Bugs soved by Peter Hristov.
[u/mrichter/AliRoot.git] / HMPID / AliHMPIDParam.h
1 #ifndef AliHMPIDParam_h
2 #define AliHMPIDParam_h
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 #include <TMath.h>
9 #include <TNamed.h>        //base class
10 #include <TGeoManager.h>   //Instance()
11 #include <TGeoMatrix.h>   //Instance()
12 #include <TVector3.h>      //Lors2Mars() Mars2Lors()
13  
14 // Class providing all the needed parametrised information
15 // to construct the geometry, to define segmentation and to provide response model
16 // In future will also provide all the staff needed for alignment and calibration
17
18 class AliHMPIDParam :public TNamed  
19 {
20 public:
21 //ctor&dtor    
22   virtual        ~AliHMPIDParam() {
23     if (fgInstance){
24       for(Int_t i=0;i<7;i++){ delete fM[i]; fM[i] = 0x0;}
25       fgInstance=0;
26     }
27   }
28   
29   void     Print(Option_t *opt="") const;                                         //print current parametrization
30          
31   static inline AliHMPIDParam* Instance();                                //pointer to AliHMPIDParam singleton
32   static inline AliHMPIDParam* InstanceNoGeo();                           //pointer to AliHMPIDParam singleton without geometry.root for MOOD, displays, ...
33 //geo info
34   enum EChamberData{kMinCh=0,kMaxCh=6,kMinPc=0,kMaxPc=5};      //Segmenation
35   enum EPadxData{kPadPcX=80,kMinPx=0,kMaxPx=79,kMaxPcx=159};   //Segmentation structure along x
36   enum EPadyData{kPadPcY=48,kMinPy=0,kMaxPy=47,kMaxPcy=143};   //Segmentation structure along y 
37
38   static Float_t SizePadX    (                               )     {return fgCellX;                                  }  //pad size x, [cm]  
39   static Float_t SizePadY    (                               )     {return fgCellY;                                  }  //pad size y, [cm]  
40
41   static Float_t SizePcX    (                                )     {return fgPcX;                                    }  // PC size x
42   static Float_t SizePcY    (                                )     {return fgPcY;                                    }  // PC size y
43   static Float_t MaxPcX      (Int_t iPc                      )     {return fgkMaxPcX[iPc];                           }  // PC limits
44   static Float_t MaxPcY      (Int_t iPc                      )     {return fgkMaxPcY[iPc];                           }  // PC limits
45   static Float_t MinPcX      (Int_t iPc                      )     {return fgkMinPcX[iPc];                           }  // PC limits
46   static Float_t MinPcY      (Int_t iPc                      )     {return fgkMinPcY[iPc];                           }  // PC limits
47   static Int_t   Nsig        (                               )     {return fgSigmas;                                 }  //Getter n. sigmas for noise
48   static Float_t SizeAllX    (                               )     {return fgAllX;                                   }  //all PCs size x, [cm]        
49   static Float_t SizeAllY    (                               )     {return fgAllY;                                   }  //all PCs size y, [cm]    
50
51   static Float_t LorsX       (Int_t pc,Int_t padx             )     {return (padx    +0.5)*SizePadX()+fgkMinPcX[pc]; }  //center of the pad x, [cm]
52
53   static Float_t LorsY       (Int_t pc,Int_t pady            )     {return (pady    +0.5)*SizePadY()+fgkMinPcY[pc];  }  //center of the pad y, [cm]
54
55   inline static void   Lors2Pad(Float_t x,Float_t y,Int_t &pc,Int_t &px,Int_t &py);                                     //(x,y)->(pc,px,py) 
56
57   static Int_t   Abs         (Int_t ch,Int_t pc,Int_t x,Int_t y)   {return ch*100000000+pc*1000000+x*1000+y;         }  //(ch,pc,padx,pady)-> abs pad
58   static Int_t   DDL2C       (Int_t ddl                      )     {return ddl/2;                                    }  //ddl -> chamber
59   static Int_t   A2C         (Int_t pad                      )     {return pad/100000000;                            }  //abs pad -> chamber
60   static Int_t   A2P         (Int_t pad                      )     {return pad%100000000/1000000;                    }  //abs pad -> pc 
61   static Int_t   A2X         (Int_t pad                      )     {return pad%1000000/1000;                         }  //abs pad -> pad X 
62   static Int_t   A2Y         (Int_t pad                      )     {return pad%1000;                                 }  //abs pad -> pad Y 
63
64   static Bool_t  IsOverTh    (Float_t q                      )     {return q >= fgSigmas;                            }  //is digit over threshold?
65   
66   Double_t GetRefIdx         (                               )const{return fRadNmean;                                }  //refractive index of freon
67   Bool_t  GetInstType        (                               )const{return fgInstanceType;                            }  //return if the instance is from geom or ideal                        
68   
69   inline static Bool_t IsInDead(Float_t x,Float_t y        );                                                           //is the point in dead area?
