]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - EMCAL/AliEMCALGeometry.cxx
Corrected posting and cleaning of digitizers (T.Kuhr)
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALGeometry.cxx
index 6e51537ddbe1e504c1092e013b8aa429249e7765..b67aec21b908732b36884a24acd65d0a6a6ab29c 100644 (file)
 //_________________________________________________________________________
 // Geometry class  for EMCAL : singleton  
 // EMCAL consists of layers of scintillator and lead
-//                  
+// Places the the Barrel Geometry of The EMCAL at Midrapidity
+// between 0 and 120 degrees of Phi and
+// -0.7 to 0.7 in eta 
+// Number of Modules and Layers may be controlled by 
+// the name of the instance defined               
 //*-- Author: Sahal Yacoob (LBL / UCT)
 //     and  : Yves Schutz (SUBATECH)
 //     and  : Jennifer Klay (LBL)
 
-// --- ROOT system ---
-
-// --- Standard library ---
-
-#include <iostream.h>
-
 // --- AliRoot header files ---
+#include <TMath.h>
+#include <TVector3.h>
+
+// -- ALICE Headers.
+//#include "AliConst.h"
 
+// --- EMCAL headers
 #include "AliEMCALGeometry.h"
-#include "AliConst.h"
 
 ClassImp(AliEMCALGeometry);
 
@@ -43,57 +46,81 @@ Bool_t            AliEMCALGeometry::fgInit = kFALSE;
 AliEMCALGeometry::~AliEMCALGeometry(void){
     // dtor
 }
+
+//______________________________________________________________________
+Bool_t AliEMCALGeometry::AreInSameTower(Int_t id1, Int_t id2) const {
+  // Find out whether two hits are in the same tower
+  Int_t idmax = TMath::Max(id1, id2) ; 
+  Int_t idmin = TMath::Min(id1, id2) ;
+  if ( ((idmax - GetNZ() * GetNPhi()) == idmin ) || 
+       ((idmax - 2 * GetNZ() * GetNPhi()) == idmin ) )
+    return kTRUE ; 
+  else 
+    return kFALSE ; 
+}
+
 //______________________________________________________________________
 void AliEMCALGeometry::Init(void){
-    // Initializes the EMCAL parameters
-
-    if(!(  (strcmp( fName, "EMCALArch1a" ) == 0) |
-          (strcmp( fName, "EMCALArch1b" ) == 0) | 
-          (strcmp( fName, "EMCALArch2a" ) == 0) | 
-          (strcmp( fName, "EMCALArch2b" ) == 0) )){
-       fgInit = kFALSE;
-       cout <<"Instance " << fName << " undefined" << endl;
-    } // end if
-    fgInit = kTRUE; 
-
-    // geometry 
-    fAirGap     = 5.0; 
-    fArm1PhiMin = 0.0; 
-    fArm1PhiMax = 120.0; 
-
-    fIPDistance = 454.0; 
-    fZLength = 817.0; 
-    fEnvelop[0] = fIPDistance; 
-    fEnvelop[2] = fZLength; 
-    fGap2Active = 1.0; 
-    fShellThickness = 3.18 + 1.2 + (double)((2*fNLayers -3)/2);   
-    fEnvelop[1] = fIPDistance + fShellThickness;
-
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch1b" ))    == 0)){
-       fNZ         = 96;
-       fNPhi       = 144;
-    } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch2a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2b" ))    == 0)){
-       fNZ         = 112;
-       fNPhi       = 168;
-    } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2a" ))    == 0)){
-       fNLayers    = 21;
-    } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1b" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2b" ))    == 0)){
-       fNLayers    = 25;
-    } // end if
+  // Initializes the EMCAL parameters
+  // naming convention : GUV_WX_N_ gives the composition of a tower
+  // WX inform about the composition of the EM calorimeter section: 
+  //   thickness in mm of Pb radiator (W) and of scintillator (X), and number of scintillator layers (N)
+  // New geometry: EMCAL_55_25
+
+  fgInit = kFALSE; // Assume failed until proven otherwise.
