EMCAL/AliEMCALSurvey.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 // Objects of this class read txt file with survey data
  19 // and convert the data into AliAlignObjParams of alignable EMCAL volumes.
  20 // AliEMCALSurvey inherits TObject only to use AliLog "functions".
  21 //
  22 // Dummy functions originally written before EMCAL installation and
  23 // survey are kept for backward compatibility, but now they are not
  24 // used.
  25 // Surveyed points on the face of each module are read in from file
  26 // and converted to position of the center and roll, pitch, yaw angles
  27 // of each surveyed SM.
  28 //
  29 // J.L. Klay - Cal Poly
  30 // 07-Apr-2010
  31 //
  32
  33 #include <fstream>
  34
  35 #include <TClonesArray.h>
  36 #include <TGeoManager.h>
  37 #include <TString.h>
  38 #include <TMath.h>
  39
  40 #include "AliSurveyObj.h"
  41 #include "AliSurveyPoint.h"
  42
  43 #include "AliAlignObjParams.h"
  44 #include "AliEMCALGeometry.h"
  45 #include "AliEMCALSurvey.h"
  46 #include "AliLog.h"
  47
  48 ClassImp(AliEMCALSurvey)
  49
  50 //____________________________________________________________________________
  51 AliEMCALSurvey::AliEMCALSurvey()
  52                 : fNSuperModule(0),
  53                   fSuperModuleData(0)
  54 {
  55   //Default constructor.
  56 }
  57
  58 namespace {
  59
  60   //Coordinates for each SM described in survey reports
  61
  62   struct AliEMCALSuperModuleCoords {
  63     Double_t fX1; //x coordinate of the center of supermodule
  64     Double_t fY1; //y coordinate of the center of supermodule
  65     Double_t fZ1; //z coordinate of the center of supermodule
  66     Double_t fPhi;  //roll angle (phi) of supermodule
  67     Double_t fTheta; //pitch (theta) of supermodule
  68     Double_t fPsi;   //yaw (psi) of supermodule
  69   };
  70
  71 }
  72
  73 //____________________________________________________________________________
  74 AliEMCALSurvey::AliEMCALSurvey(const TString &txtFileName)
  75                 : fNSuperModule(0),
  76                   fSuperModuleData(0)
  77 {
  78   //Read survey data from txt file.
  79   const AliEMCALGeometry *geom = AliEMCALGeometry::GetInstance();
  80   if (!geom) {
  81     AliError("Cannot obtain AliEMCALGeometry instance.");
  82     return;
  83   }
  84
  85   AliSurveyObj *s1 = new AliSurveyObj();
  86   s1->FillFromLocalFile(txtFileName);
  87
  88   TObjArray* points = s1->GetData();
  89
  90   fNSuperModule = geom->GetNumberOfSuperModules();
  91
  92   InitSuperModuleData(points);
  93
  94   //////////////////////////////////
  95   //Old way with dummy survey file
  96   //////////////////////////////////
  97   //std::ifstream inputFile(txtFileName.Data());
  98   //if (!inputFile) {
  99   //  AliError(("Cannot open the survey file " + txtFileName).Data());
 100   //  return;
 101   //}
 102   //
 103   //Int_t dummyInt = 0;
 104   //Double_t *xReal = new Double_t[fNSuperModule];
 105   //Double_t *yReal = new Double_t[fNSuperModule];
 106   //Double_t *zReal = new Double_t[fNSuperModule];
 107   //
 108   //for (Int_t i = 0; i < fNSuperModule; ++i) {
 109   //  if (!inputFile) {
 110   //    AliError("Error while reading input file.");
 111   //    delete [] xReal;
 112   //    delete [] yReal;
 113   //    delete [] zReal;
 114   //    return;
 115   //  }
 116   //  inputFile>>dummyInt>>xReal[i]>>yReal[i]>>zReal[i];
 117   //}
 118   //
 119   //InitSuperModuleData(xReal, yReal, zReal);
 120   //
 121   //delete [] xReal;
 122   //delete [] yReal;
 123   //delete [] zReal;
 124
 125 }
 126
 127 //____________________________________________________________________________
 128 AliEMCALSurvey::~AliEMCALSurvey()
 129 {
 130   //destructor
 131   delete [] fSuperModuleData;
 132 }
 133
 134 //____________________________________________________________________________
 135 void AliEMCALSurvey::CreateAliAlignObjParams(TClonesArray &array)
 136 {
 137   //Create AliAlignObjParams.
