Sorry, missed error in GetLastDet.
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSgeom.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 // ITS geometry manipulation routines.                               //
20 // Created April 15 1999.                                            //
21 // version: 0.0.0                                                    //
22 // By: Bjorn S. Nilsen                                               //
23 // version: 0.0.1                                                    //
24 // Updated May 27 1999.                                              //
25 // Added Cylindrical random and global based changes.                //
26 // Added  function PrintComparison.                                  //
27 // Modified and added functions Feb. 7 2006                          //
28 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
29
30
31 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
32 //     The local coordinate system by, default, is show in the following
33 // figures. Also shown are the ladder numbering scheme.
34 //Begin_Html
35 /*
36 <img src="picts/ITS/AliITSgeomMatrix_L1.gif">
37 </pre>
38 <br clear=left>
39 <font size=+2 color=blue>
40 <p>This shows the relative geometry differences between the ALICE Global
41 coordinate system and the local detector coordinate system.
42 </font>
43 <pre>
44
45 <pre>
46 <img src="picts/ITS/its1+2_convention_front_5.gif">
47 </pre>
48 <br clear=left>
49 <font size=+2 color=blue>
50 <p>This shows the front view of the SPDs and the orientation of the local
51 pixel coordinate system. Note that the inner pixel layer has its y coordinate
52 in the opposite direction from all of the other layers.
53 </font>
54 <pre>
55
56 <pre>
57 <img src="picts/ITS/its3+4_convention_front_5.gif">
58 </pre>
59 <br clear=left>
60 <font size=+2 color=blue>
61 <p>This shows the front view of the SDDs and the orientation of the local
62 pixel coordinate system.
63 </font>
64 <pre>
65
66 <pre>
67 <img src="picts/ITS/its5+6_convention_front_5.gif">
68 </pre>
69 <br clear=left>
70 <font size=+2 color=blue>
71 <p>This shows the front view of the SSDs and the orientation of the local
72 pixel coordinate system.
73 </font>
74 <pre>
75 */
76 //End_Html
77 //
78 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
79
80 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
81 //
82 // version: 0
83 // Written by Bjorn S. Nilsen
84 //
85 // Data Members:
86 //
87 // TString    fVersion 
88 //     Transformation version.
89 // Int_t      fTrans
90 //     Flag to keep track of which transformation 
91 // Int_t      fNmodules
92 //      The total number of modules
93 // Int_t fNlayers
94 //     The number of ITS layers for this geometry. By default this
95 //  is 6, but can be modified by the creator function if there are
96 // more layers defined.
97 //
98 // TArrayI fNlad
99 //     A pointer to an array fNlayers long containing the number of 
100 // ladders for each layer. This array is typically created and filled 
101 // by the AliITSgeom creator function.
102 //
103 // TArrayI fNdet
104 //     A pointer to an array fNlayers long containing the number of
105 // active detector volumes for each ladder. This array is typically
106 // created and filled by the AliITSgeom creator function.
107 //
108 // TObjArray fGm containing objects of type AliITSgeomMatrix
109 //     A pointer to an array of AliITSgeomMatrix classes. One element 
110 // per module (detector) in the ITS. AliITSgeomMatrix basicly contains
111 // all of the necessary information about the detector and it's coordinate
112 // transformations.
113 //
114 // TObjArray fShape containting objects of type AliITSgeom
115 //     A pointer to an array of TObjects containing the detailed shape
116 // information for each type of detector used in the ITS. For example
117 // I have created AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, and 
118 // AliITSsegmenttionSSD as example structures, derived from TObjects, 
119 // to hold the detector information. I would recommend that one element 
120 // in each of these structures, that which describes the shape of the 
121 // active volume, be one of the ROOT classes derived from TShape. In this 
122 // way it would be easy to have the display program display the correct 
123 // active ITS volumes. See the example classes AliITSgeomSPD, 
124 // AliITSgeomSDD, and AliITSgeomSSD for a more detailed 
125 // example.
126 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
127 #include <Riostream.h>
128 #include <ctype.h>
129
130 #include <TRandom.h>
131 #include <TSystem.h>
132 #include <TArrayI.h>
133
134 #include "AliITSgeomSPD.h"
135 #include "AliITSgeomSDD.h"
136 #include "AliITSgeomSSD.h"
137 #include "AliITSgeom.h"
138 #include "AliLog.h"
139
140 ClassImp(AliITSgeom)
141
142 //______________________________________________________________________
143 AliITSgeom::AliITSgeom():
144 TObject(),
145 fVersion("GEANT"),// Transformation version.
146 fTrans(0),       // Flag to keep track of which transformation 
147 fNmodules(0),    // The total number of modules
148 fNlayers(0),     // The number of layers.
149 fNlad(),         //[] Array of the number of ladders/layer(layer)
150 fNdet(),         //[] Array of the number of detector/ladder(layer)
151 fGm(0,0),        // Structure of translation. and rotation.
152 fShape(0,0)      // Array of shapes and detector information.
153 {
154     //     The default constructor for the AliITSgeom class. It, by default,
155     // sets fNlayers to zero and zeros all pointers.
156     // Do not allocate anything zero everything.
157     // Inputs:
158     //    none.
159     // Outputs:
160     //    none.
161     // Return:
162     //    a zeroed AliITSgeom object.
163
164     fGm.SetOwner(kTRUE);
165     fShape.SetOwner(kTRUE);
166     return;
167 }
168 //______________________________________________________________________
169 AliITSgeom::AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
170                        const Int_t *ndets,Int_t mods):
171 TObject(),
172 fVersion("GEANT"),    // Transformation version.
173 fTrans(itype),       // Flag to keep track of which transformation 
174 fNmodules(mods),     // The total number of modules
175 fNlayers(nlayers),   // The number of layers.
176 fNlad(nlayers,nlads),//[] Array of the number of ladders/layer(layer)
177 fNdet(nlayers,ndets),//[] Array of the number of detector/ladder(layer)
178 fGm(mods,0),         // Structure of translation. and rotation.
179 fShape(5,0)          // Array of shapes and detector information.
180 {
181     //     A simple constructor to set basic geometry class variables
182     // Inputs:
183     //      Int_t itype   the type of transformation kept.
184     //                    bit 0 => Standard GEANT
185     //                    bit 1 => ITS tracking
186     //                    bit 2 => A change in the coordinate system has been made.
187     //                    others are still to be defined as needed.
188     //      Int_t nlayers The number of ITS layers also set the size of the arrays
189     //      Int_t *nlads  an array of the number of ladders for each layer. This
190     //                    array must be nlayers long.
191     //      Int_t *ndets  an array of the number of detectors per ladder for each
192     //                    layer. This array must be nlayers long.
193     //      Int_t mods    The number of modules. Typically the sum of all the 
194     //                    detectors on every layer and ladder.
195     // Outputs:
196     //     none
197     // Return:
198     //     A properly inilized AliITSgeom object.
199
200     fGm.SetOwner(kTRUE);
201     fShape.SetOwner(kTRUE);
202     return;
203 }
204 //______________________________________________________________________
205 void AliITSgeom::Init(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
206                       const Int_t *ndets,Int_t mods){
207     //     A simple Inilizer to set basic geometry class variables
208     // Inputs:
209     //      Int_t itype   the type of transformation kept.
210     //                    bit 0 => Standard GEANT
211     //                    bit 1 => ITS tracking
212     //                    bit 2 => A change in the coordinate system has been made.
213     //                    others are still to be defined as needed.
214     //      Int_t nlayers The number of ITS layers also set the size of the arrays
215     //      Int_t *nlads  an array of the number of ladders for each layer. This
216     //                    array must be nlayers long.
217     //      Int_t *ndets  an array of the number of detectors per ladder for each
218     //                    layer. This array must be nlayers long.