+  TString name(GetName()) ; 
+  if (name == "EMCAL_55_25") {
+    fECPbRadThickness  = 0.5;  // cm, Thickness of the Pb radiators
+    fECScintThick      = 0.5;  // cm, Thickness of the scintillator
+    fNECLayers         = 25;   // number of scintillator layers
+    
+    fSampling          = 13.1;  // calculated with Birk's law implementation
+    fAlFrontThick      = 3.5;  // cm, Thickness of front Al layer
+    fGap2Active        = 1.0;  // cm, Gap between Al and 1st Scintillator
+  }
+  else if( name == "G56_2_55_19" || name == "EMCAL_5655_21" || name == "G56_2_55_19_104_14"|| name == "G65_2_64_19" || name == "EMCAL_6564_21"){
+    Fatal("Init", "%s is an old geometry! Please update your Config file", name.Data()) ;
+  }
+  else
+    Fatal("Init", "%s is an undefined geometry!", name.Data()) ; 
+                
+  // geometry
+  fNZ             = 114;       // granularity along Z (eta) 
+  fNPhi           = 168;       // granularity in phi (azimuth)
+  fArm1PhiMin     = 60.0;      // degrees, Starting EMCAL Phi position
+  fArm1PhiMax     = 180.0;     // degrees, Ending EMCAL Phi position
+  fArm1EtaMin     = -0.7;      // pseudorapidity, Starting EMCAL Eta position
+  fArm1EtaMax     = +0.7;      // pseudorapidity, Ending EMCAL Eta position
+  
+  fIPDistance     = 454.0; // cm, Radial distance to inner surface of EMCAL
+
+  //There is always one more scintillator than radiator layer because of the first block of aluminium
+  fShellThickness = fAlFrontThick + fGap2Active + fNECLayers*GetECScintThick()+(fNECLayers-1)*GetECPbRadThick();
+
+  fZLength        = 2.*ZFromEtaR(fIPDistance+fShellThickness,fArm1EtaMax); // Z coverage
+  fEnvelop[0]     = fIPDistance; // mother volume inner radius
+  fEnvelop[1]     = fIPDistance + fShellThickness; // mother volume outer r.
+  fEnvelop[2]     = 1.00001*fZLength; // add some padding for mother volume. 
+  
+  fgInit = kTRUE; 
+  
+  if (gDebug) {
+    printf("Init: geometry of EMCAL named %s is as follows:", name.Data());
+    printf( "               ECAL      : %d x (%f mm Pb, %f mm Sc) \n", GetNECLayers(), GetECPbRadThick(), GetECScintThick() ) ; 
+    printf("Granularity: %d in eta and %d in phi\n", GetNZ(), GetNPhi()) ;
+    printf("Layout: phi = (%f, %f), eta = (%f, %f), y = %f\n",  
+          GetArm1PhiMin(), GetArm1PhiMax(),GetArm1EtaMin(), GetArm1EtaMax(), GetIPDistance() ) ;    
+  }
 }
+
 //______________________________________________________________________
 AliEMCALGeometry *  AliEMCALGeometry::GetInstance(){ 
-    // Returns the pointer of the unique instance
-
-    return (AliEMCALGeometry *) fgGeom
+  // Returns the pointer of the unique instance
+  
+  return static_cast<AliEMCALGeometry *>( fgGeom ) 
 }
+
 //______________________________________________________________________
 AliEMCALGeometry* AliEMCALGeometry::GetInstance(const Text_t* name,
                                                const Text_t* title){
@@ -113,13 +140,294 @@ AliEMCALGeometry* AliEMCALGeometry::GetInstance(const Text_t* name,
        } // end if strcmp(name,"")
     }else{
        if ( strcmp(fgGeom->GetName(), name) != 0 ) {
-           cout << "AliEMCALGeometry <E> : current geometry is " 
-                << fgGeom->GetName() << endl
-                << "                      you cannot call     " << name 
-                << endl; 
+         printf("\ncurrent geometry is ") ;  
+         printf(fgGeom->GetName());
+         printf("\n                      you cannot call     "); 
+         printf(name);  
        }else{
-           rv = (AliEMCALGeometry *) fgGeom; 
+         rv = (AliEMCALGeometry *) fgGeom; 
        } // end if
     }  // end if fgGeom
     return rv; 
 }
+
+//______________________________________________________________________
+Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndex(Int_t ieta,Int_t iphi) const {
+  // Returns the tower index number from the based on the Z and Phi
+  // index numbers.
+  // Inputs:
+  //   Int_t ieta    // index along z axis [1-fNZ]
+  //   Int_t iphi  // index along phi axis [1-fNPhi]
+  // Outputs:
+  //   none.
+  // Returned
+  //   Int_t index // Tower index number 
+  
+  if ( (ieta <= 0 || ieta>GetNEta()) || 
+       (iphi <= 0 || iphi>GetNPhi())) {
+    Error("TowerIndex", "Unexpected parameters eta = %d phi = %d!", ieta, iphi) ; 
+    return -1;
+  }
+  return ( (iphi - 1)*GetNEta() + ieta ); 
+}
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::TowerIndexes(Int_t index,Int_t &ieta,Int_t &iphi) const {
+  // Inputs:
+  //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
+  // Outputs:
+  //   Int_t ieta    // index allong z axis [1-fNZ]
+  //   Int_t iphi  // index allong phi axis [1-fNPhi]
+  // Returned
+  //   none.