 138   const AliEMCALGeometry * geom = AliEMCALGeometry::GetInstance();
 139   if (!geom) {
 140     AliError("Cannot obtain AliEMCALGeometry instance.");
 141     return;
 142   }
 143
 144   if (!gGeoManager) {
 145     AliWarning("Cannot create local transformations for supermodules - gGeoManager does not exist.");
 146     AliInfo("Null shifts and rotations will be created instead.");
 147     return CreateNullObjects(array, geom);
 148   }
 149
 150   Int_t arrayInd = array.GetEntries(), iIndex = 0;
 151   AliGeomManager::ELayerID iLayer = AliGeomManager::kInvalidLayer;
 152   UShort_t volid = AliGeomManager::LayerToVolUID(iLayer,iIndex);
 153
 154   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 155     TString smodName(TString::Format("EMCAL/FullSupermodule%d", smodnum+1));
 156     if(geom->GetKey110DEG() && smodnum >= 10) {
 157       smodName = "EMCAL/HalfSupermodule";
 158       smodName += (smodnum-10+1);
 159     }
 160     AliEMCALSuperModuleDelta t(GetSuperModuleTransformation(smodnum));
 161     new(array[arrayInd])
 162       AliAlignObjParams(
 163                         smodName.Data(), volid,
 164                         t.fXShift, t.fYShift, t.fZShift,
 165                         -t.fPsi, -t.fTheta, -t.fPhi,
 166                         false
 167                         );
 168     ++arrayInd;
 169
 170   }
 171
 172 }
 173
 174 //____________________________________________________________________________
 175 void AliEMCALSurvey::CreateNullObjects(TClonesArray &array, const AliEMCALGeometry *geom)const
 176 {
 177   //Create null shifts and rotations.
 178   Int_t arrayInd = array.GetEntries(), iIndex = 0;
 179   AliGeomManager::ELayerID iLayer = AliGeomManager::kInvalidLayer;
 180   UShort_t volid = AliGeomManager::LayerToVolUID(iLayer,iIndex);
 181
 182   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 183     TString smodName(TString::Format("EMCAL/FullSupermodule%d", smodnum+1));
 184     if(geom->GetKey110DEG() && smodnum >= 10) {
 185       smodName = "EMCAL/HalfSupermodule";
 186       smodName += (smodnum-10+1);
 187     }
 188     new(array[arrayInd]) AliAlignObjParams(smodName.Data(), volid, 0., 0., 0., 0., 0., 0., true);
 189     ++arrayInd;
 190   }
 191 }
 192
 193 //____________________________________________________________________________
 194 AliEMCALSurvey::AliEMCALSuperModuleDelta AliEMCALSurvey::GetSuperModuleTransformation(Int_t supModIndex)const
 195 {
 196   //Supermodule transformation.
