EMCAL/AliEMCALGeoUtils.h

   1 #ifndef ALIEMCALGEOUTILS_H
   2 #define ALIEMCALGEOUTILS_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 //_________________________________________________________________________
   7 // class for geometry transformations in EMCAL
   8 // this class contains AliRoot-independent transformations,
   9 // AliRoot part is in AliEMCALGeometry
  10 //
  11 //*-- Author: Magali Estienne
  12
  13 // --- ROOT system ---
  14 #include <TNamed.h>
  15 #include <TMath.h>
  16 #include <TArrayD.h>
  17 #include <TVector3.h>
  18 class TBrowser ;
  19 class TParticle ;
  20 class TGeoHMatrix ;
  21
  22 // --- AliRoot header files ---
  23 #include "AliEMCALEMCGeometry.h"
  24 class AliEMCALShishKebabTrd1Module;
  25 #include "AliLog.h"
  26
  27 class AliEMCALGeoUtils : public TNamed {
  28
  29 public:
  30
  31   AliEMCALGeoUtils();
  32   AliEMCALGeoUtils(const Text_t* name, const Text_t* title="");
  33   AliEMCALGeoUtils(const AliEMCALGeoUtils & geom);
  34
  35   virtual ~AliEMCALGeoUtils(void);
  36   AliEMCALGeoUtils & operator = (const AliEMCALGeoUtils  & rvalue);
  37
  38   /////////////
  39   // TRD1 stuff
  40   void    CreateListOfTrd1Modules();
  41   TList  *GetShishKebabTrd1Modules() const {return fShishKebabTrd1Modules;}
  42   AliEMCALShishKebabTrd1Module *GetShishKebabModule(Int_t neta) const;
  43
  44   void PrintGeometry();
  45   void PrintCellIndexes(Int_t absId=0, int pri=0, const char *tit="") const ;  //*MENU*
  46   virtual void Browse(TBrowser* b);
  47   virtual Bool_t  IsFolder() const;
  48
  49   virtual Bool_t Impact(const TParticle *) const;
  50   void ImpactOnEmcal(TVector3 vtx, Double_t theta, Double_t phi, Int_t & absId, TVector3 & vimpact) const;
  51   Bool_t IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const;
  52
  53
  54   AliEMCALEMCGeometry* GetEMCGeometry() const { return fEMCGeometry;}
  55
  56   //////////////////////////
  57   // Global geometry methods
  58   //
  59   void GetGlobal(const Double_t *loc, Double_t *glob, int ind) const;
  60   void GetGlobal(const TVector3 &vloc, TVector3 &vglob, int ind) const;
  61   void GetGlobal(Int_t absId, Double_t glob[3]) const;
  62   void GetGlobal(Int_t absId, TVector3 &vglob) const;
  63
  64   ////////////////////////////////////////
  65   // May 31, 2006; ALICE numbering scheme:
  66   // see ALICE-INT-2003-038: ALICE Coordinate System and Software Numbering Convention
  67   // All indexes are stared from zero now.
  68   //
  69   // abs id <-> indexes; Shish-kebab case, only TRD1 now.
  70   // EMCAL -> Super Module -> module -> tower(or cell) - logic tree of EMCAL
  71   //
  72   //**  Usual name of variable - Dec 18,2006 **
  73   //  nSupMod - index of super module (SM)
  74   //  nModule - index of module in SM
  75   //  nIphi   - phi index of tower(cell) in module
  76   //  nIeta   - eta index of tower(cell) in module
  77   //
  78   //  Inside SM
  79   //  iphim   - phi index of module in SM
  80   //  ietam   - eta index of module in SM
  81   //
  82   //  iphi    - phi index of tower(cell) in SM
  83   //  ieta    - eta index of tower(cell) in SM
  84   //
  85   // for a given tower index absId returns eta and phi of gravity center of tower.