219     //      Int_t mods    The number of modules. Typically the sum of all the 
220     //                    detectors on every layer and ladder.
221     // Outputs:
222     //     none
223     // Return:
224     //     A properly inilized AliITSgeom object.
225
226     fVersion  = "GEANT";     // Transformation version.
227     fTrans    = itype;       // Flag to keep track of which transformation 
228     fNmodules = mods;        // The total number of modules
229     fNlayers  = nlayers;     // The number of layers.
230     fNlad.Set(nlayers,nlads);//[] Array of the number of ladders/layer(layer)
231     fNdet.Set(nlayers,ndets);//[] Array of the number of detector/ladder(layer)
232     fGm.Clear();
233     fGm.Expand(mods);        // Structure of translation. and rotation.
234     fGm.SetOwner(kTRUE);
235     fShape.Clear();
236     fShape.Expand(5);         // Array of shapes and detector information.
237     fShape.SetOwner(kTRUE);
238     return;
239 }
240 //______________________________________________________________________
241 void AliITSgeom::CreateMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
242                               AliITSDetector idet,const Double_t tran[3],
243                               const Double_t rot[10]){
244     // Given the translation vector tran[3] and the rotation matrix rot[1],
245     // this function creates and adds to the TObject Array fGm the
246     // AliITSgeomMatrix object.
247     // The rot[10] matrix is set up like:
248     /*   / rot[0]  rot[1]  rot[2] \
249     //  |  rot[3]  rot[4]  rot[5]  |
250     //   \ rot[6]  rot[7]  rot[8] /  if(rot[9]!=0) then the Identity matrix
251     // is used regardless of the values in rot[0]-rot[8].
252     */
253     // Inputs:
254     //    Int_t           mod     The module number. The location in TObjArray
255     //    Int_t           lay     The layer where this module is
256     //    Int_t           lad     On which ladder this module is
257     //    Int_t           det     Which detector on this ladder this module is
258     //    AliITSDetector idet     The type of detector see AliITSgeom.h
259     //    Double_t       tran[3]  The translation vector
260     //    Double_t       rot[10]  The rotation matrix.
261     // Outputs:
262     //    none
263     // Return:
264     //    none.
265     Int_t id[3];
266     Double_t r[3][3] = {{1.0,0.0,0.0},{0.0,1.0,0.0},{0.0,0.0,1.0}};
267
268     if(mod<0||mod>=fGm.GetSize()){ 
269         Error("CreateMatrix","mod=%d is out of bounds max value=%d",mod,
270               fGm.GetSize());
271         return;
272     } // end if
273     delete fGm.At(mod);
274     id[0] = lay; id[1] = lad; id[2] = det;
275     if(rot[9]!=0.0) { // null rotation
276         r[0][0] = rot[0]; r[0][1] = rot[1]; r[0][2] = rot[2];
277         r[1][0] = rot[3]; r[1][1] = rot[4]; r[1][2] = rot[5];
278         r[2][0] = rot[6]; r[2][1] = rot[7]; r[2][2] = rot[8];
279     } // end if
280     fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(idet,id,r,tran),mod);
281 }
282 //______________________________________________________________________
283 AliITSgeom::~AliITSgeom(){
284     //     The destructor for the AliITSgeom class. If the arrays fNlad,
285     // fNdet, or fGm have had memory allocated to them, there pointer values
286     // are non zero, then this memory space is freed and they are set
287     // to zero. In addition, fNlayers is set to zero. The destruction of
288     // TObjArray fShape is, by default, handled by the TObjArray destructor.
289     // Inputs:
290     //    none.
291     // Outputs:
292     //    none.
293     // Return:
294     //    none.
295
296     return;
297 }
298 //______________________________________________________________________
299 void AliITSgeom::ReadNewFile(const char *filename){
300     // It is generally preferred to define the geometry in AliITSgeom
301     // directly from the GEANT geometry, see AliITSvPPRasymm.cxx for
302     // and example. Under some circumstances this may not be possible.
303     // This function will read in a formatted file for all of the
304     // information needed to define the geometry in AliITSgeom.
305     // Unlike the older file format, this file may contain comments
306     // and the order of the data does not need to be completely
307     // respected. A file can be created using the function WriteNewFile
308     // defined below.
309     // Inputs:
310     //    const char *filename The file name of the file to be read in.
311     // Outputs:
312     //     none
313     // Return:
314     //     none.
315     Int_t ncmd=9;
316     const char *cmda[]={"Version"        ,"fTrans"  ,"fNmodules",
317                         "fNlayers"       ,"fNladers","fNdetectors",
318                         "fNDetectorTypes","fShape"  ,"Matrix"};
319     Int_t i,j,lNdetTypes,ldet;
320     char cmd[20],c;
321     AliITSgeomMatrix *m=0;
322     ifstream *fp=0;
323     char *filtmp=0;
324     Bool_t arrayGm = kFALSE, arrayShape = kFALSE;
325
326     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
327     AliInfo(Form("Reading New .det file %s",filtmp));
328     fp = new ifstream(filtmp,ios::in);  // open file to write
329     while(fp->get(c)!=NULL){ // for ever loop
330         if(c==' ') continue; // remove blanks
331         if(c=='\n') continue;
332         if(c=='#' || c=='!') {while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; continue;}
333         if(c=='/'){
334             fp->get(c);{
335                 if(c=='/') {while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; continue;}
336                 if(c=='*'){
337                   NotYet:
338                     while(fp->get(c)) if(c=='*') break;
339                     fp->get(c);{
340                         if(c=='/') continue;
341                         goto NotYet;
342                     } //
343                 } // end if c=='*'
344             } // end if second /
345         } // end if first /
346         fp->putback(c);
347         *fp >> cmd;
348         for(i=0;i<ncmd;i++) if(strcmp(cmd,cmda[i])==0) break;
349         switch (i){
350         case 0:   // Version
351             while(isspace(fp->peek())) fp->get(); // skip spaces
352             if(isdigit(fp->peek())){ // new TString
353                 *fp >> j;
354                 fVersion.Resize(j);
355                 for(j=0;j<fVersion.Length();j++) *fp >> fVersion[j];
356             }else{
357                 fVersion.Resize(20);
358                 for(j=0;isprint(fp->peek())&&j<20;j++) *fp >> fVersion[j];
359             } // end if isdigit
360             break;
361         case 1:  // fTrans
362             *fp >> fTrans;
363             break;
364         case 2:  // fNModules
365             *fp >> fNmodules;
366             fGm.Clear();
367             fGm.Expand(fNmodules);
368             fGm.SetOwner(kTRUE);
369             arrayGm = kTRUE;
370             break;
371         case 3:  // fNlayers
372             *fp >> fNlayers;
373             fNlad.Set(fNlayers);
374             fNdet.Set(fNlayers);
375             break;
376         case 4:  // fNladers
377             for(j=0;j<fNlayers;j++) *fp >> fNlad[j];
378             break;
379         case 5:  // fNdetectors
380             for(j=0;j<fNlayers;j++) *fp >> fNdet[j];
381             break;
382         case 6:  // fNDetectorTypes
383             *fp >> lNdetTypes;
384             fShape.Clear();
385             fShape.Expand(lNdetTypes);
386             fShape.SetOwner(kTRUE);
387             arrayShape = kTRUE;
388             break;
389         case 7:  // fShape
390             *fp >> ldet;
391             if(!arrayShape) fShape.Expand(5);
392             fShape.SetOwner(kTRUE);
393             switch (ldet){
394             case kSPD :{
395                 AliITSgeomSPD *spd = new AliITSgeomSPD();
396                 *fp >> *spd;
397                 ReSetShape(ldet,spd);
398             } break;
399             case kSDD : case kSDDp:{
400                 AliITSgeomSDD *sdd = new AliITSgeomSDD();
401                 *fp >> *sdd;
402                 ReSetShape(ldet,sdd);
403             }break;
404             case kSSD : case kSSDp :{
405                 AliITSgeomSSD *ssd = new AliITSgeomSSD();
406                 *fp >> *ssd;
407                 ReSetShape(ldet,ssd);
408             }break;
409             default:{
410                 AliError(Form("Unknown fShape type number=%d c=%c",ldet,c));
411                 while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; // skip to end of line.
