 }
 256
 257 //_____________________________________________________________________________
 258 void AliTRDgeometry::Init()
 259 {
 260   //
 261   // Initializes the geometry parameter
 262   //
 263   // The maximum number of pads
 264   // and the position of pad 0,0,0
 265   //
 266   // chambers seen from the top:
 267   //     +----------------------------+
 268   //     |                            |
 269   //     |                            |      ^
 270   //     |                            |  rphi|
 271   //     |                            |      |
 272   //     |0                           |      |
 273   //     +----------------------------+      +------>
 274   //                                             z
 275   // chambers seen from the side:            ^
 276   //     +----------------------------+ drift|
 277   //     |0                           |      |
 278   //     |                            |      |
 279   //     +----------------------------+      +------>
 280   //                                             z
 281   //
 282   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 283   // closest to the readout !!!
 284   //
 285
 286   Int_t icham;
 287   Int_t iplan;
 288   Int_t isect;
 289
 290   // The outer width of the chambers
 291   fCwidth[0] =  95.6;
 292   fCwidth[1] = 100.1;
 293   fCwidth[2] = 104.5;
 294   fCwidth[3] = 108.9;
 295   fCwidth[4] = 113.4;
 296   fCwidth[5] = 117.8;
 297
 298   // The outer lengths of the chambers
 299   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 300                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 301                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 302                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 303                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 304                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 305
 306   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 307     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 308       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 309       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 310       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 311     }
 312   }
 313
 314   // The rotation matrix elements
 315   Float_t phi = 0;
 316   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 317     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 318     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 319     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 320     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 321     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 322     phi = -1.0 * phi;
 323     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 324     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 325     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 326     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 327   }
 328
 329 }
 330
 331 //_____________________________________________________________________________
 332 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 333 {
 334   //
 335   // Create TRD geometry
 336   //
 337
 338 }
 339
 340 //_____________________________________________________________________________
 341 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 342                                    , Float_t *global
 343                                    , AliTRDparameter *par) const
 344 {
 345   //
 346   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 347   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 348   //
 349
 350   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 351   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 352   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 353
 354   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 355
 356 }
 357
 358 //_____________________________________________________________________________
 359 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 360                                   , Float_t *local, Float_t *global
 361                                   , AliTRDparameter *par) const
 362 {
 363   //
 364   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 365   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 366   //
 367
 368   if (!par) {
 369     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 370     return kFALSE;
 371   }
 372
 373   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 374
 375   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 376   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 377   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 378
 379   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 380   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 381   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 382
 383   Float_t  rot[3];
 384
 385   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 386   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 387          * par->GetTimeBinSize();
 388   rot[1] = col0  + padCol
 389          * par->GetColPadSize(iplan);
 390   rot[2] = row0  + padRow
 391          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 392
 393   // Rotate back to original position
 394   return RotateBack(idet,rot,global);
 395
 396 }
 397
 398 //_____________________________________________________________________________
 399 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 400 {
 401   //
 402   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 403   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 404   // corresponding local frame <rot>.
 405   //
 406
 407   Int_t sector = GetSector(d);
 408
 409   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 410   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 411   rot[2] =  pos[2];
 412
 413   return kTRUE;
 414
 415 }
 416
 417 //_____________________________________________________________________________
 418 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 419 {
 420   //
 421   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 422   // original position and transforms the corresponding local frame
 423   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 424   //
 425
 426   Int_t sector = GetSector(d);
 427
 428   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 429   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 430   pos[2] =  rot[2];
 431
 432   return kTRUE;
 433
 434 }
 435
 436 //_____________________________________________________________________________
 437 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(const Int_t p, const Int_t c) const
 438 {
 439   //
 440   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 441   //
 442
 443   return (p + c * fgkNplan);
 444
 445 }
 446
 447 //_____________________________________________________________________________
 448 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(const Int_t p, const Int_t c, const Int_t s) const
 449 {
 450   //
 451   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 452   //
 453
 454   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 455
 456 }
 457
 458 //_____________________________________________________________________________
 459 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(const Int_t d) const
 460 {
 461   //
 462   // Reconstruct the plane number from the detector number
 463   //
 464
 465   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 466
 467 }
 468
 469 //_____________________________________________________________________________
 470 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(const Int_t d) const
 471 {
 472   //
 473   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 474   //
 475
 476   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 477
 478 }
 479
 480 //_____________________________________________________________________________
 481 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(const Int_t d) const
 482 {
 483   //
 484   // Reconstruct the sector number from the detector number
 485   //
 486
 487   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 488
 489 }
 490
 491 //_____________________________________________________________________________
 492 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 493 {
 494   //
 495   // Use the old chamber lengths
 496   //
 497
 498   Int_t icham;
 499   Int_t iplan;
 500
 501   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 502                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 503                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 504                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 505                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 506                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 507
 508   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 509     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 510       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 511     }
 512   }
 513
 514 }