 197   AliEMCALSuperModuleDelta t = {0., 0., 0., 0., 0., 0.};
 198   if (!fSuperModuleData)
 199     return t;
 200
 201   return fSuperModuleData[supModIndex];
 202 }
 203
 204 //____________________________________________________________________________
 205 void AliEMCALSurvey::InitSuperModuleData(const TObjArray *svypts)
 206 {
 207   //This method uses the data points from the actual EMCAL survey to
 208   //create the alignment matrices.  Only valid for measured(installed)
 209   //SM, others will have null objects
 210
 211
 212   AliEMCALGeometry *geom = AliEMCALGeometry::GetInstance();
 213   //Center of supermodules
 214   Float_t *pars = geom->GetSuperModulesPars();
 215   Double_t rpos = (geom->GetEnvelop(0) + geom->GetEnvelop(1))/2.;
 216   Double_t phi, phiRad, xpos, ypos, zpos;
 217
 218   AliEMCALSuperModuleCoords *idealSM = new AliEMCALSuperModuleCoords[fNSuperModule];
 219   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 220     AliEMCALSuperModuleCoords &smc = idealSM[smodnum];
 221     phiRad = geom->GetPhiCenterOfSM(smodnum); //comes in radians
 222     phi = phiRad*180./TMath::Pi(); //need degrees for AliAlignObjParams
 223     xpos = rpos * TMath::Cos(phiRad);
 224     ypos = rpos * TMath::Sin(phiRad);
 225     zpos = pars[2];
 226     if(geom->GetKey110DEG() && smodnum >= 10) {
 227       xpos += (pars[1]/2. * TMath::Sin(phiRad));
 228       ypos -= (pars[1]/2. * TMath::Cos(phiRad));
 229     }
 230     smc.fX1 = xpos;
 231     smc.fY1 = ypos;
 232     smc.fPhi = phi; //degrees
 233     smc.fTheta = 0.; //degrees
 234     smc.fPsi = 0.; //degrees
 235     if(smodnum%2==0) {
 236       smc.fZ1 = zpos;
 237     } else {
 238       smc.fZ1 = -zpos;
 239     }
 240
 241     printf("PHI OF IDEAL SM = %.2f\n",smc.fPhi);
 242
 243   }
 244
 245   //Real coordinates of center and rotation angles need to be computed
 246   //from survey points
 247
 248   char substr[100];
 249   AliEMCALSuperModuleCoords *realSM = new AliEMCALSuperModuleCoords[fNSuperModule];
 250   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 251     AliEMCALSuperModuleCoords &smc = realSM[smodnum];
 252     zpos = pars[2]; //center of SM in z from geometry
 253
 254     sprintf(substr,"4096%d",smodnum);
 255     //retrieve components of four face points and determine average position of center
 256     //in x,y,z
 257
 258     std::vector<Double_t> xval;
 259     std::vector<Double_t> yval;
 260     std::vector<Double_t> zval;
 261
 262     for(Int_t i = 0; i < svypts->GetEntries(); i++) {
 263       AliSurveyPoint* pt = (AliSurveyPoint*)svypts->At(i);
 264       TString ptname = pt->GetPointName();
 265       if(ptname.Contains(substr)) {
 266         xval.push_back(pt->GetX()*100.); //convert m to cm
 267         yval.push_back(pt->GetY()*100.);
 268         zval.push_back(pt->GetZ()*100.);
 269       }
 270     }
 271
 272     //Take average of all relevant pairs of points
 273     Double_t xReal = ((xval[1]+xval[7])/2.      //4X02 and 4X08
 274                     + (xval[2]+xval[6])/2.      //4X03 and 4X07
 275                     + (xval[3]+xval[5])/2.      //4X04 and 4X06
 276                     + (xval[2]+xval[4])/2.)/4.; //4X03 and 4X05
 277     Double_t yReal = ((yval[1]+yval[7])/2.      //4X02 and 4X08
 278                     + (yval[2]+yval[6])/2.      //4X03 and 4X07
 279                     + (yval[3]+yval[5])/2.      //4X04 and 4X06