412             }break;
413             } // end switch
414             break;
415         case 8:  // Matrix
416             *fp >> ldet;
417             if(!arrayGm){
418                 fGm.Clear();
419                 fGm.Expand(2270);
420                 arrayGm = kTRUE;
421             } // end if
422             if(ldet<0||ldet>=fGm.GetSize()){
423                 Error("ReadNewFile","ldet<0||ldet>=fGm.GetSize()=%d",
424                       ldet,fGm.GetSize());
425                 return;
426             } // end if
427             delete fGm.At(ldet);
428             fGm.AddAt((TObject*)new AliITSgeomMatrix(),ldet);
429             m = (AliITSgeomMatrix*) fGm.At(ldet);
430             *fp >> *m;
431             m = 0;
432             break;
433         default:
434             AliError(Form("ReadNewFile","Data line i=%d c=%c",i,c));
435             while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; // skip this line
436             break;
437         } // end switch i
438     } // end while
439     delete fp;
440
441     return;
442 }
443 //______________________________________________________________________
444 void AliITSgeom::WriteNewFile(const char *filename)const{
445     // Writes AliITSgeom, AliITSgeomMatrix, and the defined 
446     // AliITSgeomS*D classes to a file in a format that 
447     // is more readable and commendable.
448     // Inputs:
449     //     const char *filename The file name of the file to be write to.
450     // Outputs:
451     //     none
452     // Return:
453     //     none
454     ofstream *fp;
455     Int_t i;
456     char *filtmp;
457
458     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
459     fp = new ofstream(filtmp,ios::out);  // open file to write
460     *fp << "//Comment lines begin with two //, one #, or one !" << endl;
461     *fp << "#Blank lines are skipped including /* and */ sections." << endl;
462     *fp << "!and, in principle the order of the lines is not important" <<endl;
463     *fp << "/* In AliITSgeom.h are defined an enumerated type called" << endl;
464     *fp << " AliITSDetectors These are kSPD=" << (Int_t) kSPD ;
465     *fp << ", kSDD=" << (Int_t) kSDD << ", kSSD=" << (Int_t) kSSD;
466     *fp << ", kSSDp=" << (Int_t) kSSDp << ", and kSDDp=" << (Int_t) kSDDp;
467     *fp << "*/" << endl;
468     *fp << "Version "<< fVersion.Length()<<" " << fVersion.Data() << endl;//This should be consistent
469                                            // with the geometry version.
470     *fp << "fTrans " << fTrans << endl;
471     *fp << "fNmodules " << fNmodules << endl;
472     *fp << "fNlayers " << fNlayers << endl;
473     *fp << "fNladers ";
474     for(i=0;i<fNlayers;i++) *fp << fNlad[i] << " ";
475     *fp << endl;
476     *fp << "fNdetectors ";
477     for(i=0;i<fNlayers;i++) *fp << fNdet[i] << " ";
478     *fp << endl;
479     *fp << "fNDetectorTypes " << fShape.GetEntriesFast() << endl;
480     for(i=0;i<fShape.GetEntriesFast();i++){
481         if(!IsShapeDefined(i)) continue; // only print out used shapes.
482         switch (i){
483         case kSPD :
484             *fp << "fShape " << (Int_t) kSPD << " ";
485             *fp << *((AliITSgeomSPD*)(fShape.At(i)));
486             break;
487         case kSDD :
488             *fp << "fShape " << (Int_t) kSDD << " ";
489             *fp << *((AliITSgeomSDD*)(fShape.At(i)));
490             break;
491         case kSSD : case kSSDp :
492             *fp << "fShape " << i << " ";
493             *fp << *((AliITSgeomSSD*)(fShape.At(i)));
494             break;
495         default:
496             Error("AliITSgeom::WriteNewFile","Unknown Shape value");
497         } // end switch (i)
498     } // end for i
499     for(i=0;i<fNmodules;i++){
500         *fp << "Matrix " << i << " ";
501         *fp << *GetGeomMatrix(i);
502     } // end for i
503     *fp << "//End of File" << endl;;
504
505     delete fp;
506     return;
507 }
508 //______________________________________________________________________
509 AliITSgeom::AliITSgeom(const char *filename):
510 TObject(),
511 fVersion("test"),// Transformation version.
512 fTrans(0),       // Flag to keep track of which transformation 
513 fNmodules(0),    // The total number of modules
514 fNlayers(0),     // The number of layers.
515 fNlad(),         // TArrayI of the number of ladders/layer(layer)
516 fNdet(),         // TArrayI of the number of detector/ladder(layer)
517 fGm(0,0),        // TObjArray Structure of translation. and rotation.
518 fShape(0,0)      // TObjArray of detector geom.
519 {
520     //     The constructor for the AliITSgeom class. All of the data to fill
521     // this structure is read in from the file given my the input filename.
522     // Inputs:
523     //    const char *filename The file name of the file to be read in.
524     // Outputs:
525     //    none
526     // Return:
527     //    An AliITSgeom class initialized from a file.
528     FILE     *pf=0;
529     Int_t    i,lm=0,id[3];
530     Int_t    l,a,d;
531     Float_t  x,y,z,o,p,q,r,s,t;
532     Double_t rot6[6],tran[3];
533     char     buf[200],*buff=0; // input character buffer;
534     char    *filtmp;
535
536     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
537     Info("AliITSgeom","reading old .det file %s",filtmp);
538     fVersion="GEANT5";
539     pf = fopen(filtmp,"r");
540
541     fNlayers = 6; // set default number of ladders
542   TryAgain:
543     fNlad.Set(fNlayers);
544     fNdet.Set(fNlayers);
545     fNmodules = 0;
546     // find the number of ladders and detectors in this geometry.
547     for(i=0;i<fNlayers;i++){fNlad[i]=fNdet[i]=0;} // zero out arrays
548     while(fgets(buf,200,pf)!=NULL){ // for ever loop
549         for(i=0;i<200;i++)if(buf[i]!=' '){ // remove blank spaces.
550             buff = &(buf[i]);
551             break;
552         } // end for i
553         // remove blank lines and comments.
554         if(buff[0]=='\n'||buff[0]=='#'||buff[0]=='!'||
555            (buff[0]=='/'&&buff[1]=='/')) continue;
556         if(isalpha(buff[0])) { // must be the new file formated file.
557             fclose(pf);
558             ReadNewFile(filename);
559             return;
560         } // end if isalpha(buff[0])
561         sscanf(buff,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
562                &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
563         if(l>lm) lm = l;
564         if(l<1 || l>fNlayers) {
565             printf("error in file %s layer=%d min. is 1 max is %d Trying new format\n",
566                    filename,l,fNlayers);
567             fclose(pf);
568             ReadNewFile(filename);
569             return;
570             //continue;
571         }// end if l
572         fNmodules++;
573         if(l<=fNlayers&&fNlad[l-1]<a) fNlad[l-1] = a;
574         if(l<=fNlayers&&fNdet[l-1]<d) fNdet[l-1] = d;
575     } // end while ever loop
576     if(lm>fNlayers){
577         fNlayers = lm;
578         goto TryAgain;
579     } // end if lm>fNlayers
580     // counted the number of ladders and detectors now allocate space.
