Using the recommended way of forward declarations for TVector and TMatrix (see v5...
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALGeometry.h
1 #ifndef ALIEMCALGEOMETRY_H
2 #define ALIEMCALGEOMETRY_H
3 /* Copyright(c) 1998-2004, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 //_________________________________________________________________________
9 // Geometry class  for EMCAL : singleton
10 // EMCAL consists of a layers of scintillator, and lead.
11 //                  
12 //*-- Author: Sahal Yacoob (LBL / UCT)
13 //*--   and : Yves Schutz (Subatech)
14
15 //#include <assert.h> 
16
17 // --- ROOT system ---
18 class TString ;
19 class TObjArray ;
20 class TVector3 ;
21 class TParticle ; 
22
23 // --- AliRoot header files ---
24
25 #include "AliGeometry.h"
26
27 class AliEMCALGeometry : public AliGeometry {
28 public:
29   AliEMCALGeometry(const AliEMCALGeometry& geom):AliGeometry(geom) {
30     // cpy ctor requested by Coding Convention but not yet needed
31     Fatal("Cpy ctor", "Not implemented");
32   };
33   virtual ~AliEMCALGeometry(void) ; 
34   static AliEMCALGeometry * GetInstance(const Text_t* name,
35                                         const Text_t* title="") ; 
36   static AliEMCALGeometry * GetInstance() ;
37   AliEMCALGeometry & operator = (const AliEMCALGeometry  & /*rvalue*/) const {
38     // assignement operator requested by coding convention but not needed
39     Fatal("operator =", "not implemented");
40     return *(GetInstance()) ; 
41   };
42
43   Bool_t AreInSameTower(Int_t id1, Int_t id2) const ;  
44   virtual void GetGlobal(const AliRecPoint *, TVector3 &, TMatrixF &) const {}
45   virtual void GetGlobal(const AliRecPoint *, TVector3 &) const {}
46   virtual Bool_t Impact(const TParticle *) const {return kTRUE;}
47
48   Bool_t IsInEMCAL(Double_t x, Double_t y, Double_t z) const;
49   // General
50   Bool_t  IsInitialized(void) const { return fgInit ; }
51         // Return EMCA geometrical parameters
52   // geometry
53   Float_t GetAlFrontThickness() const { return fAlFrontThick;}
54   Float_t GetArm1PhiMin() const { return fArm1PhiMin ; }
55   Float_t GetArm1PhiMax() const { return fArm1PhiMax ; }
56   Float_t GetArm1EtaMin() const { return fArm1EtaMin;}
57   Float_t GetArm1EtaMax() const { return fArm1EtaMax;}
58   Float_t GetIPDistance() const { return fIPDistance;}   
59   Float_t GetIP2ECASection() const { return ( GetIPDistance() + GetAlFrontThickness() + GetGap2Active() ) ; }   
60   Float_t GetEnvelop(Int_t index) const { return fEnvelop[index] ; }  
61   Float_t GetShellThickness() const { return fShellThickness ; }
62   Float_t GetZLength() const { return fZLength ; } 
63   Float_t GetGap2Active() const {return  fGap2Active ; }
64   Float_t GetDeltaEta() const {return (fArm1EtaMax-fArm1EtaMin)/
65                                        ((Float_t)fNZ);}
66   Float_t GetDeltaPhi() const {return (fArm1PhiMax-fArm1PhiMin)/
67                                        ((Float_t)fNPhi);}
68   Int_t   GetNECLayers() const {return fNECLayers ;}
69   Int_t   GetNZ() const {return fNZ ;}
70   Int_t   GetNEta() const {return fNZ ;}
71   Int_t   GetNPhi() const {return fNPhi ;}
72   Int_t   GetNTowers() const {return fNPhi * fNZ ;}
73   Float_t GetECPbRadThick()const {return fECPbRadThickness;}
