]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - EMCAL/AliEMCALGeometry.cxx
Alignmnet staff and some clean up
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALGeometry.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 /* $Id$*/
17
18 //_________________________________________________________________________
19 // Geometry class  for EMCAL : singleton  
20 // EMCAL consists of layers of scintillator and lead
21 // Places the the Barrel Geometry of The EMCAL at Midrapidity
22 // between 80 and 180(or 190) degrees of Phi and
23 // -0.7 to 0.7 in eta 
24 // Number of Modules and Layers may be controlled by 
25 // the name of the instance defined               
26 //*-- Author: Sahal Yacoob (LBL / UCT)
27 //     and  : Yves Schutz (SUBATECH)
28 //     and  : Jennifer Klay (LBL)
29 //     SHASHLYK : Aleksei Pavlinov (WSU)
30 //     SuperModules -> module(or tower) -> cell
31
32 // --- AliRoot header files ---
33 #include <assert.h>
34 #include "Riostream.h"
35
36 #include <TMath.h>
37 #include <TVector3.h>
38 #include <TArrayD.h>
39 #include <TObjArray.h>
40 #include <TGeoManager.h>
41 #include <TGeoNode.h>
42 #include <TGeoMatrix.h>
43 #include <TMatrixD.h>
44 #include <TObjString.h>
45 #include <TClonesArray.h>
46
47 // -- ALICE Headers.
48 //#include "AliConst.h"
49
50 // --- EMCAL headers
51 #include "AliEMCALGeometry.h"
52 #include "AliEMCALShishKebabTrd1Module.h"
53 //#include "AliRecPoint.h"
54 #include "AliEMCALRecPoint.h"
55 #include "AliEMCALDigit.h"
56 #include "AliEMCALHistoUtilities.h"
57 #include "AliEMCALAlignData.h"
58
59 ClassImp(AliEMCALGeometry)
60
61 // these initialisations are needed for a singleton
62 AliEMCALGeometry  *AliEMCALGeometry::fgGeom      = 0;
63 Bool_t             AliEMCALGeometry::fgInit      = kFALSE;
64 AliEMCALAlignData *AliEMCALGeometry::fgAlignData = 0;
65
66 TString name; // contains name of geometry
67
68 char *additionalOpts[]={"nl=",   // number of sampling layers
69                        "pbTh=", // cm, Thickness of the Pb
70                        "scTh="  // cm, Thickness of the Sc
71 };
72 int  nAdditionalOpts = sizeof(additionalOpts) / sizeof(char*);
73
74 //______________________________________________________________________
75 AliEMCALGeometry::~AliEMCALGeometry(void){
76     // dtor
77 }
78 //______________________________________________________________________
79 void AliEMCALGeometry::Init(void){
80   // Initializes the EMCAL parameters
81   // naming convention : GUV_WX_N_ gives the composition of a tower
82   // WX inform about the composition of the EM calorimeter section: 
83   //   thickness in mm of Pb radiator (W) and of scintillator (X), and number of scintillator layers (N)
84   // New geometry: EMCAL_55_25
85   // 24-aug-04 for shish-kebab
86   // SHISH_25 or SHISH_62
87   // 11-oct-05   - correction for pre final design
88   // Feb 06,2006 - decrease the weight of EMCAL
89   fgInit = kFALSE; // Assume failed until proven otherwise.
90   name   = GetName();
91   name.ToUpper();
92   fKey110DEG = 0;
93   if(name.Contains("110DEG")) fKey110DEG = 1; // for GetAbsCellId
94   fShishKebabTrd1Modules = 0;
95   fTrd2AngleY = f2Trd2Dy2 = fEmptySpace = fTubsR = fTubsTurnAngle = 0;
96
97   fNZ             = 114;        // granularity along Z (eta) 
98   fNPhi           = 168;        // granularity in phi (azimuth)
99   fArm1PhiMin     = 60.0;       // degrees, Starting EMCAL Phi position
100   fArm1PhiMax     = 180.0;      // degrees, Ending EMCAL Phi position
101   fArm1EtaMin     = -0.7;       // pseudorapidity, Starting EMCAL Eta position
102   fArm1EtaMax     = +0.7;       // pseudorapidity, Ending EMCAL Eta position
103   fIPDistance     = 454.0;      // cm, Radial distance to inner surface of EMCAL
104   fPhiGapForSM    = 0.;         // cm, only for final TRD1 geometry
105   for(int i=0; i<12; i++) fMatrixOfSM[i] = 0;
106
107   // geometry
108   if(name.Contains("SHISH")){ // Only shahslyk now
109     // 7-sep-05; integration issue
110     fArm1PhiMin     = 80.0;     // 60  -> 80
111     fArm1PhiMax     = 180.0;    // 180 -> 190
112
113     fNumberOfSuperModules = 10; // 12 = 6 * 2 (6 in phi, 2 in Z);
114     fSteelFrontThick = 2.54;    //  9-sep-04
115     fIPDistance      = 460.0;
116     fFrontSteelStrip = fPassiveScintThick = 0.0; // 13-may-05
117     fLateralSteelStrip = 0.025; // before MAY 2005 
118     fPhiModuleSize   = fEtaModuleSize   = 11.4;
119     fPhiTileSize = fEtaTileSize      = 5.52; // (11.4-5.52*2)/2. = 0.18 cm (wall thickness)
120     fNPhi            = 14;
121     fNZ              = 30;
122     fAlFrontThick    = fGap2Active = 0;
123     fNPHIdiv = fNETAdiv = 2;
124
125     fNECLayers       = 62;
126     fECScintThick    = fECPbRadThickness = 0.2;
127     fSampling        = 1.;  // 30-aug-04 - should be calculated
128     if(name.Contains("TWIST")) { // all about EMCAL module
129       fNZ             = 27;  // 16-sep-04
130     } else if(name.Contains("TRD")) {
131       fIPDistance      = 428.0;  //  11-may-05
132       fSteelFrontThick = 0.0;    // 3.17 -> 0.0; 28-mar-05 : no stell plate
133       fNPhi            = 12;
134       fSampling       = 12.327;
135       fPhiModuleSize = fEtaModuleSize = 12.26;
136       fNZ            = 26;     // 11-oct-04
137       fTrd1Angle     = 1.3;    // in degree
138 // 18-nov-04; 1./0.08112=12.327