  86   void    EtaPhiFromIndex(Int_t absId, Double_t &eta, Double_t &phi) const;
  87   void    EtaPhiFromIndex(Int_t absId, Float_t &eta, Float_t &phi) const;
  88
  89   Bool_t  GetAbsCellIdFromEtaPhi(Double_t eta,Double_t phi, Int_t &absId) const;
  90   Bool_t  SuperModuleNumberFromEtaPhi(Double_t eta, Double_t phi, Int_t &nSupMod) const;
  91   Int_t   GetAbsCellId(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t nIphi, Int_t nIeta) const;
  92   Bool_t  CheckAbsCellId(Int_t absId) const;
  93   Bool_t  GetCellIndex(Int_t absId, Int_t &nSupMod, Int_t &nModule, Int_t &nIphi,
  94                        Int_t &nIeta) const;
  95   // Local coordinate of Super Module
  96   void    GetModulePhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t &iphim,
  97                                         Int_t &ietam) const;
  98   void    GetCellPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nModule, Int_t nIphi, Int_t nIeta,
  99                                       Int_t &iphi, Int_t &ieta) const ;
 100   Int_t   GetSuperModuleNumber(Int_t absId)  const;
 101   Int_t   GetNumberOfModuleInPhiDirection(Int_t nSupMod)  const
 102   {
 103     if(fKey110DEG == 1 && nSupMod>=10) return fNPhi/2;
 104     else                               return fNPhi;
 105   }
 106   // From cell indexes to abs cell id
 107   void    GetModuleIndexesFromCellIndexesInSModule(Int_t nSupMod, Int_t iphi, Int_t ieta,
 108                                               Int_t &iphim, Int_t &ietam, Int_t &nModule) const;
 109   Int_t   GetAbsCellIdFromCellIndexes(Int_t nSupMod, Int_t iphi, Int_t ieta) const;
 110
 111   // Methods for AliEMCALRecPoint - Feb 19, 2006
 112   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t &xr, Double_t &yr, Double_t &zr) const;
 113   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t loc[3]) const;
 114   Bool_t  RelPosCellInSModule(Int_t absId, TVector3 &vloc) const;
 115
 116   // Local Coordinates of SM
 117   TArrayD  GetCentersOfCellsEtaDir() const {return fCentersOfCellsEtaDir;}        // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (eta or z in SM, in cm)
 118   TArrayD  GetCentersOfCellsXDir()   const {return fCentersOfCellsXDir;}          // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (       x in SM, in cm)
 119   TArrayD  GetCentersOfCellsPhiDir() const {return fCentersOfCellsPhiDir;}        // size fNPhi*fNPHIdiv (for TRD1 only) (phi or y in SM, in cm)
 120   //
 121   TArrayD  GetEtaCentersOfCells() const {return fEtaCentersOfCells;}           // [fNEta*fNETAdiv*fNPhi*fNPHIdiv], positive direction (eta>0); eta depend from phi position;
 122   TArrayD  GetPhiCentersOfCells() const {return fPhiCentersOfCells;}           // [fNPhi*fNPHIdiv] from center of SM (-10. < phi < +10.)
 123
 124   //
 125   // Tranforms Eta-Phi Module index in TRU into Eta-Phi index in Super Module
 126   void     GetModulePhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(
 127                Int_t itru, Int_t iphitru, Int_t ietatru, Int_t &ietaSM, Int_t &iphiSM) const;
 128   Int_t   GetAbsTRUNumberFromNumberInSm(const Int_t row, const Int_t col, const Int_t sm) const ;
 129
 130
 131
 132   ///////////////////
 133   // useful utilities
 134   //
 135   Float_t AngleFromEta(Float_t eta) const { // returns theta in radians for a given pseudorapidity
 136     return 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
 137   }
 138   Float_t ZFromEtaR(Float_t r,Float_t eta) const { // returns z in for a given
 139     // pseudorapidity and r=sqrt(x*x+y*y).