74   Float_t GetECScintThick() const {return fECScintThick;}
75   Float_t GetSampling() const {return fSampling ; } 
76   Bool_t IsInECA(Int_t index) const { if ( (index > 0 && (index <= GetNZ() * GetNPhi()))) return kTRUE; else return kFALSE ;}
77
78   Int_t   GetNumberOfSuperModules() {return fNumberOfSuperModules;}
79   Float_t GetfPhiGapForSuperModules() {return fPhiGapForSM;}
80   Float_t GetPhiModuleSize() const  {return fPhiModuleSize;}
81   Float_t GetEtaModuleSize() const  {return fEtaModuleSize;}
82   Float_t GetFrontSteelStrip() const {return fFrontSteelStrip;}
83   Float_t GetLateralSteelStrip() const {return fLateralSteelStrip;}
84   Float_t GetPassiveScintThick() const {return fPassiveScintThick;}
85   Float_t GetPhiTileSize() const {return fPhiTileSize;}
86   Float_t GetEtaTileSize() const {return fEtaTileSize;}
87   Int_t   GetNPhiSuperModule() const {return fNPhiSuperModule;}
88   Int_t   GetNPHIdiv() const {return fNPHIdiv ;}
89   Int_t   GetNETAdiv() const {return fNETAdiv ;}
90   Int_t   GetNCells()  const {return fNCells;}
91   Float_t GetSteelFrontThickness() const { return fSteelFrontThick;}
92   Float_t GetLongModuleSize() const {return fLongModuleSize;}
93
94   Float_t GetTrd1Angle() const {return fTrd1Angle;}
95   Float_t Get2Trd1Dx2()  const {return f2Trd1Dx2;}
96   Float_t GetTrd2AngleY()const {return fTrd2AngleY;}
97   Float_t Get2Trd2Dy2()  const {return f2Trd2Dy2;}
98   Float_t GetTubsR()     const {return fTubsR;}
99   Float_t GetTubsTurnAngle() const {return fTubsTurnAngle;}
100   // Dabs id <-> indexes; Shish-kebab case 
101   Int_t   GetAbsCellId(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta);
102   Bool_t  GetCellIndex(Int_t absId, Int_t &nSupMod, Int_t &nTower, Int_t &nIphi, Int_t &nIeta);
103   void    GetTowerPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t &iphit, Int_t &ietat);
104   void    GetCellPhiEtaIndexInSModule(Int_t nSupMod, Int_t nTower, Int_t nIphi, Int_t nIeta,
105                                       Int_t &iphi, Int_t &ieta);
106   Bool_t  CheckAbsCellId(Int_t ind); // replace the IsInECA
107   // ---
108   Float_t AngleFromEta(Float_t eta){ // returns theta in radians for a given pseudorapidity
109     return 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
110   }
111   Float_t ZFromEtaR(Float_t r,Float_t eta){ // returns z in for a given
112     // pseudorapidity and r=sqrt(x*x+y*y).
113     return r/TMath::Tan(AngleFromEta(eta));
114   }
115   Int_t TowerIndex(Int_t iz,Int_t iphi) const; // returns tower index
116         // returns tower indexs iz, iphi.
117   void TowerIndexes(Int_t index,Int_t &iz,Int_t &iphi) const;
118         // for a given tower index it returns eta and phi of center of that tower.
119   void EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi) const;
120         // returns x, y, and z (cm) on the inner surface of a given EMCAL Cell specified by relid.
121   void XYZFromIndex(const Int_t *relid,Float_t &x,Float_t &y, Float_t &z) const;
122   void XYZFromIndex(Int_t absid, TVector3 &v) const;
123         // for a given eta and phi in the EMCAL it returns the tower index.
124   Int_t TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const;
125         // for a given eta and phi in the EMCAL it returns the pretower index.