 280                     + (yval[2]+yval[4])/2.)/4.; //4X03 and 4X05
 281     smc.fX1 = xReal;
 282     smc.fY1 = yReal;
 283
 284     //Find average value of z for front face of SM
 285     Double_t zReal = 0.;
 286     Int_t nPoints = zval.size();
 287     for(Int_t iz = 0; iz < nPoints; iz++) {
 288       zReal += zval[iz];
 289     }
 290     if(nPoints > 0) zReal = zReal/nPoints;
 291
 292     if(smodnum%2==0) {
 293       smc.fZ1 = zReal-zpos;  //z measured is along end,
 294     } else {                 //convert to middle of SM
 295       smc.fZ1 = zReal+zpos;
 296     }
 297
 298     Double_t roll = ( TMath::ATan((yval[5]-yval[3])/(xval[5]-xval[3])) //4X04 and 4X06
 299                       + TMath::ATan((yval[4]-yval[2])/(xval[4]-xval[2])) )/2.; //4X05 and 4X03
 300     smc.fPhi = 90. + roll*TMath::RadToDeg();
 301
 302     //Note pitch calc only uses first 8 values, even though 10 are
 303     //measured on the topmost modules
 304     Double_t pitch = ( TMath::ATan((zval[0]-zval[1])/(yval[1]-yval[0])) //4X01 and 4X02
 305                        + TMath::ATan((zval[2]-zval[3])/(yval[3]-yval[2])) //4X03 and 4X04
 306                        + TMath::ATan((zval[4]-zval[5])/(yval[5]-yval[4])) //4X05 and 4X06
 307                        + TMath::ATan((zval[6]-zval[7])/(yval[7]-yval[6])) )/4.; //4X07 and 4X08
 308     smc.fTheta = 0. + pitch*TMath::RadToDeg();
 309
 310     Double_t yaw = ( TMath::ATan((zval[3]-zval[5])/(xval[5]-xval[3])) //4X04 and 4X06
 311                      + TMath::ATan((zval[2]-zval[4])/(xval[4]-xval[2])) //4X03 and 4X05
 312                      + TMath::ATan((zval[1]-zval[7])/(xval[7]-xval[1])) //4X02 and 4X08
 313                      + TMath::ATan((zval[0]-zval[6])/(xval[6]-xval[0])) )/4.; //4X01 and 4X07
 314     smc.fPsi = 0. + yaw*TMath::RadToDeg();
 315
 316   }//loop over supermodules
 317
 318   fSuperModuleData = new AliEMCALSuperModuleDelta[fNSuperModule];
 319
 320   for (Int_t i = 0; i < fNSuperModule; ++i) {
 321     const AliEMCALSuperModuleCoords &real = realSM[i];
 322     const AliEMCALSuperModuleCoords &ideal = idealSM[i];
 323     AliEMCALSuperModuleDelta &t = fSuperModuleData[i];
 324     t.fXShift = real.fX1 - ideal.fX1;
 325     t.fYShift = real.fY1 - ideal.fY1;
 326     t.fZShift = real.fZ1 - ideal.fZ1;
 327     t.fPhi = real.fPhi - ideal.fPhi;
 328     t.fTheta = real.fTheta - ideal.fTheta;
 329     t.fPsi = real.fPsi - ideal.fPsi;
 330
 331     printf("===================== SM %d =======================\n",i);
 332     printf("real x (%.2f) - ideal x (%.2f) = shift in x (%.2f)\n",real.fX1,ideal.fX1,t.fXShift);
 333     printf("real y (%.2f) - ideal y (%.2f) = shift in y (%.2f)\n",real.fY1,ideal.fY1,t.fYShift);
 334     printf("real z (%.2f) - ideal z (%.2f) = shift in z (%.2f)\n",real.fZ1,ideal.fZ1,t.fZShift);
 335     printf("real theta (%.2f) - ideal theta (%.2f) = shift in theta %.2f\n",real.fTheta,ideal.fTheta,t.fTheta);
 336     printf("real psi (%.2f) - ideal psi (%.2f) = shift in psi %.2f\n",real.fPsi,ideal.fPsi,t.fPsi);
 337     printf("real phi (%.2f) - ideal phi (%.2f) = shift in phi %.2f\n",real.fPhi,ideal.fPhi,t.fPhi);
 338     printf("===================================================\n");
 339   }
 340
 341   delete [] realSM;
 342   delete [] idealSM;
 343 }
 344
 345
 346 //____________________________________________________________________________