581     fGm.Expand(fNmodules);
582     fGm.SetOwner(kTRUE);
583     fShape.SetOwner(kTRUE);
584
585     // Set up Shapes for a default configuration of 6 layers.
586     fTrans   = 0; // standard GEANT global/local coordinate system.
587     // prepare to read in transforms
588     lm = 0; // reuse lm as counter of modules.
589     rewind(pf); // start over reading file
590     while(fgets(buf,200,pf)!=NULL){ // for ever loop
591         for(i=0;i<200;i++)if(buf[i]!=' '){ // remove blank spaces.
592             buff = &(buf[i]);
593             break;
594         } // end for i
595         // remove blank lines and comments.
596         if(buff[0]=='\n'||buff[0]=='#'||buff[0]=='!'||
597            (buff[0]=='/'&&buff[1]=='/')) continue;
598         x = y = z = o = p = q = r = s = t = 0.0;
599         sscanf(buff,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
600                &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
601         if(l<1 || l>fNlayers) {
602             Warning("AliITSgeom","error in file %s layer=%d min. is 1 max is %d",
603                    filename,l,fNlayers);
604             continue;
605         }// end if l
606         id[0] = l;id[1] = a;id[2] = d;
607         tran[0] = tran[1] = tran[2]  = 0.0;
608         tran[0] = (Double_t)x;tran[1] = (Double_t)y;tran[2] = (Double_t)z;
609         rot6[0] = rot6[1] = rot6[2] = rot6[3] = rot6[4] = rot6[5] =0.0;
610         rot6[0] = (Double_t)o;rot6[1] = (Double_t)p;rot6[2] = (Double_t)q;
611         rot6[3] = (Double_t)r;rot6[4] = (Double_t)s;rot6[5] = (Double_t)t;
612         if(lm<0||lm>=fGm.GetSize()){
613             Error("AliITSgeom(filename)","lm<0||lm>=fGm.GetSize()=%d",
614                   lm,fGm.GetSize());
615             return;
616         } // end if
617         switch (l){
618         case 1: case 2: // layer 1 or2 SPD
619             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSPD,id,tran),lm++);
620             break;
621         case 3: case 4: // layer 3 or 4 SDD
622             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSDD,id,tran),lm++);
623             break;
624         case 5: case 6: // layer 5 or 6 SSD
625             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSSD,id,tran),lm++);
626             break;
627         } // end switch
628     } // end while ever loop
629     fclose(pf);
630 }
631 //______________________________________________________________________
632 AliITSgeom::AliITSgeom(const AliITSgeom &source) : TObject(source){
633     //     The copy constructor for the AliITSgeom class. It calls the
634     // = operator function. See the = operator function for more details.
635     // Inputs:
636     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
637     //                         a copy of.
638     // Outputs:
639     //     none.
640     // Return:
641     //     none.
642
643     *this = source;  // Just use the = operator for now.
644     return;
645 }
646 //______________________________________________________________________
647 AliITSgeom& AliITSgeom::operator=(const AliITSgeom &source){
648     //     The = operator function for the AliITSgeom class. It makes an
649     // independent copy of the class in such a way that any changes made
650     // to the copied class will not affect the source class in any way.
651     // This is required for many ITS alignment studies where the copied
652     // class is then modified by introducing some misalignment.
653     // Inputs:
654     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
655     //                         a copy of.
656     // Outputs:
657     //     none.
658     // Return:
659     //     *this The a new copy of source.
660     Int_t i;
661
662     if(this == &source) return *this; // don't assign to ones self.
663
664     // if there is an old structure allocated delete it first.
665     this->fGm.Clear();
666     this->fShape.Clear();
667
668     this->fVersion  = source.fVersion;
669     this->fTrans    = source.fTrans;
670     this->fNmodules = source.fNmodules;
671     this->fNlayers = source.fNlayers;
672     this->fNlad.Set(fNlayers,source.fNlad.GetArray());
673     this->fNdet.Set(fNlayers,source.fNdet.GetArray());
674     this->fShape.Expand(source.fShape.GetEntriesFast());
675     for(i=0;i<source.fShape.GetEntriesFast();i++)
676         this->fShape.AddAt(new TObject(*(source.fShape.At(i))),i);
677     this->fShape.SetOwner(kTRUE);
678     this->fGm.Expand(this->fNmodules);
679     this->fGm.SetOwner(kTRUE);
680     for(i=0;i<this->fNmodules;i++)
681         if(i<0||i>=fGm.GetSize()){
682             Error("ReadNewFile","i<0||i>=fGm.GetSize()=%d",
683                   i,fGm.GetSize());
684             return *this;
685         } // end if
686         this->fGm.AddAt(new TObject(*(source.fGm.At(i))),i);
687     return *this;
688 }
689 //______________________________________________________________________
690 Int_t AliITSgeom::GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const{
691     //      This routine computes the module index number from the layer,
692     // ladder, and detector numbers. The number of ladders and detectors
693     // per layer is determined when this geometry package is constructed,
694     // see AliITSgeom(const char *filename) for specifics.
695     // Inputs:
696     //    Int_t lay  The layer number. Starting from 1.
697     //    Int_t lad  The ladder number. Starting from 1.
698     //    Int_t det  The detector number. Starting from 1.
699     // Outputs:
700     //    none.
701     // Return:
702     //    the module index number, starting from zero.
703     Int_t i,j,k,id[3];
704
705     i = fNdet[lay-1] * (lad-1) + det - 1;
706     j = 0;
707     for(k=0;k<lay-1;k++) j += fNdet[k]*fNlad[k];
708     i = i+j;
709     if(i>=fNmodules) return -1;
710     GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
711     if(id[0]==lay&&id[1]==lad&&id[2]==det) return i;
712     // Array of modules fGm is not in expected order. Search for this index
713     for(i=0;i<fNmodules;i++){
714         GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
715         if(id[0]==lay&&id[1]==lad&&id[2]==det) return i;
716     } // end for i
717     // This layer ladder and detector combination does not exist return -1.
718     return -1;
719 }
720 //______________________________________________________________________
721 void AliITSgeom::GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)const{
722     //      This routine computes the layer, ladder and detector number 
723     // given the module index number. The number of ladders and detectors
724     // per layer is determined when this geometry package is constructed,
725     // see AliITSgeom(const char *filename) for specifics.
726     // Inputs:
727     //     Int_t index  The module index number, starting from zero.
728     // Outputs:
729     //     Int_t lay    The layer number. Starting from 1.
730     //     Int_t lad    The ladder number. Starting from 1.
731     //     Int_t det    The detector number. Starting from 1.
732     // Return:
733     //     none.
734     Int_t id[3];
735     AliITSgeomMatrix *g = GetGeomMatrix(index);
736
737     if (g == 0x0){
738         Error("GetModuleId","Can not get GeoMatrix for index = %d",index);
739         lay = -1; lad = -1; det = -1;
740     }else{
741         g->GetIndex(id);
742         lay = id[0]; lad = id[1]; det = id[2];
743     }// End if
744     return;
745     // The old way kept for posterity.
746 /*
747     Int_t i,j,k;
748     j = 0;
749     for(k=0;k<fNlayers;k++){
750         j += fNdet[k]*fNlad[k];
751         if(j>index)break;
752     } // end for k
753     lay = k+1;
754     i = index -j + fNdet[k]*fNlad[k];
755     j = 0;
756     for(k=0;k<fNlad[lay-1];k++){
757         j += fNdet[lay-1];
758         if(j>i)break;
759     } // end for k
760     lad = k+1;
761     det = 1+i-fNdet[lay-1]*k;
762     return;
763 */
764 }
765 //______________________________________________________________________
766 Int_t AliITSgeom::GetNDetTypes(Int_t &max)const{
767     // Finds and returns the number of detector types used and the
768     // maximum detector type value. Only counts id >=0 (no undefined
769     // values. See AliITSgeom.h for list of AliITSDetecor enumerated types.