139 // http://pdsfweb01.nersc.gov/~pavlinov/ALICE/SHISHKEBAB/RES/linearityAndResolutionForTRD1.html
140       if(name.Contains("TRD1")) {       // 30-jan-05
141         // for final design
142         fPhiGapForSM    = 2.;         // cm, only for final TRD1 geometry
143         if(name.Contains("MAY05") || name.Contains("WSUC") || name.Contains("FINAL")){
144           fNumberOfSuperModules = 12; // 20-may-05
145           if(name.Contains("WSUC")) fNumberOfSuperModules = 1; // 27-may-05
146           fNECLayers     = 77;       // (13-may-05 from V.Petrov)
147           fPhiModuleSize = 12.5;     // 20-may-05 - rectangular shape
148           fEtaModuleSize = 11.9;
149           fECScintThick  = fECPbRadThickness = 0.16;// (13-may-05 from V.Petrov)
150           fFrontSteelStrip   = 0.025;// 0.025cm = 0.25mm  (13-may-05 from V.Petrov)
151           fLateralSteelStrip = 0.01; // 0.01cm  = 0.1mm   (13-may-05 from V.Petrov) - was 0.025
152           fPassiveScintThick = 0.8;  // 0.8cm   = 8mm     (13-may-05 from V.Petrov)
153           fNZ                = 24;
154           fTrd1Angle         = 1.5;  // 1.3 or 1.5
155
156           if(name.Contains("FINAL")) { // 9-sep-05
157             fNumberOfSuperModules = 10;
158             if(name.Contains("110DEG")) {
159               fNumberOfSuperModules = 12;// last two modules have size 10 degree in phi (180<phi<190)
160               fArm1PhiMax = 200.0; // for XEN1 and turn angle of super modules
161             }
162             fPhiModuleSize = 12.26 - fPhiGapForSM / Float_t(fNPhi); // first assumption
163             fEtaModuleSize = fPhiModuleSize;
164             if(name.Contains("HUGE")) fNECLayers *= 3; // 28-oct-05 for analysing leakage    
165           }
166         }
167       } else if(name.Contains("TRD2")) {       // 30-jan-05
168         fSteelFrontThick = 0.0;         // 11-mar-05
169         fIPDistance+= fSteelFrontThick; // 1-feb-05 - compensate absence of steel plate
170         fTrd1Angle  = 1.64;             // 1.3->1.64
171         fTrd2AngleY = fTrd1Angle;       //  symmetric case now
172         fEmptySpace    = 0.2; // 2 mm
173         fTubsR         = fIPDistance; // 31-jan-05 - as for Fred case
174
175         fPhiModuleSize  = fTubsR*2.*TMath::Tan(fTrd2AngleY*TMath::DegToRad()/2.);
176         fPhiModuleSize -= fEmptySpace/2.; // 11-mar-05  
177         fEtaModuleSize  = fPhiModuleSize; // 20-may-05 
178         fTubsTurnAngle  = 3.;
179       }
180       fNPHIdiv = fNETAdiv  = 2;   // 13-oct-04 - division again
181       if(name.Contains("3X3")) {   // 23-nov-04
182         fNPHIdiv = fNETAdiv  = 3;
183       } else if(name.Contains("4X4")) {
184         fNPHIdiv = fNETAdiv  = 4;
185       }
186     }
187     fPhiTileSize = fPhiModuleSize/2. - fLateralSteelStrip; // 13-may-05 
188     fEtaTileSize = fEtaModuleSize/2. - fLateralSteelStrip; // 13-may-05 
189
190     if(name.Contains("25")){
191       fNECLayers     = 25;
192       fECScintThick  = fECPbRadThickness = 0.5;
193     }
194     if(name.Contains("WSUC")){ // 18-may-05 - about common structure
195       fShellThickness = 30.; // should be change 
196       fNPhi = fNZ = 4; 
197     }
198
199     CheckAditionalOptions();
200
201     // constant for transition absid <--> indexes
202     fNCellsInTower  = fNPHIdiv*fNETAdiv;
203     fNCellsInSupMod = fNCellsInTower*fNPhi*fNZ;
204     fNCells         = fNCellsInSupMod*fNumberOfSuperModules;
205     if(name.Contains("110DEG")) fNCells -= fNCellsInSupMod;
206
207     fLongModuleSize = fNECLayers*(fECScintThick + fECPbRadThickness);
208     if(name.Contains("MAY05")) fLongModuleSize += (fFrontSteelStrip + fPassiveScintThick);
209
210     // 30-sep-04
211     if(name.Contains("TRD")) {
212       f2Trd1Dx2 = fEtaModuleSize + 2.*fLongModuleSize*TMath::Tan(fTrd1Angle*TMath::DegToRad()/2.);
213       if(name.Contains("TRD2")) {  // 27-jan-05
214         f2Trd2Dy2 = fPhiModuleSize + 2.*fLongModuleSize*TMath::Tan(fTrd2AngleY*TMath::DegToRad()/2.);
215       }
216     }
217   } else Fatal("Init", "%s is an undefined geometry!", name.Data()) ; 
218
219   fNPhiSuperModule = fNumberOfSuperModules/2;
220   if(fNPhiSuperModule<1) fNPhiSuperModule = 1;
221   //There is always one more scintillator than radiator layer because of the first block of aluminium
222   fShellThickness = fAlFrontThick + fGap2Active + fNECLayers*GetECScintThick()+(fNECLayers-1)*GetECPbRadThick();
223   if(name.Contains("SHISH")) {
224     fShellThickness = fSteelFrontThick + fLongModuleSize;
225     if(name.Contains("TWIST")) { // 13-sep-04
226       fShellThickness  = TMath::Sqrt(fLongModuleSize*fLongModuleSize + fPhiModuleSize*fEtaModuleSize);
227       fShellThickness += fSteelFrontThick;
228     } else if(name.Contains("TRD")) { // 1-oct-04
229       fShellThickness  = TMath::Sqrt(fLongModuleSize*fLongModuleSize + f2Trd1Dx2*f2Trd1Dx2);
230       fShellThickness += fSteelFrontThick;
231       // Local coordinates
232       fParSM[0] = GetShellThickness()/2.;        
233       fParSM[1] = GetPhiModuleSize() * GetNPhi()/2.;
234       fParSM[2] = 350./2.;
235     }
236   }
237
238   fZLength        = 2.*ZFromEtaR(fIPDistance+fShellThickness,fArm1EtaMax); // Z coverage
239   fEnvelop[0]     = fIPDistance; // mother volume inner radius
240   fEnvelop[1]     = fIPDistance + fShellThickness; // mother volume outer r.