70   static Bool_t  IsInside    (Float_t x,Float_t y,Float_t d=0)     {return  x>-d&&y>-d&&x<fgkMaxPcX[kMaxPc]+d&&y<fgkMaxPcY[kMaxPc]+d; } //is point inside chamber boundaries?
71
72             Double_t   MeanIdxRad              ()const {return 1.29204;}   //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Mean ref index C6F14
73             Double_t   MeanIdxWin              ()const {return 1.57819;}   //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Mean ref index quartz
74             Float_t    DistCut                 ()const {return 1.0;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Cut for MIP-TRACK residual 
75             Float_t    QCut                    ()const {return 100;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Separation PHOTON-MIP charge 
76             Float_t    MultCut                 ()const {return 200;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Multiplicity cut to activate WEIGHT procedure 
77
78             Double_t   RadThick                ()const {return 1.5;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Radiator thickness
79             Double_t   WinThick                ()const {return 0.5;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Window thickness
80             Double_t   GapThick                ()const {return 8.0;}       //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Proximity gap thickness
81             Double_t   WinIdx                  ()const {return 1.5787;}    //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Mean refractive index of WIN material (SiO2) 
82             Double_t   GapIdx                  ()const {return 1.0005;}    //<--TEMPORAR--> to be removed in future. Mean refractive index of GAP material (CH4)
83
84   static        Int_t      Stack(Int_t evt=-1,Int_t tid=-1);              //Print stack info for event and tid
85   static        Int_t      StackCount(Int_t pid,Int_t evt);               //Counts stack particles of given sort in given event  
86   static        void       IdealPosition(Int_t iCh,TGeoHMatrix *m);       //ideal position of given chamber 
87   //trasformation methodes
88   void     Lors2Mars   (Int_t c,Float_t x,Float_t y,Double_t *m,Int_t pl=kPc)const{Double_t z=0; switch(pl){case kPc:z=8.0;break; case kAnod:z=7.806;break; case kRad:z=-1.25; break;}   Double_t l[3]={x-fX,y-fY,z};  fM[c]->LocalToMaster(l,m); }    
89   TVector3 Lors2Mars   (Int_t c,Float_t x,Float_t y,            Int_t pl=kPc)const{Double_t m[3];Lors2Mars(c,x,y,m,pl); return TVector3(m);    }//MRS->LRS  
90   void     Mars2Lors   (Int_t c,Double_t *m,Float_t &x ,Float_t &y          )const{Double_t l[3];fM[c]->MasterToLocal(m,l);x=l[0]+fX;y=l[1]+fY;}//MRS->LRS
91   void     Mars2LorsVec(Int_t c,Double_t *m,Float_t &th,Float_t &ph         )const{Double_t l[3]; fM[c]->MasterToLocalVect(m,l); 
92                                                                                    Float_t pt=TMath::Sqrt(l[0]*l[0]+l[1]*l[1]); 
93                                                                                            th=TMath::ATan(pt/l[2]); 
94                                                                                            ph=TMath::ATan2(l[1],l[0]);}    
95   TVector3 Norm        (Int_t c                                             )const{Double_t n[3]; Norm(c,n); return TVector3(n);               }//norm 
96   void     Norm        (Int_t c,Double_t *n                                 )const{Double_t l[3]={0,0,1};fM[c]->LocalToMasterVect(l,n);        }//norm
97   void     Point       (Int_t c,Double_t *p,Int_t plane                     )const{Lors2Mars(c,0,0,p,plane);}      //point of given chamber plane
98
99   void     SetRefIdx      (Double_t refRadIdx                                  ) {fRadNmean = refRadIdx;}             //set refractive index of freon
100   void     SetSigmas      (Int_t sigmas                                        ) {fgSigmas = sigmas;}                 //set sigma cut    
101   void     SetInstanceType(Bool_t inst                                         ) {fgInstanceType = inst;}             //kTRUE if from geomatry kFALSE if from ideal geometry
102   //For PID
103   Double_t SigLoc      (Double_t trkTheta,Double_t trkPhi,Double_t ckovTh,Double_t ckovPh,Double_t beta);//error due to cathode segmetation
104   Double_t SigGeom     (Double_t trkTheta,Double_t trkPhi,Double_t ckovTh,Double_t ckovPh,Double_t beta);//error due to unknown photon origin