770     // Inputs:
771     //    none.
772     // Outputs:
773     //    The maximum detector type used
774     // Return:
775     //    The number of detector types used
776     Int_t i,*n,id;
777
778     max = -1;
779     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
780         id = GetModuleType(i);
781         if(id>max) max=id;
782     } // end for i
783     n = new Int_t[max+1];
784     for(i=0;i<max;i++) n[i] = 0;
785     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
786         id = GetModuleType(i);
787         if(id>-1)n[id]++; // note id=-1 => undefined.
788     } // end for i
789     id = 0;
790     for(i=0;i<max;i++) if(n[i]!=0) id++;
791     delete[] n;
792     return id+1;
793 }
794 //______________________________________________________________________
795 Int_t AliITSgeom::GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const{
796     // Finds and returns the number of detector types used and the
797     // number of each detector type. Only counts id >=0 (no undefined
798     // values. See AliITSgeom.h for list of AliITSDetecor enumerated types.
799     // Inputs:
800     //    none.
801     // Outputs:
802     //    The maximum detector type used
803     // Return:
804     //    The number of detector types used
805     Int_t i,j,*n,id,max;
806
807     max = -1;
808     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
809         id = GetModuleType(i);
810         if(id>max) max=id;
811     } // end for i
812     n = new Int_t[max+1];
813     for(i=0;i<max;i++) n[i] = 0;
814     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
815         id = GetModuleType(i);
816         if(id>-1)n[id]++; // note id=-1 => undefined.
817     } // end for i
818     id = 0;
819     for(i=0;i<=max;i++) if(n[i]!=0) id++;
820     maxs.Set(id);
821     j = 0;
822     for(i=0;i<=max;i++) if(n[i]!=0){
823         maxs[j] = n[i];
824         types[j++] = (AliITSDetector) i;
825     } // end for i/end if
826     delete[] n;
827     return id;
828 }
829 //______________________________________________________________________
830 Int_t AliITSgeom::GetStartDet(Int_t dtype)const{
831     // returns the starting module index value for a give type of detector id.
832     // This assumes that the detector types are different on different layers
833     // and that they are not mixed up.
834     // Inputs:
835     //    Int_t dtype A detector type number. 0 for SPD, 1 for SDD, and 2 for SSD.
836     // Outputs:
837     //    none.
838     // Return:
839     //    the module index for the first occurrence of that detector type.
840
841     switch(dtype){
842     case 0:
843         return GetModuleIndex(1,1,1);
844         break;
845     case 1:
846         return GetModuleIndex(3,1,1);
847         break;
848     case 2:
849         return GetModuleIndex(5,1,1);
850         break;
851     default:
852         Warning("GetStartDet","undefined detector type %d",dtype);
853         return 0;
854     } // end switch
855
856     Warning("GetStartDet","undefined detector type %d",dtype);
857     return 0;
858 }
859 //______________________________________________________________________
860 Int_t AliITSgeom::GetLastDet(Int_t dtype)const{
861     // returns the last module index value for a give type of detector id.
862     // This assumes that the detector types are different on different layers
863     // and that they are not mixed up.
864     // Inputs:
865     //     Int_t dtype A detector type number. 0 for SPD, 1 for SDD, and 2 for SSD.
866     // Outputs:
867     // Return:
868     //     the module index for the last occurrence of that detector type.
869
870     switch((AliITSDetector)dtype){
871     case kSPD:
872         return GetModuleIndex(3,1,1)-1;
873         break;
874     case kSDD:
875         return GetModuleIndex(5,1,1)-1;
876         break;
877     case kSSD:
878         return GetIndexMax();
879         break;
880     case kSSDp: case kSDDp: case kND:
881     default:
882         Warning("GetLastDet","undefined detector type %d",dtype);
883         return 0;
884     } // end switch
885
886     Warning("GetLastDet","undefined detector type %d",dtype);
887     return 0;
888 }
889 //______________________________________________________________________
890 void AliITSgeom::PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other)const{
891     //     This function was primarily created for diagnostic reasons. It
892     // print to a file pointed to by the file pointer fp the difference
893     // between two AliITSgeom classes. The format of the file is basically,
894     // define d? to be the difference between the same element of the two
895     // classes. For example dfrx = this->GetGeomMatrix(i)->frx 
896     // - other->GetGeomMatrix(i)->frx.
897     // if(at least one of dfx0, dfy0, dfz0,dfrx,dfry,dfrz are non zero) then
898     // print layer ladder detector dfx0 dfy0 dfz0 dfrx dfry dfrz
899     // if(at least one of the 9 elements of dfr[] are non zero) then print
900     // layer ladder detector dfr[0] dfr[1] dfr[2]
901     //                       dfr[3] dfr[4] dfr[5]
902     //                       dfr[6] dfr[7] dfr[8]
903     // Only non zero values are printed to save space. The differences are
904     // typical written to a file because there are usually a lot of numbers
905     // printed out and it is usually easier to read them in some nice editor
906     // rather than zooming quickly past you on a screen. fprintf is used to
907     // do the printing. The fShapeIndex difference is not printed at this time.
908     // Inputs:
909     //    FILE *fp           A file pointer to an opened file for writing in which
910     //                       the results of the comparison will be written.
911     //    AliITSgeom *other  The other AliITSgeom class to which this one is
912     //                       being compared.
913     // Outputs:
914     //    none.
915     // Return:
916     //    none.
917     Int_t    i,j,idt[3],ido[3];
918     Double_t tt[3],to[3];  // translation
919     Double_t rt[3],ro[3];  // phi in radians
920     Double_t mt[3][3],mo[3][3]; // matrices
921     AliITSgeomMatrix *gt,*go;
922     Bool_t   t;
923
924     for(i=0;i<this->fNmodules;i++){
925         gt  =  this->GetGeomMatrix(i);
926         go  = other->GetGeomMatrix(i);
927         gt->GetIndex(idt);
928         go->GetIndex(ido);
929         t = kFALSE;
930         for(i=0;i<3;i++) t = t&&idt[i]!=ido[i];
931         if(t) fprintf(fp,"%4.4d %1.1d %2.2d %2.2d %1.1d %2.2d %2.2d\n",i,
932                       idt[0],idt[1],idt[2],ido[0],ido[1],ido[2]);
933         gt->GetTranslation(tt);
934         go->GetTranslation(to);
935         gt->GetAngles(rt);
936         go->GetAngles(ro);
937         t = kFALSE;
938         for(i=0;i<3;i++) t = t&&tt[i]!=to[i];
939         if(t) fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dTrans=%f %f %f drot=%f %f %f\n",
940                       idt[0],idt[1],idt[2],
941                       tt[0]-to[0],tt[1]-to[1],tt[2]-to[2],
942                       rt[0]-ro[0],rt[1]-ro[1],rt[2]-ro[2]);
943         t = kFALSE;
944         gt->GetMatrix(mt);
945         go->GetMatrix(mo);
946         for(i=0;i<3;i++)for(j=0;j<3;j++)  t = mt[i][j] != mo[i][j];
947         if(t){
948             fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dfr= %e %e %e\n",
949                     idt[0],idt[1],idt[2],
950                     mt[0][0]-mo[0][0],mt[0][1]-mo[0][1],mt[0][2]-mo[0][2]);
951             fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
952                     mt[1][0]-mo[1][0],mt[1][1]-mo[1][1],mt[1][2]-mo[1][2]);
953             fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
954                     mt[2][0]-mo[2][0],mt[2][1]-mo[2][1],mt[2][2]-mo[2][2]);
955         } // end if t
956     } // end for i
957     return;
958 }
959 //______________________________________________________________________
960 void AliITSgeom::PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const{
961     //     This function prints out the coordinate transformations for
962     // the particular detector defined by layer, ladder, and detector
963     // to the file pointed to by the File pointer fp. fprintf statements
964     // are used to print out the numbers. The format is
965     // layer ladder detector Trans= fx0 fy0 fz0 rot= frx fry frz 
966     // Shape=fShapeIndex
967     //                         dfr= fr[0] fr[1] fr[2]
968     //                         dfr= fr[3] fr[4] fr[5]
969     //                         dfr= fr[6] fr[7] fr[8]
970     // By indicating which detector, some control over the information 
971     // is given to the user. The output it written to the file pointed
972     // to by the file pointer fp. This can be set to stdout if you want.