241   fEnvelop[2]     = 1.00001*fZLength; // add some padding for mother volume. 
242   
243   if(fgAlignData != NULL) {
244     // Number of modules is read from Alignment DB if exists
245     fNumberOfSuperModules = fgAlignData->GetNSuperModules();
246   }
247  
248   fgInit = kTRUE; 
249   
250   if (kTRUE) {
251     printf("Init: geometry of EMCAL named %s is as follows:\n", name.Data());
252     printf( "               ECAL      : %d x (%f cm Pb, %f cm Sc) \n", 
253     GetNECLayers(), GetECPbRadThick(), GetECScintThick() ) ; 
254     printf("                fSampling %5.2f \n",  fSampling );
255     if(name.Contains("SHISH")){
256       printf(" fIPDistance       %6.3f cm \n", fIPDistance);
257       if(fSteelFrontThick>0.) 
258       printf(" fSteelFrontThick  %6.3f cm \n", fSteelFrontThick);
259       printf(" fNPhi %i   |  fNZ %i \n", fNPhi, fNZ);
260       printf(" fNCellsInTower %i : fNCellsInSupMod %i : fNCells %i\n",fNCellsInTower, fNCellsInSupMod, fNCells);
261       if(name.Contains("MAY05")){
262         printf(" fFrontSteelStrip         %6.4f cm (thickness of front steel strip)\n", 
263         fFrontSteelStrip);
264         printf(" fLateralSteelStrip       %6.4f cm (thickness of lateral steel strip)\n", 
265         fLateralSteelStrip);
266         printf(" fPassiveScintThick  %6.4f cm (thickness of front passive Sc tile)\n",
267         fPassiveScintThick);
268       }
269       printf(" X:Y module size     %6.3f , %6.3f cm \n", fPhiModuleSize, fEtaModuleSize);
270       printf(" X:Y   tile size     %6.3f , %6.3f cm \n", fPhiTileSize, fEtaTileSize);
271       printf(" #of sampling layers %i(fNECLayers) \n", fNECLayers);
272       printf(" fLongModuleSize     %6.3f cm \n", fLongModuleSize);
273       printf(" #supermodule in phi direction %i \n", fNPhiSuperModule );
274     }
275     if(name.Contains("TRD")) {
276       printf(" fTrd1Angle %7.4f\n", fTrd1Angle);
277       printf(" f2Trd1Dx2  %7.4f\n",  f2Trd1Dx2);
278       if(name.Contains("TRD2")) {
279         printf(" fTrd2AngleY     %7.4f\n", fTrd2AngleY);
280         printf(" f2Trd2Dy2       %7.4f\n", f2Trd2Dy2);
281         printf(" fTubsR          %7.2f cm\n", fTubsR);
282         printf(" fTubsTurnAngle  %7.4f\n", fTubsTurnAngle);
283         printf(" fEmptySpace     %7.4f cm\n", fEmptySpace);
284       } else if(name.Contains("TRD1") && name.Contains("FINAL")){
285         printf("SM dimensions(TRD1) : dx %7.2f dy %7.2f dz %7.2f (SMOD, BOX)\n", 
286         fParSM[0],fParSM[1],fParSM[2]);
287         printf(" fPhiGapForSM  %7.4f cm \n",  fPhiGapForSM);
288         if(name.Contains("110DEG"))printf(" Last two modules have size 10 degree in  phi (180<phi<190)\n");
289       }
290     }
291     printf("Granularity: %d in eta and %d in phi\n", GetNZ(), GetNPhi()) ;
292     printf("Layout: phi = (%7.1f, %7.1f), eta = (%5.2f, %5.2f), IP = %7.2f\n",  
293            GetArm1PhiMin(), GetArm1PhiMax(),GetArm1EtaMin(), GetArm1EtaMax(), GetIPDistance() );
294   }
295   //TRU parameters. These parameters values are not the final ones.