+
+  Int_t nindex = 0;
+
+  if ( IsInECA(index) ) { // ECAL index
+    nindex = index ;
+  }
+  else {
+    Error("TowerIndexes", "Unexpected Id number!") ;
+    ieta = -1;
+    iphi = -1;
+    return;
+  }   
+
+  if (nindex%GetNZ()) 
+    iphi = nindex / GetNZ() + 1 ; 
+  else 
+    iphi = nindex / GetNZ() ; 
+  ieta = nindex - (iphi - 1) * GetNZ() ; 
+
+  if (gDebug==2)
+    printf("TowerIndexes: index=%d,%d, ieta=%d, iphi = %d", index, nindex,ieta, iphi) ; 
+  return;
+  
+}
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi) const {
+    // given the tower index number it returns the based on the eta and phi
+    // of the tower.
+    // Inputs:
+    //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
+    // Outputs:
+    //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
+    //   Float_t phi  // phi of center of tower in degrees
+    // Returned
+    //   none.
+    Int_t ieta, iphi;
+    Float_t deta, dphi ;
+
+    TowerIndexes(index,ieta,iphi);
+    
+    if (gDebug == 2) 
+      printf("EtaPhiFromIndex: index = %d, ieta = %d, iphi = %d", index, ieta, iphi) ;
+
+    deta = (GetArm1EtaMax()-GetArm1EtaMin())/(static_cast<Float_t>(GetNEta()));
+    eta  = GetArm1EtaMin() + ((static_cast<Float_t>(ieta) - 0.5 ))*deta;
+
+    dphi = (GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())/(static_cast<Float_t>(GetNPhi()));  // in degrees.
+    phi  = GetArm1PhiMin() + dphi*(static_cast<Float_t>(iphi) - 0.5);//iphi range [1-fNphi].
+}
+
+//______________________________________________________________________
+Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const {
+    // returns the tower index number based on the eta and phi of the tower.
+    // Inputs:
+    //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
+    //   Float_t phi  // phi of center of tower in degrees
+    // Outputs:
+    //   none.
+    // Returned
+    //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
+
+    Int_t ieta,iphi;
+
+    ieta = static_cast<Int_t> ( 1 + (static_cast<Float_t>(GetNEta()) * (eta - GetArm1EtaMin()) / (GetArm1EtaMax() - GetArm1EtaMin())) ) ;
+
+    if( ieta <= 0 || ieta > GetNEta() ) { 
+      Error("TowerIndexFromEtaPhi", "Unexpected (eta, phi) = (%f, %f) value, outside of EMCAL!", eta, phi) ; 
+      return -1 ; 
+    }
+
+    iphi = static_cast<Int_t> ( 1 + (static_cast<Float_t>(GetNPhi()) * (phi - GetArm1PhiMin()) / (GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())) ) ;
+
+    if( iphi <= 0 || iphi > GetNPhi() ) { 
+      Error("TowerIndexFromEtaPhi", "Unexpected (eta, phi) = (%f, %f) value, outside of EMCAL!", eta, phi) ; 
+      return -1 ; 
+    }
+
+    return TowerIndex(ieta,iphi);
+}
+
+//______________________________________________________________________
+Bool_t AliEMCALGeometry::AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid) const {
+    // Converts the absolute numbering into the following array/
+    //  relid[0] = Row number inside EMCAL
+    //  relid[1] = Column number inside EMCAL
+    // Input:
+    //   Int_t AbsId // Tower index number [1-2*fNZ*fNPhi]
+    // Outputs:
+    //   Int_t *relid // array of 2. Described above.