973     // Inputs:
974     //     FILE *fp           A file pointer to an opened file for writing in which
975     //                        the results of the comparison will be written.
976     //     Int_t lay          The layer number. Starting from 1.
977     //     Int_t lad          The ladder number. Starting from 1.
978     //     Int_t det          The detector number. Starting from 1.
979     // Outputs:
980     //     none
981     // Return:
982     //     none.
983     AliITSgeomMatrix *gt;
984     Double_t t[3],r[3],m[3][3];
985
986     gt = this->GetGeomMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det));
987     gt->GetTranslation(t);
988     gt->GetAngles(r);
989     fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d Trans=%f %f %f rot=%f %f %f Shape=%d\n",
990             lay,lad,det,t[0],t[1],t[2],r[0],r[1],r[2],
991             gt->GetDetectorIndex());
992     gt->GetMatrix(m);
993     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[0][0],m[0][1],m[0][2]);
994     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[1][0],m[1][1],m[1][2]);
995     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[2][0],m[2][1],m[2][2]);
996     return;
997 }
998 //______________________________________________________________________
999 ofstream & AliITSgeom::PrintGeom(ofstream &rb)const{
1000     //     Stream out an object of class AliITSgeom to standard output.
1001     // Intputs:
1002     //     ofstream &rb    The output streaming buffer.
1003     // Outputs:
1004     //     none.
1005     // Return:
1006     //     ofstream &rb    The output streaming buffer.
1007     Int_t i,nshapes;
1008
1009     rb.setf(ios::scientific);
1010     rb << fTrans << " ";
1011     rb << fNmodules << " ";
1012     rb << fNlayers << " ";
1013     for(i=0;i<fNlayers;i++) rb << fNlad[i] << " ";
1014     for(i=0;i<fNlayers;i++) rb << fNdet[i] << "\n";
1015     for(i=0;i<fNmodules;i++) {
1016         rb <<setprecision(16) << *(GetGeomMatrix(i)) << "\n";
1017     } // end for i
1018     nshapes = fShape.GetEntries();
1019     rb << nshapes <<endl;
1020     for(i=0;i<nshapes;i++) if(fShape.At(i)!=0) switch (i){
1021     case kSPD:
1022         rb << kSPD <<","<< (AliITSgeomSPD*)(fShape.At(kSPD));
1023         break;
1024     case kSDD:
1025         rb << kSDD <<","<< (AliITSgeomSDD*)(fShape.At(kSDD));
1026         break;
1027     case kSSD:
1028         rb << kSSD <<","<< (AliITSgeomSSD*)(fShape.At(kSSD));
1029         break;
1030     case kSSDp:
1031         rb << kSSDp <<","<< (AliITSgeomSSD*)(fShape.At(kSSDp));
1032         break;
1033     case kSDDp:
1034         rb << kSDDp <<","<< (AliITSgeomSDD*)(fShape.At(kSDDp));
1035         break;
1036     } // end for i / switch
1037     return rb;
1038 }
1039 //______________________________________________________________________
1040 ifstream & AliITSgeom::ReadGeom(ifstream &rb){
1041     //     Stream in an object of class AliITSgeom from standard input.
1042     // Intputs:
1043     //     ifstream &rb    The input streaming buffer.
1044     // Outputs:
1045     //     none.
1046     // Return:
1047     //     ifstream &rb    The input streaming buffer.
1048     Int_t i,j;
1049
1050     fGm.Clear();
1051
1052     rb >> fTrans >> fNmodules >> fNlayers;
1053     fNlad.Set(fNlayers);
1054     fNdet.Set(fNlayers);
1055     for(i=0;i<fNlayers;i++) rb >> fNlad[i];
1056     for(i=0;i<fNlayers;i++) rb >> fNdet[i];
1057     fGm.Expand(fNmodules);
1058     fGm.SetOwner(kTRUE);
1059     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1060         if(i<0||i>=fGm.GetSize()){
1061             Error("ReadGeom","i<0||i>=fGm.GetSize()=%d",
1062                   i,fGm.GetSize());
1063             return rb;
1064         } // end if
1065         fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix,i);
1066         rb >> *(GetGeomMatrix(i));
1067     } // end for i
1068     rb >> i;
1069     fShape.Expand(i);
1070     fShape.SetOwner(kTRUE);
1071     for(i=0;i<fShape.GetEntries();i++) {
1072         rb >> j;
1073         switch (j){
1074         case kSPD:{
1075             AliITSgeomSPD *s = new AliITSgeomSPD();
1076             rb >> *s;
1077             fShape.AddAt(s,kSPD);}
1078             break;
1079         case kSDD:{
1080             AliITSgeomSDD *s = new AliITSgeomSDD();
1081             rb >> *s;
1082             fShape.AddAt(s,kSDD);}
1083             break;
1084         case kSSD:{
1085             AliITSgeomSSD *s = new AliITSgeomSSD();
1086             rb >> *s;
1087             fShape.AddAt(s,kSSD);}
1088             break;
1089         case kSSDp:{
1090             AliITSgeomSSD *s = new AliITSgeomSSD();
1091             rb >> *s;
1092             fShape.AddAt(s,kSSDp);}
1093             break;
1094         case kSDDp:{
1095             AliITSgeomSDD *s = new AliITSgeomSDD();
1096             rb >> *s;
1097             fShape.AddAt(s,kSDDp);}
1098             break;
1099         } // end  switch
1100     } //  end for i
1101     return rb;
1102 }
1103 //______________________________________________________________________
1104 //     The following routines modify the transformation of "this"
1105 // geometry transformations in a number of different ways.
1106 //______________________________________________________________________
1107 void AliITSgeom::GlobalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot){
1108     //     This function performs a Cartesian translation and rotation of
1109     // the full ITS from its default position by an amount determined by
1110     // the three element arrays tran and rot. If every element
1111     // of tran and rot are zero then there is no change made
1112     // the geometry. The change is global in that the exact same translation
1113     // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
1114     // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
1115     // and those of the rotation are in radians. The elements of tran
1116     // are tran[0] = x, tran[1] = y, and tran[2] = z.
1117     // The elements of rot are rot[0] = rx, rot[1] = ry, and
1118     // rot[2] = rz. A change in x will move the hole ITS in the ALICE
1119     // global x direction, the same for a change in y. A change in z will
1120     // result in a translation of the ITS as a hole up or down the beam line.
1121     // A change in the angles will result in the inclination of the ITS with
1122     // respect to the beam line, except for an effective rotation about the
1123     // beam axis which will just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
1124     // Intputs:
1125     //     Float_t *tran   A 3 element array representing the global translations.
1126     //                     the elements are x,y,z in cm.
1127     //     Float_t *rot    A 3 element array representing the global rotation
1128     //                     angles about the three axis x,y,z in radians
1129     // Outputs:
1130     //     none.
1131     // Return:
1132     //     none.