296   fNTRU    = 3 ;
297   fNTRUEta = 3 ;
298   fNTRUPhi = 1 ;
299 }
300
301 //______________________________________________________________________
302
303 void AliEMCALGeometry::CheckAditionalOptions()
304 { // Feb 06,2006
305   fArrayOpts = new TObjArray;
306   Int_t nopt = AliEMCALHistoUtilities::ParseString(name, *fArrayOpts);
307   if(nopt==1) { // no aditional option(s)
308     fArrayOpts->Delete();
309     delete fArrayOpts;
310     fArrayOpts = 0; 
311     return;
312   }              
313   for(Int_t i=1; i<nopt; i++){
314     TObjString *o = (TObjString*)fArrayOpts->At(i); 
315
316     TString addOpt = o->String();
317     Int_t indj=-1;
318     for(Int_t j=0; j<nAdditionalOpts; j++) {
319       TString opt = additionalOpts[j];
320       if(addOpt.Contains(opt,TString::kIgnoreCase)) {
321           indj = j;
322         break;
323       }
324     }
325     if(indj<0) {
326       printf("<E> option |%s| unavailable : ** look to the file AliEMCALGeometry.h **\n", 
327       addOpt.Data());
328       assert(0);
329     } else {
330       printf("<I> option |%s| is valid : number %i : |%s|\n", 
331              addOpt.Data(), indj, additionalOpts[indj]);
332       if       (addOpt.Contains("NL=",TString::kIgnoreCase))   {// number of sampling layers
333         sscanf(addOpt.Data(),"NL=%i", &fNECLayers);
334         printf(" fNECLayers %i (new) \n", fNECLayers);
335       } else if(addOpt.Contains("PBTH=",TString::kIgnoreCase)) {//Thickness of the Pb
336         sscanf(addOpt.Data(),"PBTH=%f", &fECPbRadThickness);
337       } else if(addOpt.Contains("SCTH=",TString::kIgnoreCase)) {//Thickness of the Sc
338         sscanf(addOpt.Data(),"SCTH=%f", &fECScintThick);
339       }
340     }
341   }
342 }
343
344 //____________________________________________________________________________
345 TClonesArray *  AliEMCALGeometry::FillTRU(const TClonesArray * digits) {
346
347
348   //Orders digits ampitudes list in fNTRU TRUs (384 cells) per supermodule. 
349   //Each TRU is a TMatrixD, and they are kept in TClonesArrays. The number of 
350   //TRU in phi is fNTRUPhi, and the number of TRU in eta is fNTRUEta. For the 
351   //moment the TRU of the 2 smaller supermodules are considered to be equal 
352   //to the rest.  
353
354   //Check data members
355
356   if(fNTRUEta*fNTRUPhi != fNTRU)
357     Error("FillTRU"," Wrong number of TRUS per Eta or Phi");
358
359   //Initilize variables
360   //List of TRU matrices initialized to 0.
361   Int_t nCellsPhi = fNPhi*2/fNTRUPhi;
362   Int_t nCellsEta = fNZ*2/fNTRUEta;
363   TClonesArray * matrix = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
364  
365   for(Int_t k = 0; k < fNTRU*fNumberOfSuperModules; k++){
366     TMatrixD  * trus = new TMatrixD(nCellsPhi,nCellsEta) ;
367     for(Int_t i = 0; i < nCellsPhi; i++)
368       for(Int_t j = 0; j < nCellsEta; j++)
369         (*trus)(i,j) = 0.0;
370
371     new((*matrix)[k]) TMatrixD(*trus) ;
372   }
373
374   AliEMCALDigit * dig ;
375   
376   //Declare variables
377   Int_t id      = -1; 
378   Float_t amp   = -1;
379   Int_t iSupMod = -1;
380   Int_t nTower  = -1;
381   Int_t nIphi   = -1;
382   Int_t nIeta   = -1;
383   Int_t iphi    = -1;
384   Int_t ieta    = -1;
385   
386   //Digits loop to fill TRU matrices with amplitudes.
387
388   for(Int_t idig = 0 ; idig < digits->GetEntriesFast() ; idig++){
389     
390     dig = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(idig)) ;
391     amp = dig->GetAmp() ; //Energy of the digit (arbitrary units)
392     id  = dig->GetId() ;  //Id label of the cell
393     //cout<<"idig "<<idig<<" Amp "<<amp<<" Id "<<id<<endl;
394    
395     //Get eta and phi cell position in supermodule
396     Bool_t bCell = GetCellIndex(id, iSupMod, nTower, nIphi, nIeta) ;
397     if(!bCell)
398       Error("FillTRU","Wrong cell id number") ;
399     
400     GetCellPhiEtaIndexInSModule(iSupMod,nTower,nIphi, nIeta,iphi,ieta);
401
402     //Check to which TRU in the supermodule belongs the cell. 
403     //Supermodules are divided in a TRU matrix of dimension 
404     //(fNTRUPhi,fNTRUEta).
405     //Each TRU is a cell matrix of dimension (nCellsPhi,nCellsEta)
406
407     //First calculate the row and column in the supermodule 
408     //of the TRU to which the cell belongs.
409
410     Int_t col   = (ieta-1)/nCellsEta+1; 
411     Int_t row   = (iphi-1)/nCellsPhi+1; 
412     Int_t itru  = col*row + (iSupMod-1)*fNTRU - 1; //Label number of the TRU
413 //     Info("FillTRU","SM %d, cell: phi %d, eta %d",iSupMod,iphi,ieta);
414 //     Info("FillTRU","SM TRU: SMrow %d, SMcol %d, SMtru %d,",row,col,itru); 
415     
416  
417     //Fill TRU matrix with cell values
418     
419     TMatrixD * trus = dynamic_cast<TMatrixD *>(matrix->At(itru)) ;
420     
421     //Calculate row and column of the cell inside the TRU with number itru
422
423     Int_t irow = (iphi-1) - (row-1) *  nCellsPhi;       
424     Int_t icol = (ieta-1) - (col-1) *  nCellsEta;
425     
426     (*trus)(irow,icol) = amp ;
427
428
429     //     Info("FillTRU","TRU: row %d, col %d",irow,icol);
430
431   }
432   return matrix;
433 }
434
435
436 //______________________________________________________________________
437 AliEMCALGeometry *  AliEMCALGeometry::GetInstance(){ 
438   // Returns the pointer of the unique instance
439   
440   AliEMCALGeometry * rv = static_cast<AliEMCALGeometry *>( fgGeom );
441   return rv; 
442 }
443
444 //______________________________________________________________________
445 AliEMCALGeometry* AliEMCALGeometry::GetInstance(const Text_t* name,
446                                                 const Text_t* title){
447     // Returns the pointer of the unique instance
448
449     AliEMCALGeometry * rv = 0; 
450     if ( fgGeom == 0 ) {
451         if ( strcmp(name,"") == 0 ) rv = 0;
452         else {    
453             fgGeom = new AliEMCALGeometry(name, title);
454             if ( fgInit ) rv = (AliEMCALGeometry * ) fgGeom;
455             else {
456                 rv = 0; 
457                 delete fgGeom; 
458                 fgGeom = 0; 
459             } // end if fgInit
460         } // end if strcmp(name,"")
461     }else{
462         if ( strcmp(fgGeom->GetName(), name) != 0 ) {
463           printf("\ncurrent geometry is ") ;  
464           printf(fgGeom->GetName());
465           printf("\n                      you cannot call     "); 
466           printf(name);  
467         }else{
468           rv = (AliEMCALGeometry *) fgGeom; 
469         } // end 
470     }  // end if fgGeom
471     return rv; 
472 }
473
474 // These methods are obsolete but use in AliEMCALRecPoint - keep it now
475 //______________________________________________________________________
476 Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndex(Int_t ieta,Int_t iphi) const {
477   // Returns the tower index number from the based on the Z and Phi
478   // index numbers.