105   Double_t SigCrom     (Double_t trkTheta,Double_t trkPhi,Double_t ckovTh,Double_t ckovPh,Double_t beta);//error due to unknonw photon energy
106   Double_t Sigma2      (Double_t trkTheta,Double_t trkPhi,Double_t ckovTh,Double_t ckovPh              );//photon candidate sigma^2
107   
108   enum EPlaneId {kPc,kRad,kAnod};            //3 planes in chamber 
109   enum ETrackingFlags {kMipDistCut=-9,kMipQdcCut=-5,kNoPhotAccept=-11};     //flags for Reconstruction
110
111 protected:
112   static /*const*/ Float_t fgkMinPcX[6];                                                           //limits PC
113   static /*const*/ Float_t fgkMinPcY[6];                                                           //limits PC
114   static /*const*/ Float_t fgkMaxPcX[6];                                                           //limits PC
115   static /*const*/ Float_t fgkMaxPcY[6]; 
116
117   static Int_t    fgSigmas;                                                                        //sigma Cut
118   static Bool_t   fgInstanceType;                                                                  //kTRUE if from geomatry kFALSE if from ideal geometry
119
120   static Float_t fgCellX, fgCellY, fgPcX, fgPcY, fgAllX, fgAllY;                                   //definition of HMPID geometric parameters 
121          AliHMPIDParam(Bool_t noGeo);             //default ctor is protected to enforce it to be singleton
122
123   static AliHMPIDParam *fgInstance;   //static pointer  to instance of AliHMPIDParam singleton
124
125   TGeoHMatrix *fM[7];                 //pointers to matrices defining HMPID chambers rotations-translations
126   Float_t fX;                         //x shift of LORS with respect to rotated MARS 
127   Float_t fY;                         //y shift of LORS with respect to rotated MARS   
128   Double_t fRadNmean;                 //C6F14 mean index as a running parameter
129   
130 private:
131   AliHMPIDParam(const AliHMPIDParam& r);              //dummy copy constructor
132   AliHMPIDParam &operator=(const AliHMPIDParam& r);   //dummy assignment operator
133       
134   ClassDef(AliHMPIDParam,0)           //HMPID main parameters class
135 };
136
137 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
138 AliHMPIDParam* AliHMPIDParam::Instance()
139 {
140 // Return pointer to the AliHMPIDParam singleton. 
141 // Arguments: none
142 //   Returns: pointer to the instance of AliHMPIDParam or 0 if no geometry       
143   if(!fgInstance) new AliHMPIDParam(kFALSE);                                //default setting for reconstruction, if no geometry.root -> AliFatal
144   return fgInstance;  
145 }//Instance()    
146 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
147 AliHMPIDParam* AliHMPIDParam::InstanceNoGeo()
148 {
149 // Return pointer to the AliHMPIDParam singleton without the geometry.root. 
150 // Arguments: none
151 //   Returns: pointer to the instance of AliHMPIDParam or 0 if no geometry       
152   if(!fgInstance) new AliHMPIDParam(kTRUE);                               //to avoid AliFatal, for MOOD and displays, use ideal geometry parameters
153   return fgInstance;  
154 }//Instance()    
155 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
156 Bool_t AliHMPIDParam::IsInDead(Float_t x,Float_t y)
157 {
158 // Check is the current point is outside of sensitive area or in dead zones
159 // Arguments: x,y -position
160 //   Returns: 1 if not in sensitive zone           
161   for(Int_t iPc=0;iPc<6;iPc++)
162     if(x>=fgkMinPcX[iPc] && x<=fgkMaxPcX[iPc] && y>=fgkMinPcY[iPc] && y<=fgkMaxPcY [iPc]) return kFALSE; //in current pc
163   
164   return kTRUE;
165 }
166 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
167 void AliHMPIDParam::Lors2Pad(Float_t x,Float_t y,Int_t &pc,Int_t &px,Int_t &py)
168 {
169 // Check the pad of given position
170 // Arguments: x,y- position [cm] in LORS; pc,px,py- pad where to store the result
171 //   Returns: none
172   pc=px=py=-1;
173   if     (x>fgkMinPcX[0] && x<fgkMaxPcX[0]) {pc=0; px=Int_t( x               / SizePadX());}//PC 0 or 2 or 4
174   else if(x>fgkMinPcX[1] && x<fgkMaxPcX[1]) {pc=1; px=Int_t((x-fgkMinPcX[1]) / SizePadX());}//PC 1 or 3 or 5
175   else return;
176   if     (y>fgkMinPcY[0] && y<fgkMaxPcY[0]) {      py=Int_t( y               / SizePadY());}//PC 0 or 1
177   else if(y>fgkMinPcY[2] && y<fgkMaxPcY[2]) {pc+=2;py=Int_t((y-fgkMinPcY[2]) / SizePadY());}//PC 2 or 3
178   else if(y>fgkMinPcY[4] && y<fgkMaxPcY[4]) {pc+=4;py=Int_t((y-fgkMinPcY[4]) / SizePadY());}//PC 4 or 5
179   else return;
180 }
181 #endif