1133     Int_t    i,j;
1134     Double_t t[3],r[3];
1135     AliITSgeomMatrix *g;
1136
1137     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1138     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1139         g = this->GetGeomMatrix(i);
1140         g->GetTranslation(t);
1141         g->GetAngles(r);
1142         for(j=0;j<3;j++){
1143             t[j] += tran[j];
1144             r[j] += rot[j];
1145         } // end for j
1146         g->SetTranslation(t);
1147         g->SetAngles(r);
1148     } // end for i
1149     return;
1150 }
1151 //______________________________________________________________________
1152 void AliITSgeom::GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,
1153                                           const Float_t *rot){
1154     //     This function performs a cylindrical translation and rotation of
1155     // each ITS element by a fixed about in radius, rphi, and z from its
1156     // default position by an amount determined by the three element arrays
1157     // tran and rot. If every element of tran and
1158     // rot are zero then there is no change made the geometry. The
1159     // change is global in that the exact same distance change in translation
1160     // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
1161     // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
1162     // and those of the rotation are in radians. The elements of tran
1163     // are tran[0] = r, tran[1] = rphi, and tran[2] = z.
1164     // The elements of rot are rot[0] = rx, rot[1] = ry, and
1165     // rot[2] = rz. A change in r will results in the increase of the
1166     // radius of each layer by the same about. A change in rphi will results in
1167     // the rotation of each layer by a different angle but by the same
1168     // circumferential distance. A change in z will result in a translation
1169     // of the ITS as a hole up or down the beam line. A change in the angles
1170     // will result in the inclination of the ITS with respect to the beam
1171     // line, except for an effective rotation about the beam axis which will
1172     // just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
1173     // Intputs:
1174     //     Float_t *tran   A 3 element array representing the global translations.
1175     //                     the elements are r,theta,z in cm/radians.
1176     //     Float_t *rot    A 3 element array representing the global rotation
1177     //                     angles about the three axis x,y,z in radians
1178     // Outputs:
1179     //     none.
1180     // Return:
1181     //     none.
1182     Int_t    i,j;
1183     Double_t t[3],ro[3],r,r0,phi,rphi;
1184     AliITSgeomMatrix *g;
1185
1186     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1187     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1188         g = this->GetGeomMatrix(i);
1189         g->GetTranslation(t);
1190         g->GetAngles(ro);
1191         r = r0= TMath::Hypot(t[1],t[0]);
1192         phi   = TMath::ATan2(t[1],t[0]);
1193         rphi  = r0*phi;
1194         r    += tran[0];
1195         rphi += tran[1];
1196         phi   = rphi/r0;
1197         t[0]  = r*TMath::Cos(phi);
1198         t[1]  = r*TMath::Sin(phi);
1199         t[2] += tran[2];
1200         for(j=0;j<3;j++){
1201             ro[j] += rot[j];
1202         } // end for j
1203         g->SetTranslation(t);
1204         g->SetAngles(ro);
1205     } // end for i
1206     return;
1207 }
1208 //______________________________________________________________________
1209 void AliITSgeom::RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot){
1210     //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
1211     // rotation about the present global position of each active
1212     // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
1213     // is determined by the three element array stran, for the
1214     // x y and z translations, and the three element array srot,
1215     // for the three rotation about the axis x y and z.
1216     // Intputs:
1217     //     Float_t *stran  A 3 element array representing the global translations
1218     //                     variances. The elements are x,y,z in cm.
1219     //     Float_t *srot   A 3 element array representing the global rotation
1220     //                     angles variances about the three axis x,y,z in radians.
1221     // Outputs:
1222     //     none.
1223     // Return:
1224     //     none.
1225     Int_t    i,j;
1226     Double_t t[3],r[3];
1227     AliITSgeomMatrix *g;
1228
1229     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1230     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1231         g = this->GetGeomMatrix(i);
1232         g->GetTranslation(t);
1233         g->GetAngles(r);
1234         for(j=0;j<3;j++){
1235             t[j] += gRandom->Gaus(0.0,stran[j]);
1236             r[j] += gRandom->Gaus(0.0, srot[j]);
1237         } // end for j
1238         g->SetTranslation(t);
1239         g->SetAngles(r);
1240     } // end for i
1241     return;
1242 }
1243 //______________________________________________________________________
1244 void AliITSgeom::RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,
1245                                           const Float_t *srot){
1246     //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
1247     // rotation about the present global position of each active
1248     // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
1249     // is determined by the three element array stran, for the
1250     // r rphi and z translations, and the three element array srot,
1251     // for the three rotation about the axis x y and z. This random change
1252     // in detector position allow for the simulation of a random uncertainty
1253     // in the detector positions of the ITS.
1254     // Intputs:
1255     //     Float_t *stran  A 3 element array representing the global translations
1256     //                     variances. The elements are r,theta,z in cm/radians.
1257     //     Float_t *srot   A 3 element array representing the global rotation
1258     //                     angles variances about the three axis x,y,z in radians.
1259     // Outputs:
1260     //     none.
1261     // Return:
1262     //     none.
1263     Int_t    i,j;
1264     Double_t t[3],ro[3],r,r0,phi,rphi;
1265     TRandom ran;
1266     AliITSgeomMatrix *g;
1267
1268     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1269     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1270         g = this->GetGeomMatrix(i);
1271         g->GetTranslation(t);
1272         g->GetAngles(ro);
1273         r = r0= TMath::Hypot(t[1],t[0]);
1274         phi   = TMath::ATan2(t[1],t[0]);
1275         rphi  = r0*phi;
1276         r    += ran.Gaus(0.0,stran[0]);
1277         rphi += ran.Gaus(0.0,stran[1]);
1278         phi   = rphi/r0;
1279         t[0]  = r*TMath::Cos(phi);
1280         t[1]  = r*TMath::Sin(phi);
1281         t[2] += ran.Gaus(0.0,stran[2]);
1282         for(j=0;j<3;j++){
1283             ro[j] += ran.Gaus(0.0, srot[j]);
1284         } // end for j
1285         g->SetTranslation(t);
1286         g->SetAngles(ro);
1287     } // end for i
1288     return;
1289 }
1290 //______________________________________________________________________
1291 void AliITSgeom::GeantToTracking(const AliITSgeom &source){
1292     //     Copy the geometry data but change it to go between the ALICE
1293     // Global coordinate system to that used by the ITS tracking. A slightly
1294     // different coordinate system is used when tracking. This coordinate 
1295     // system is only relevant when the geometry represents the cylindrical
1296     // ALICE ITS geometry. For tracking the Z axis is left alone but X-> -Y
1297     // and Y-> X such that X always points out of the ITS cylinder for every
1298     // layer including layer 1 (where the detectors are mounted upside down).
1299     //Begin_Html
1300     /*
1301       <img src="picts/ITS/AliITSgeomMatrix_T1.gif">
1302     */
1303     //End_Html
1304     // Input:
1305     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
1306     //                         a copy of.
1307     // Output:
1308     //     none.
1309     // Return:
1310     //     none.
1311     Int_t    i,j,k,l,id[3];
1312     Double_t r0[3][3],r1[3][3];
1313     Double_t a0[3][3] = {{0.,+1.,0.},{-1.,0.,0.},{0.,0.,+1.}};
1314     Double_t a1[3][3] = {{0.,-1.,0.},{+1.,0.,0.},{0.,0.,+1.}};
1315
1316     *this = source;  // copy everything
1317     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
1318         GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
1319         GetGeomMatrix(i)->GetMatrix(r0);
1320         if(id[0]==1){ // Layer 1 is treated different from the others.