 140     return r/TMath::Tan(AngleFromEta(eta));
 141   }
 142
 143   //Method to set shift-rotational matrixes from ESDHeader
 144   void SetMisalMatrix(const TGeoHMatrix * m, Int_t smod) {
 145           if (smod >= 0 && smod < fEMCGeometry->GetNumberOfSuperModules()) fkSModuleMatrix[smod] = m ;
 146           else AliFatal(Form("Wrong supermodule index -> %d",smod));
 147   }
 148
 149 protected:
 150   //Returns shift-rotational matrixes for different volumes
 151   const TGeoHMatrix * GetMatrixForSuperModule(Int_t smod)const ;
 152
 153 protected:
 154
 155   // ctor only for internal usage (singleton)
 156   //  AliEMCALGeoUtils(const Text_t* name, const Text_t* title);
 157   AliEMCALEMCGeometry     *fEMCGeometry;   // Geometry object for Electromagnetic calorimeter
 158
 159   void Init(void);                   // initializes the parameters of EMCAL
 160
 161   TString  fGeoName;                     //geometry name
 162
 163   Int_t    fKey110DEG;               // for calculation abs cell id; 19-oct-05
 164   Int_t    fNCellsInSupMod;          // number cell in super module
 165   Int_t    fNETAdiv;                 // number eta divizion of module
 166   Int_t    fNPHIdiv;                 // number phi divizion of module
 167   Int_t    fNCellsInModule;          // number cell in module
 168   TArrayD  fPhiBoundariesOfSM;       // phi boundaries of SM in rad; size is fNumberOfSuperModules;
 169   TArrayD  fPhiCentersOfSM;          // phi of centers of SMl size is fNumberOfSuperModules/2
 170   // Local Coordinates of SM
 171   TArrayD  fPhiCentersOfCells;       // [fNPhi*fNPHIdiv] from center of SM (-10. < phi < +10.)
 172   TArrayD  fCentersOfCellsEtaDir;    // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (eta or z in SM, in cm)
 173   TArrayD  fCentersOfCellsPhiDir;    // size fNPhi*fNPHIdiv (for TRD1 only) (phi or y in SM, in cm)
 174   TArrayD  fEtaCentersOfCells;       // [fNEta*fNETAdiv*fNPhi*fNPHIdiv], positive direction (eta>0); eta depend from phi position;
 175   Int_t    fNCells;                  // number of cells in calo
 176   Int_t    fNPhi;                            // Number of Towers in the PHI direction
 177   TArrayD  fCentersOfCellsXDir;      // size fNEta*fNETAdiv (for TRD1 only) (       x in SM, in cm)
 178   Float_t  fEnvelop[3];              // the GEANT TUB for the detector
 179   Float_t  fArm1EtaMin;              // Minimum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 180   Float_t  fArm1EtaMax;              // Maximum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
 181   Float_t  fArm1PhiMin;              // Minimum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 182   Float_t  fArm1PhiMax;              // Maximum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
 183   Float_t  fEtaMaxOfTRD1;            // Max eta in case of TRD1 geometry (see AliEMCALShishKebabTrd1Module)
 184   TList    *fShishKebabTrd1Modules;  //! list of modules
 185   Float_t  *fParSM;                  // SM sizes as in GEANT (TRD1)
 186   Float_t  fPhiModuleSize;           // Phi -> X
 187   Float_t  fEtaModuleSize;           // Eta -> Y
 188   Float_t  fPhiTileSize;             // Size of phi tile
 189   Float_t  fEtaTileSize;             // Size of eta tile
 190   Int_t    fNZ;                      // Number of Towers in the Z direction
 191   Float_t  fIPDistance;                  // Radial Distance of the inner surface of the EMCAL
 192   Float_t  fLongModuleSize;          // Size of long module
 193   // Geometry Parameters
 194   Float_t  fShellThickness;                  // Total thickness in (x,y) direction
 195   Float_t  fZLength;                         // Total length in z direction
 196   Float_t  fSampling;                        // Sampling factor
 197
 198   const TGeoHMatrix* fkSModuleMatrix[12] ; //Orientations of EMCAL super modules
 199
 200
 201   ClassDef(AliEMCALGeoUtils,1)       // EMCAL geometry class
 202
 203 } ;
 204
 205 #endif // AliEMCALGEOUTILS_H