479   // Inputs:
480   //   Int_t ieta    // index along z axis [1-fNZ]
481   //   Int_t iphi  // index along phi axis [1-fNPhi]
482   // Outputs:
483   //   none.
484   // Returned
485   //   Int_t index // Tower index number 
486   
487   if ( (ieta <= 0 || ieta>GetNEta()) || 
488        (iphi <= 0 || iphi>GetNPhi())) {
489     Error("TowerIndex", "Unexpected parameters eta = %d phi = %d!", ieta, iphi) ; 
490     return -1;
491   }
492   return ( (iphi - 1)*GetNEta() + ieta ); 
493 }
494
495 //______________________________________________________________________
496 void AliEMCALGeometry::TowerIndexes(Int_t index,Int_t &ieta,Int_t &iphi) const {
497   // Inputs:
498   //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
499   // Outputs:
500   //   Int_t ieta    // index allong z axis [1-fNZ]
501   //   Int_t iphi  // index allong phi axis [1-fNPhi]
502   // Returned
503   //   none.
504
505   Int_t nindex = 0;
506
507   if ( IsInECA(index) ) { // ECAL index
508     nindex = index ;
509   }
510   else {
511     Error("TowerIndexes", "Unexpected Id number!") ;
512     ieta = -1;
513     iphi = -1;
514     return;
515   }   
516
517   if (nindex%GetNZ()) 
518     iphi = nindex / GetNZ() + 1 ; 
519   else 
520     iphi = nindex / GetNZ() ; 
521   ieta = nindex - (iphi - 1) * GetNZ() ; 
522
523   if (gDebug==2)
524     printf("TowerIndexes: index=%d,%d, ieta=%d, iphi = %d", index, nindex,ieta, iphi) ; 
525   return;
526   
527 }
528
529 //______________________________________________________________________
530 void AliEMCALGeometry::EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi) const {
531     // given the tower index number it returns the based on the eta and phi
532     // of the tower.
533     // Inputs:
534     //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
535     // Outputs:
536     //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
537     //   Float_t phi  // phi of center of tower in degrees
538     // Returned
539     //   none.
540     Int_t ieta, iphi;
541     Float_t deta, dphi ;
542
543     TowerIndexes(index,ieta,iphi);
544     
545     if (gDebug == 2) 
546       printf("EtaPhiFromIndex: index = %d, ieta = %d, iphi = %d", index, ieta, iphi) ;
547
548     deta = (GetArm1EtaMax()-GetArm1EtaMin())/(static_cast<Float_t>(GetNEta()));
549     eta  = GetArm1EtaMin() + ((static_cast<Float_t>(ieta) - 0.5 ))*deta;
550
551     dphi = (GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())/(static_cast<Float_t>(GetNPhi()));  // in degrees.
552     phi  = GetArm1PhiMin() + dphi*(static_cast<Float_t>(iphi) - 0.5);//iphi range [1-fNphi].
553 }
554
555 //______________________________________________________________________
556 Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const {
557     // returns the tower index number based on the eta and phi of the tower.
558     // Inputs:
559     //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
560     //   Float_t phi  // phi of center of tower in degrees
561     // Outputs:
562     //   none.
563     // Returned
564     //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
565
566     Int_t ieta,iphi;
567
568     ieta = static_cast<Int_t> ( 1 + (static_cast<Float_t>(GetNEta()) * (eta - GetArm1EtaMin()) / (GetArm1EtaMax() - GetArm1EtaMin())) ) ;
569
570     if( ieta <= 0 || ieta > GetNEta() ) { 
571       Error("TowerIndexFromEtaPhi", "Unexpected (eta, phi) = (%f, %f) value, outside of EMCAL!", eta, phi) ; 
572       return -1 ; 
573     }
574
575     iphi = static_cast<Int_t> ( 1 + (static_cast<Float_t>(GetNPhi()) * (phi - GetArm1PhiMin()) / (GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())) ) ;
576
577     if( iphi <= 0 || iphi > GetNPhi() ) { 
578       Error("TowerIndexFromEtaPhi", "Unexpected (eta, phi) = (%f, %f) value, outside of EMCAL!", eta, phi) ; 
579       return -1 ; 
580     }
581
582     return TowerIndex(ieta,iphi);
583 }
584
585 //______________________________________________________________________
586 Bool_t AliEMCALGeometry::AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid) const {
587     // Converts the absolute numbering into the following array/
588     //  relid[0] = Row number inside EMCAL
589     //  relid[1] = Column number inside EMCAL
590     // Input:
591     //   Int_t AbsId // Tower index number [1-2*fNZ*fNPhi]
592     // Outputs:
593     //   Int_t *relid // array of 2. Described above.