 347 void AliEMCALSurvey::InitSuperModuleData(const Double_t *xReal, const Double_t *yReal, const Double_t *zReal)
 348 {
 349   ///////////////////////////////////////
 350   //Old dummy file way of doing it
 351   //////////////////////////////////////
 352   AliEMCALGeometry *geom = AliEMCALGeometry::GetInstance();
 353   //Center of supermodules
 354   Float_t *pars = geom->GetSuperModulesPars();
 355   Double_t rpos = (geom->GetEnvelop(0) + geom->GetEnvelop(1))/2.;
 356   Double_t phi, phiRad, xpos, ypos, zpos;
 357
 358   AliEMCALSuperModuleCoords *idealSM = new AliEMCALSuperModuleCoords[fNSuperModule];
 359   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 360     AliEMCALSuperModuleCoords &smc = idealSM[smodnum];
 361     phiRad = geom->GetPhiCenterOfSM(smodnum); //comes in radians
 362     phi = phiRad*180./TMath::Pi(); //need degrees for AliAlignObjParams
 363     xpos = rpos * TMath::Cos(phiRad);
 364     ypos = rpos * TMath::Sin(phiRad);
 365     zpos = pars[2];
 366     if(geom->GetKey110DEG() && smodnum >= 10) {
 367       xpos += (pars[1]/2. * TMath::Sin(phiRad));
 368       ypos -= (pars[1]/2. * TMath::Cos(phiRad));
 369     }
 370     smc.fX1 = xpos;
 371     smc.fY1 = ypos;
 372     if(smodnum%2==0) {
 373       smc.fZ1 = zpos;
 374     } else {
 375       smc.fZ1 = -zpos;
 376     }
 377
 378   }
 379
 380   AliEMCALSuperModuleCoords *realSM = new AliEMCALSuperModuleCoords[fNSuperModule];
 381   for (Int_t smodnum = 0; smodnum < geom->GetNumberOfSuperModules(); ++smodnum) {
 382     AliEMCALSuperModuleCoords &smc = realSM[smodnum];
 383     zpos = pars[2];
 384     smc.fX1 = xReal[smodnum];  //x and y match
 385     smc.fY1 = yReal[smodnum];  //x and y match
 386     if(smodnum%2==0) {
 387       smc.fZ1 = zReal[smodnum]-zpos;  //z measured is along end,
 388     } else {                          //convert to middle of SM
 389       smc.fZ1 = zReal[smodnum]+zpos;
 390     }
 391   }
 392
 393   fSuperModuleData = new AliEMCALSuperModuleDelta[fNSuperModule];
 394
 395   for (Int_t i = 0; i < fNSuperModule; ++i) {
 396     const AliEMCALSuperModuleCoords &real = realSM[i];
 397     const AliEMCALSuperModuleCoords &ideal = idealSM[i];
 398     AliEMCALSuperModuleDelta &t = fSuperModuleData[i];
 399     t.fTheta = TMath::ATan(real.fZ1  / real.fX1) -
 400                TMath::ATan(ideal.fZ1 / ideal.fX1);
 401     t.fTheta *= TMath::RadToDeg();
 402     t.fPsi = 0.;
 403     t.fPhi = TMath::ATan(real.fY1 / real.fX1) - TMath::ATan(ideal.fY1 / ideal.fX1);
 404     t.fPhi *= TMath::RadToDeg();
 405     t.fXShift = real.fX1 - ideal.fX1;
 406     t.fYShift = real.fY1 - ideal.fY1;
 407     t.fZShift = real.fZ1 - ideal.fZ1;
 408
 409     printf("===================== SM %d =======================\n",i);
 410     printf("real x (%.2f) - ideal x (%.2f) = shift in x (%.2f)\n",real.fX1,ideal.fX1,t.fXShift);
 411     printf("real y (%.2f) - ideal y (%.2f) = shift in y (%.2f)\n",real.fY1,ideal.fY1,t.fYShift);
 412     printf("real z (%.2f) - ideal z (%.2f) = shift in z (%.2f)\n",real.fZ1,ideal.fZ1,t.fZShift);
 413     printf("theta %.2f\n",t.fTheta);
 414     printf("psi %.2f\n",t.fPsi);
 415     printf("phi %.2f\n",t.fPhi);
 416     printf("===================================================\n");
 417   }
 418
 419   delete [] realSM;
 420   delete [] idealSM;
 421 }
 422