+    Bool_t rv  = kTRUE ;
+    Int_t ieta=0,iphi=0,index=AbsId;
+
+    TowerIndexes(index,ieta,iphi);
+    relid[0] = ieta;
+    relid[1] = iphi;
+
+    return rv;
+}
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::PosInAlice(const Int_t *relid, Float_t &theta, Float_t &phi) const 
+{
+  // Converts the relative numbering into the local EMCAL-module (x, z)
+  // coordinates
+  Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
+  Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis
+  Int_t index;
+  Float_t eta;
+  
+  index = TowerIndex(ieta,iphi);
+  EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
+  //theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
+  theta = 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
+
+  // correct for distance to IP
+  Float_t d = GetIP2ECASection() - GetIPDistance() ;  
+
+  Float_t correction = 1 + d/GetIPDistance() ; 
+  Float_t tantheta = TMath::Tan(theta) * correction ; 
+  theta = TMath::ATan(tantheta) * TMath::RadToDeg() ; 
+  if (theta < 0 ) 
+    theta += 180. ; 
+  
+  return;
+}
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::PosInAlice(Int_t absid, Float_t &theta, Float_t &phi) const 
+{
+  // Converts the relative numbering into the local EMCAL-module (x, z)
+  // coordinates
+  Int_t relid[2] ; 
+  AbsToRelNumbering(absid, relid) ;
+  Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
+  Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis
+  Int_t index;
+  Float_t eta;
+  
+  index = TowerIndex(ieta,iphi);
+  EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
+  theta = 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)) ;
+  
+  // correct for distance to IP
+  Float_t d = 0. ; 
+  if (IsInECA(absid))
+    d = GetIP2ECASection() - GetIPDistance() ; 
+  else {
+    Error("PosInAlice", "Unexpected id # %d!", absid) ; 
+    return;
+  }
+
+  Float_t correction = 1 + d/GetIPDistance() ; 
+  Float_t tantheta = TMath::Tan(theta) * correction ; 
+  theta = TMath::ATan(tantheta) * TMath::RadToDeg() ; 
+  if (theta < 0 ) 
+    theta += 180. ; 
+  
+  return;
+}
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::XYZFromIndex(const Int_t *relid,Float_t &x,Float_t &y, Float_t &z) const {
+    // given the tower relative number it returns the X, Y and Z
+    // of the tower.
+    
+    // Outputs:
+    //   Float_t x  // x of center of tower in cm
+    //   Float_t y  // y of center of tower in cm
+    //   Float_t z  // z of centre of tower in cm
+    // Returned
+    //   none.
+    
+    Float_t eta,theta, phi,cylradius=0. ;
+    
+    Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
+    Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis.
+    Int_t index;
+    
+    index = TowerIndex(ieta,iphi);
+    EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
+    theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
+    
+    cylradius = GetIP2ECASection() ;  
+
+    Double_t  kDeg2Rad = TMath::DegToRad() ; 
+    x =  cylradius * TMath::Cos(phi * kDeg2Rad ) ;
+    y =  cylradius * TMath::Sin(phi * kDeg2Rad ) ; 
+    z =  cylradius / TMath::Tan(theta * kDeg2Rad ) ; 
+ return;
+} 
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::XYZFromIndex(Int_t absid,  TVector3 &v) const {
+    // given the tower relative number it returns the X, Y and Z
+    // of the tower.
+    
+    // Outputs:
+    //   Float_t x  // x of center of tower in cm
+    //   Float_t y  // y of center of tower in cm
+    //   Float_t z  // z of centre of tower in cm
+    // Returned
+    //   none.
+    
+    Float_t theta, phi,cylradius=0. ;
+        
+    PosInAlice(absid, theta, phi) ; 
+    
+    if ( IsInECA(absid) ) 
+      cylradius = GetIP2ECASection() ;
+    else {
+      Error("XYZFromIndex", "Unexpected Tower section") ;
+      return;
+    }
+
+    Double_t  kDeg2Rad = TMath::DegToRad() ; 
+    v.SetX(cylradius * TMath::Cos(phi * kDeg2Rad ) );
+    v.SetY(cylradius * TMath::Sin(phi * kDeg2Rad ) ); 
+    v.SetZ(cylradius / TMath::Tan(theta * kDeg2Rad ) ) ; 
+ return;
+} 
+
+Bool_t AliEMCALGeometry::IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const {
+  // Checks whether point is inside the EMCal volume
+  //
+  // Code uses cylindrical approximation made of inner radius (for speed)
+  //
+  // Points behind EMCAl, i.e. R > outer radius, but eta, phi in acceptance 
+  // are considered to inside
+
+  Double_t r=sqrt(x*x+y*y);
+
+  if ( r > fEnvelop[0] ) {
+     Double_t theta;
+     theta  =    TMath::ATan2(r,z);
+     Double_t eta;
+     if(theta == 0) 
+       eta = 9999;
+     else 
+       eta    =   -TMath::Log(TMath::Tan(theta/2.));
+     if (eta < fArm1EtaMin || eta > fArm1EtaMax)
+       return 0;
+     Double_t phi = TMath::ATan2(y,x) * 180./TMath::Pi();
+     if (phi > fArm1PhiMin && phi < fArm1PhiMax)
+       return 1;
+  }
+  return 0;
+}