594     Bool_t rv  = kTRUE ;
595     Int_t ieta=0,iphi=0,index=AbsId;
596
597     TowerIndexes(index,ieta,iphi);
598     relid[0] = ieta;
599     relid[1] = iphi;
600
601     return rv;
602 }
603
604 //______________________________________________________________________
605 void AliEMCALGeometry::PosInAlice(const Int_t *relid, Float_t &theta, Float_t &phi) const 
606 {
607   // Converts the relative numbering into the local EMCAL-module (x, z)
608   // coordinates
609   Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
610   Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis
611   Int_t index;
612   Float_t eta;
613   
614   index = TowerIndex(ieta,iphi);
615   EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
616   //theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
617   theta = 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
618
619   // correct for distance to IP
620   Float_t d = GetIP2ECASection() - GetIPDistance() ;  
621
622   Float_t correction = 1 + d/GetIPDistance() ; 
623   Float_t tantheta = TMath::Tan(theta) * correction ; 
624   theta = TMath::ATan(tantheta) * TMath::RadToDeg() ; 
625   if (theta < 0 ) 
626     theta += 180. ; 
627   
628   return;
629 }
630
631 //______________________________________________________________________
632 void AliEMCALGeometry::PosInAlice(Int_t absid, Float_t &theta, Float_t &phi) const 
633 {
634   // Converts the relative numbering into the local EMCAL-module (x, z)
635   // coordinates
636   Int_t relid[2] ; 
637   AbsToRelNumbering(absid, relid) ;
638   Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
639   Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis
640   Int_t index;
641   Float_t eta;
642   
643   index = TowerIndex(ieta,iphi);
644   EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
645   theta = 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)) ;
646   
647   // correct for distance to IP
648   Float_t d = 0. ; 
649   if (IsInECA(absid))
650     d = GetIP2ECASection() - GetIPDistance() ; 
651   else {
652     Error("PosInAlice", "Unexpected id # %d!", absid) ; 
653     return;
654   }
655
656   Float_t correction = 1 + d/GetIPDistance() ; 
657   Float_t tantheta = TMath::Tan(theta) * correction ; 
658   theta = TMath::ATan(tantheta) * TMath::RadToDeg() ; 
659   if (theta < 0 ) 
660     theta += 180. ; 
661   
662   return;
663 }
664
665 //______________________________________________________________________
666 void AliEMCALGeometry::XYZFromIndex(const Int_t *relid,Float_t &x,Float_t &y, Float_t &z) const {
667     // given the tower relative number it returns the X, Y and Z
668     // of the tower.
669     
670     // Outputs:
671     //   Float_t x  // x of center of tower in cm
672     //   Float_t y  // y of center of tower in cm
673     //   Float_t z  // z of centre of tower in cm
674     // Returned
675     //   none.
676     
677     Float_t eta,theta, phi,cylradius=0. ;
678     
679     Int_t ieta = relid[0]; // offset along x axis
680     Int_t iphi = relid[1]; // offset along z axis.
681     Int_t index;
682     
683     index = TowerIndex(ieta,iphi);
684     EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
685     theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
686     
687     cylradius = GetIP2ECASection() ;  
688
689     Double_t  kDeg2Rad = TMath::DegToRad() ; 
690     x =  cylradius * TMath::Cos(phi * kDeg2Rad ) ;
691     y =  cylradius * TMath::Sin(phi * kDeg2Rad ) ; 
692     z =  cylradius / TMath::Tan(theta * kDeg2Rad ) ; 
693  
694  return;
695
696
697 //______________________________________________________________________
698 void AliEMCALGeometry::XYZFromIndex(Int_t absid,  TVector3 &v) const {
699     // given the tower relative number it returns the X, Y and Z
700     // of the tower.
701     
702     // Outputs:
703     //   Float_t x  // x of center of tower in cm
704     //   Float_t y  // y of center of tower in cm
705     //   Float_t z  // z of centre of tower in cm
706     // Returned
707     //   none.
708     
709     Float_t theta, phi,cylradius=0. ;
710         
711     PosInAlice(absid, theta, phi) ; 
712     
713     if ( IsInECA(absid) ) 
714       cylradius = GetIP2ECASection() ;
715     else {
716       Error("XYZFromIndex", "Unexpected Tower section") ;
717       return;
718     }
719
720     Double_t  kDeg2Rad = TMath::DegToRad() ; 
721     v.SetX(cylradius * TMath::Cos(phi * kDeg2Rad ) );
722     v.SetY(cylradius * TMath::Sin(phi * kDeg2Rad ) ); 
723     v.SetZ(cylradius / TMath::Tan(theta * kDeg2Rad ) ) ; 
724  
725  return;
726
727
728 Bool_t AliEMCALGeometry::IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const {
729   // Checks whether point is inside the EMCal volume
730   //
731   // Code uses cylindrical approximation made of inner radius (for speed)
732   //
733   // Points behind EMCAl, i.e. R > outer radius, but eta, phi in acceptance 
734   // are considered to inside
735
736   Double_t r=sqrt(x*x+y*y);
737