126   void PosInAlice(const Int_t *relid, Float_t &theta, Float_t &phi) const ;
127   void PosInAlice(Int_t absid, Float_t &theta, Float_t &phi) const ;
128   Bool_t AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid) const;
129   void SetNZ(Int_t nz) { fNZ= nz ; printf("SetNZ: Number of modules in Z set to %d", fNZ) ; }
130   void SetNPhi(Int_t nphi) { fNPhi= nphi ; printf("SetNPhi: Number of modules in Phi set to %d", fNPhi) ; }
131   void SetSampling(Float_t samp) { fSampling = samp; printf("SetSampling: Sampling factor set to %f", fSampling) ; }
132
133 protected:
134   AliEMCALGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") :
135     AliGeometry(name, title) {// ctor only for internal usage (singleton)
136     Init();
137   };
138   AliEMCALGeometry() :
139     AliGeometry() {// ctor only for internal usage (singleton)
140     Init();
141   };
142   void Init(void);                      // initializes the parameters of EMCAL
143   
144 private:
145   static AliEMCALGeometry * fgGeom;     // pointer to the unique instance of the singleton
146   static Bool_t fgInit;                 // Tells if geometry has been succesfully set up.
147   Float_t fAlFrontThick;                // Thickness of the front Al face of the support box
148   
149   Float_t fECPbRadThickness;            // cm, Thickness of the Pb radiators
150   Float_t fECScintThick;                // cm, Thickness of the scintillators
151   Int_t   fNECLayers;                   // number of scintillator layers
152   
153   Float_t fArm1PhiMin;                  // Minimum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
154   Float_t fArm1PhiMax;                  // Maximum angular position of EMCAL in Phi (degrees)
155   Float_t fArm1EtaMin;                  // Minimum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
156   Float_t fArm1EtaMax;                  // Maximum pseudorapidity position of EMCAL in Eta
157   
158   // Geometry Parameters
159   Float_t fEnvelop[3];                  // the GEANT TUB for the detector 
160   Float_t fIPDistance;                  // Radial Distance of the inner surface of the EMCAL
161   Float_t fShellThickness;              // Total thickness in (x,y) direction
162   Float_t fZLength;                     // Total length in z direction
163   Float_t fGap2Active;                  // Gap between the envelop and the active material
164   Int_t   fNZ;                          // Number of Towers in the Z direction
165   Int_t   fNPhi;                        // Number of Towers in the PHI direction
166   Float_t fSampling;                    // Sampling factor
167
168   // Shish-kebab option - 23-aug-04 by PAI; COMPACT, TWIST, TRD1 and TRD2
169   Int_t   fNumberOfSuperModules;         // default is 12 = 6 * 2 
170   Float_t fSteelFrontThick;              // Thickness of the front stell face of the support box - 9-sep-04
171   Float_t fFrontSteelStrip;              // 13-may-05
172   Float_t fLateralSteelStrip;            // 13-may-05
173   Float_t fPassiveScintThick;            // 13-may-05
174   Float_t fPhiModuleSize;                // Phi -> X 
175   Float_t fEtaModuleSize;                // Eta -> Y
176   Float_t fPhiTileSize;                  // 
177   Float_t fEtaTileSize;                  // 
178   Float_t fLongModuleSize;               // 
179   Int_t   fNPhiSuperModule;              // 6 - number supermodule in phi direction
180   Int_t   fNPHIdiv;                      // number phi divizion of module
181   Int_t   fNETAdiv;                      // number eta divizion of module
182   //
183   Int_t   fNCells;                       // number of cells in calo
184   Int_t   fNCellsInSupMod;               // number cell in super module
185   Int_t   fNCellsInTower;                // number cell in tower
186   // TRD1 options - 30-sep-04
187   Float_t fTrd1Angle;                    // angle in x-z plane (in degree) 
188   Float_t f2Trd1Dx2;                     // 2*dx2 for TRD1
189   Float_t fPhiGapForSM;                  // Gap betweeen supermodules in phi direction
190   Int_t   fKey110DEG;                    // for calculation abs cell id; 19-oct-05 
191   // TRD2 options - 27-jan-07
192   Float_t fTrd2AngleY;                   // angle in y-z plane (in degree) 
193   Float_t f2Trd2Dy2;                     // 2*dy2 for TRD2
194   Float_t fEmptySpace;                   // 2mm om fred drawing
195   // Super module as TUBS
196   Float_t fTubsR;                        // radius of tubs 
197   Float_t fTubsTurnAngle;                // turn angle of tubs in degree
198
199   ClassDef(AliEMCALGeometry,9) // EMCAL geometry class 
200     };
201
202 #endif // AliEMCALGEOMETRY_H