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