738   if ( r > fEnvelop[0] ) {
739      Double_t theta;
740      theta  =    TMath::ATan2(r,z);
741      Double_t eta;
742      if(theta == 0) 
743        eta = 9999;
744      else 
745        eta    =   -TMath::Log(TMath::Tan(theta/2.));
746      if (eta < fArm1EtaMin || eta > fArm1EtaMax)
747        return 0;
748  
749      Double_t phi = TMath::ATan2(y,x) * 180./TMath::Pi();
750      if (phi > fArm1PhiMin && phi < fArm1PhiMax)
751        return 1;
752   }
753   return 0;
754 }
755 // ==
756
757 //
758 // == Shish-kebab cases ==
759 //
760 Int_t AliEMCALGeometry::GetAbsCellId(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta) const
761 { // 27-aug-04; 
762   // corr. 21-sep-04; 
763   //       13-oct-05; 110 degree case
764   // 1 <= nSupMod <= fNumberOfSuperModules
765   // 1 <= nTower  <= fNPHI * fNZ ( fNPHI * fNZ/2 for fKey110DEG=1)
766   // 1 <= nIphi   <= fNPHIdiv
767   // 1 <= nIeta   <= fNETAdiv
768   // 1 <= absid   <= fNCells
769   static Int_t id=0; // have to change from 1 to fNCells
770   if(fKey110DEG == 1 && nSupMod > 10) { // 110 degree case; last two supermodules
771     id  = fNCellsInSupMod*10 + (fNCellsInSupMod/2)*(nSupMod-11);
772   } else {
773     id  = fNCellsInSupMod*(nSupMod-1);
774   }
775   id += fNCellsInTower *(nTower-1);
776   id += fNPHIdiv *(nIphi-1);
777   id += nIeta;
778   if(id<=0 || id > fNCells) {
779 //     printf(" wrong numerations !!\n");
780 //     printf("    id      %6i(will be force to -1)\n", id);
781 //     printf("    fNCells %6i\n", fNCells);
782 //     printf("    nSupMod %6i\n", nSupMod);
783 //     printf("    nTower  %6i\n", nTower);
784 //     printf("    nIphi   %6i\n", nIphi);
785 //     printf("    nIeta   %6i\n", nIeta);
786     id = -TMath::Abs(id);
787   }
788   return id;
789 }
790
791 Bool_t  AliEMCALGeometry::CheckAbsCellId(Int_t ind) const
792 { // 17-niv-04 - analog of IsInECA
793    if(name.Contains("TRD")) {
794      if(ind<=0 || ind > fNCells) return kFALSE;
795      else                        return kTRUE;
796    } else return IsInECA(ind);
797 }
798
799 Bool_t AliEMCALGeometry::GetCellIndex(Int_t absId,Int_t &nSupMod,Int_t &nTower,Int_t &nIphi,Int_t &nIeta) const
800 { // 21-sep-04
801   // 19-oct-05;
802   static Int_t tmp=0, sm10=0;
803   if(absId<=0 || absId>fNCells) {
804 //     Info("GetCellIndex"," wrong abs Id %i !! \n", absId); 
805     return kFALSE;
806   }
807   sm10 = fNCellsInSupMod*10;
808   if(fKey110DEG == 1 && absId > sm10) { // 110 degree case; last two supermodules  
809     nSupMod = (absId-1-sm10) / (fNCellsInSupMod/2) + 11;
810     tmp     = (absId-1-sm10) % (fNCellsInSupMod/2);
811   } else {
812     nSupMod = (absId-1) / fNCellsInSupMod + 1;
813     tmp     = (absId-1) % fNCellsInSupMod;
814   }
815
816   nTower  = tmp / fNCellsInTower + 1;
817   tmp     = tmp % fNCellsInTower;
818   nIphi   = tmp / fNPHIdiv + 1;
819   nIeta   = tmp % fNPHIdiv + 1;
820
821   return kTRUE;
822 }
823
824 void AliEMCALGeometry::GetTowerPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower,  int &iphit, int &ietat) const
825 { // added nSupMod; have to check  - 19-oct-05 ! 
826   static Int_t nphi;
827
828   if(fKey110DEG == 1 && nSupMod>=11) nphi = fNPhi/2;
829   else                               nphi = fNPhi;
830
831   ietat = (nTower-1)/nphi + 1; // have to change from 1 to fNZ
832   iphit = (nTower-1)%nphi + 1; // have to change from 1 to fNPhi
833 }
834
835 void AliEMCALGeometry::GetCellPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta, 
836 int &iphi, int &ieta) const
837 { // added nSupMod; Nov 25, 05
838   static Int_t iphit, ietat;
839
840   GetTowerPhiEtaIndexInSModule(nSupMod,nTower, iphit, ietat); 
841   // have to change from 1 to fNZ*fNETAdiv
842   ieta  = (ietat-1)*fNETAdiv + (3-nIeta); // x(module) = -z(SM) 
843   // iphi - have to change from 1 to fNPhi*fNPHIdiv
844   iphi  = (iphit-1)*fNPHIdiv + nIphi;     // y(module) =  y(SM) 
845 }
846
847 Int_t  AliEMCALGeometry::GetSuperModuleNumber(Int_t absId)  const
848 {
849   static Int_t nSupMod, nTower, nIphi, nIeta;
850   GetCellIndex(absId, nSupMod, nTower, nIphi, nIeta);
851   return nSupMod;
852
853
854 // Methods for AliEMCALRecPoint - Feb 19, 2006
855 Bool_t AliEMCALGeometry::RelPosCellInSModule(Int_t absId, Double_t &xr, Double_t &yr, Double_t &zr)
856 {
857   static Int_t nSupMod, nTower, nIphi, nIeta, iphi, ieta;
858   if(!CheckAbsCellId(absId)) return kFALSE;
859
860   GetCellIndex(absId, nSupMod, nTower, nIphi, nIeta);
861   GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSupMod,nTower,nIphi,nIeta, iphi, ieta); 
862  
863   xr = fXCentersOfCells->At(ieta-1);
864   zr = fEtaCentersOfCells->At(ieta-1);
865
866   yr = fPhiCentersOfCells->At(iphi-1);
867
868   //  cout<<" absId "<<absId<<" iphi "<<iphi<<"ieta"<<ieta;
869   // cout<< " xr " << xr << " yr " << yr << " zr " << zr <<endl;
870   return kTRUE;
871 }
872
873 void AliEMCALGeometry::CreateListOfTrd1Modules()
874 {
875   cout<< endl<< " AliEMCALGeometry::CreateListOfTrd1Modules() started " << endl;
876   AliEMCALShishKebabTrd1Module *mod=0, *mTmp=0; // current module
877   if(fShishKebabTrd1Modules == 0) {
878     fShishKebabTrd1Modules = new TList;
879     for(int iz=0; iz< GetNZ(); iz++) { 
880       if(iz==0) { 
881         mod  = new AliEMCALShishKebabTrd1Module(TMath::Pi()/2.,this);
882       } else {
883         mTmp  = new AliEMCALShishKebabTrd1Module(*mod);
884         mod   = mTmp;
885       }
886       fShishKebabTrd1Modules->Add(mod);
887     }
888   } else {
889     cout<<" Already exits : ";
890   }
891   cout<<" fShishKebabTrd1Modules "<< fShishKebabTrd1Modules << " has " 
892   << fShishKebabTrd1Modules->GetSize() << " modules" <<endl << endl;
893   // Feb 20,2006;
894   // define grid for cells in eta(z) and x directions in local coordinates system of SM
895   fEtaCentersOfCells = new TArrayD(fNZ *fNETAdiv);
896   fXCentersOfCells = new TArrayD(fNZ *fNETAdiv);
897   printf(" Cells grid in eta directions : size %i\n", fEtaCentersOfCells->GetSize());
898   Int_t iphi=0, ieta=0, nTower=0;
899   Double_t xr, zr;
900   for(Int_t it=0; it<fNZ; it++) { // array index
901     AliEMCALShishKebabTrd1Module *trd1 = GetShishKebabModule(it);
902     nTower = fNPhi*it + 1;
903     for(Int_t ic=0; ic<fNETAdiv; ic++) { // array index
904       trd1->GetCenterOfCellInLocalCoordinateofSM(ic+1, xr, zr);
905       GetCellPhiEtaIndexInSModule(1, nTower, 1, ic+1, iphi, ieta); // don't depend from phi
906       fXCentersOfCells->AddAt(float(xr) - fParSM[0],ieta-1);
907       fEtaCentersOfCells->AddAt(float(zr) - fParSM[2],ieta-1);
908     }
909   }
910   for(Int_t i=0; i<fEtaCentersOfCells->GetSize(); i++) {
911     printf(" ind %2.2i : z %8.3f : x %8.3f", i+1, fEtaCentersOfCells->At(i),fXCentersOfCells->At(i));
912     if(i%2 != 0) printf("\n"); 
913   }
914   printf("\n"); 
915  // define grid for cells in phi(y) direction in local coordinates system of SM
916   fPhiCentersOfCells = new TArrayD(fNPhi*fNPHIdiv);
917   printf(" Cells grid in phi directions : size %i\n", fPhiCentersOfCells->GetSize());
918   Int_t ind=0;
919   for(Int_t it=0; it<fNPhi; it++) { // array index
920     Float_t ytLeftCenterModule = -fParSM[1] + fPhiModuleSize*(2*it+1)/2;         // module
921     for(Int_t ic=0; ic<fNPHIdiv; ic++) { // array index
922       Float_t ytLeftCenterCell = ytLeftCenterModule + fPhiTileSize *(2*ic-1)/2.; // tower(cell) 
923       fPhiCentersOfCells->AddAt(ytLeftCenterCell,ind);
924       printf(" ind %2.2i : y %8.3f ", ind, fPhiCentersOfCells->At(ind++));
925       if(ic == fNPHIdiv-1) printf("\n"); 
926     }
927   }
928   printf("\n"); 
929 }
930
931 void  AliEMCALGeometry::GetTransformationForSM()
932 {
933   static Bool_t transInit=kFALSE;
934   if(transInit) return;
935
936   int i=0;
937   if(gGeoManager == 0) {
938     Info("CreateTransformationForSM() "," Load geometry : TGeoManager::Import()");
939     assert(0);
940   }
941   TGeoNode *tn = gGeoManager->GetTopNode();
942   TGeoNode *node=0, *XEN1 = 0;
943   for(i=0; i<tn->GetNdaughters(); i++) {
944     node = tn->GetDaughter(i);
945     TString ns(node->GetName());
946     if(ns.Contains(GetNameOfEMCALEnvelope())) {
947       XEN1 = node;
948       break;
949     }
950   }
951   if(!XEN1) {
952     Info("CreateTransformationForSM() "," geometry has not EMCAL envelope with name %s", 
953     GetNameOfEMCALEnvelope());
954     assert(0);
955   }
956   printf(" i %i : EMCAL Envelope is %s : #SM %i \n", i, XEN1->GetName(), XEN1->GetNdaughters());
957   for(i=0; i<XEN1->GetNdaughters(); i++) {
958     TGeoNodeMatrix *sm = (TGeoNodeMatrix*)XEN1->GetDaughter(i);
959     fMatrixOfSM[i] = sm->GetMatrix();
960     //Compiler doesn't like this syntax...
961     //    printf(" %i : matrix %x \n", i, fMatrixOfSM[i]);
962   }
963   transInit = kTRUE;
964 }
965
966 void AliEMCALGeometry::GetGlobal(const Double_t *loc, Double_t *glob, int nsm) const
967 {
968   //  if(fMatrixOfSM[0] == 0) GetTransformationForSM();
969   static int ind;
970   ind = nsm-1;
971   if(ind>=0 && ind < GetNumberOfSuperModules()) {
972     fMatrixOfSM[ind]->LocalToMaster(loc, glob);
973   }
974 }
975
976 void AliEMCALGeometry::GetGlobal(const Int_t /* absId */, TVector3 & /* vglob */) const
977 { // have to be defined  
978 }
979
980 void AliEMCALGeometry::GetGlobal(const TVector3 &vloc, TVector3 &vglob, int nsm) const
981 {
982   static Double_t tglob[3], tloc[3];
983   vloc.GetXYZ(tloc);
984   GetGlobal(tloc, tglob, nsm);
985   vglob.SetXYZ(tglob[0], tglob[1], tglob[2]);
986 }
987
988 void AliEMCALGeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *rp, TVector3 &vglob) const
989 {
990   static TVector3 vloc;
991   static Int_t nSupMod, nTower, nIphi, nIeta;
992
993   AliRecPoint *rpTmp = (AliRecPoint*)rp; // const_cast ??
994   if(!rpTmp) return;
995   AliEMCALRecPoint *rpEmc = (AliEMCALRecPoint*)rpTmp;
996
997   GetCellIndex(rpEmc->GetAbsId(0), nSupMod, nTower, nIphi, nIeta);
998   rpTmp->GetLocalPosition(vloc);
999   GetGlobal(vloc, vglob, nSupMod);
1000 }
1001