1321             for(j=0;j<3;j++) for(k=0;k<3;k++){
1322                 r1[j][k] = 0.;
1323                 for(l=0;l<3;l++) r1[j][k] += a0[j][l]*r0[l][k];
1324             } // end for j,k
1325         }else{
1326             for(j=0;j<3;j++) for(k=0;k<3;k++){
1327                 r1[j][k] = 0.;
1328                 for(l=0;l<3;l++) r1[j][k] += a1[j][l]*r0[l][k];
1329             } // end for j,k
1330         } // end if
1331         GetGeomMatrix(i)->SetMatrix(r1);
1332     } // end for i
1333     this->fTrans = (this->fTrans && 0xfffe) + 1;  // set bit 0 true.
1334     return;
1335 }
1336 //______________________________________________________________________
1337 Int_t AliITSgeom::GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay)const{
1338     //      Finds the Detector (Module) that is nearest the point g [cm] in
1339     // ALICE Global coordinates. If layer !=0 then the search is restricted
1340     // to Detectors (Modules) in that particular layer.
1341     // Inputs:
1342     //     Double_t g[3]  The ALICE Cartesian global coordinate from which the
1343     //                    distance is to be calculated with.
1344     //     Int_t lay      The layer to restrict the search to. If layer=0 then
1345     //                    all layers are searched. Default is lay=0.
1346     // Output:
1347     //     none.
1348     // Return:
1349     //     The module number representing the nearest module.
1350     Int_t    i,l,a,e,in=0;
1351     Double_t d,dn=1.0e10;
1352     Bool_t   t=lay!=0; // skip if lay = 0 default value check all layers.
1353
1354     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1355         if(t){GetModuleId(i,l,a,e);if(l!=lay) continue;}
1356         if((d=GetGeomMatrix(i)->Distance2(g))<dn){
1357             dn = d;
1358             in = i;
1359         } // end if
1360     } // end for i
1361     return in;
1362 }
1363 //______________________________________________________________________
1364 void AliITSgeom::GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay)const{
1365     //      Finds 27 Detectors (Modules) that are nearest the point g [cm] in
1366     // ALICE Global coordinates. If layer !=0 then the search is restricted
1367     // to Detectors (Modules) in that particular layer. The number 27 comes 
1368     // from including the nearest detector and all those around it (up, down,
1369     // left, right, forwards, backwards, and the corners).
1370     // Input:
1371     //     Double_t g[3]  The ALICE Cartesian global coordinate from which the
1372     //                    distance is to be calculated with.
1373     //     Int_t lay      The layer to restrict the search to. If layer=0 then
1374     //                    all layers are searched. Default is lay=0.
1375     // Output:
1376     //     Int_t n[27]    The module number representing the nearest 27 modules
1377     //                    in order.
1378     // Return:
1379     //     none.
1380     Int_t    i,l,a,e,in[27]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,
1381                              0,0,0,0,0,0,0,0,0,
1382                              0,0,0,0,0,0,0,0,0,};
1383     Double_t d,dn[27]={1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1384                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1385                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1386                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1387                        1.0e10,1.0e10,1.0e10};
1388     Bool_t   t=(lay!=0); // skip if lay = 0 default value check all layers.
1389
1390     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1391         if(t){GetModuleId(i,l,a,e);if(l!=lay) continue;}
1392         for(a=0;a<27;a++){
1393             d = GetGeomMatrix(i)->Distance2(g);
1394             if(d<dn[a]){
1395                 for(e=26;e>a;e--){dn[e] = dn[e-1];in[e] = in[e-1];}
1396                 dn[a] = d; in[a] = i;
1397             } // end if d<dn[i]
1398         } // end for a
1399     } // end for i
1400     for(i=0;i<27;i++) n[i] = in[i];
1401 }
1402 //----------------------------------------------------------------------
1403 Double_t AliITSgeom::GetAverageRadiusOfLayer(Int_t layer,Double_t &range)const{
1404     // Loops over all modules for a given layer and computes the
1405     // average cylindrical radius (about the z axis) and the range of
1406     // radii covered by this layer. Units, [cm] the Alice default unit.
1407     // Input:
1408     //    Int_t layer     The layer for which the average radii is to be found
1409     // Output:
1410     //    Double_t &range The range of radii covered by this layer
1411     // Return:
1412     //    The average radii for this layer.
1413     Double_t r=0.0,rmin=1.0e6,rmax=-1.0,rp,t[3],l[3],dl[3];
1414     Int_t    n=0,i,j,lay,lad,det;
1415     AliITSDetector idet;
1416
1417     for(i=0;i<GetIndexMax();i++) {
1418         GetModuleId(i,lay,lad,det);
1419         idet = GetModuleType(i);
1420         if(lay!=layer) continue;
1421         dl[0] = dl[1] = dl[2] = 0.0;
1422         if(IsShapeDefined((Int_t)idet)) {
1423             switch(idet){
1424             case kSPD:{
1425                 dl[0] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDx();
1426                 dl[1] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDy();
1427                 dl[2] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDz();
1428             } break;
1429             case kSDD: case kSDDp:{
1430                 dl[0] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDx();
1431                 dl[1] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDy();
1432                 dl[2] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDz();
1433             } break;
1434             case kSSD: case kSSDp:{
1435                 dl[0] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDx();
1436                 dl[1] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDy();
1437                 dl[2] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDz();
1438             } break;
1439             case kND:{
1440                 Warning("GetAverageRadiusOfLayer",
1441                         "idet=kND undefined detector type");
1442                 continue;
1443             }break;
1444             default:{
1445                 Warning("GetAverageRadiusOfLayer",
1446                         "idet=%d not a defined value",(Int_t)idet);
1447                 continue;
1448             }break;
1449             }// end switch.
1450         } // end of
1451         n++;
1452         GetTransCyln(i,t);
1453         rp = t[0];
1454         r += rp;
1455         if(rmin>rp) rmin = rp;
1456         if(rmax<rp) rmax = rp;
1457         for(j=0;j<8;j++){ // loop over the corners
1458             l[0] = dl[0];if(j%2==0) l[0] = -dl[0];
1459             l[1] = dl[1];if(j==2||j==3||j==6||j==7) l[1] = -dl[1];
1460             l[2] = dl[2];if(j>3) l[2] = -dl[2];
1461             LtoG(i,l,t);
1462             rp = TMath::Sqrt(t[0]*t[0]+t[1]*t[1]);
1463             if(rmin>rp) rmin = rp;
1464             if(rmax<rp) rmax = rp;
1465         } // end for j
1466     } // end for i
1467     r /= (Double_t)n;
1468     range = TMath::Max(rmax-r,r-rmin);
1469     return r;
1470 }
1471 //_______________________________________________________________________
1472 void AliITSgeom::DetLToTrackingV2(Int_t md, Float_t xin, Float_t zin, Float_t &yout, Float_t &zout) {
1473
1474   //Conversion from local coordinates on detectors to local
1475   //coordinates used for tracking ("v2")
1476   Float_t x,y,z; Double_t rt[9];GetTrans(md,x,y,z);GetRotMatrix(md,rt);
1477   Double_t al=TMath::ATan2(rt[1],rt[0])+TMath::Pi();
1478   yout=-(-xin+(x*TMath::Cos(al)+y*TMath::Sin(al)));
1479   if(md<(GetModuleIndex(2,1,1)-1))yout*=-1; zout=-zin+(Double_t)z; 
1480 }
1481
1482 //_______________________________________________________________________
1483 void AliITSgeom::TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,Float_t &xout,Float_t &zout) {
1484   //Conversion from local coordinates used for tracking ("v2") to
1485   //local detector coordinates
1486   
1487   Float_t x,y,z; Double_t rt[9];GetTrans(md,x,y,z);GetRotMatrix(md,rt);
1488   Double_t al=TMath::ATan2(rt[1],rt[0])+TMath::Pi();
1489   xout=yin;if(md<(GetModuleIndex(2,1,1)-1))xout=-xout;
1490   xout+=(x*TMath::Cos(al)+y*TMath::Sin(al));
1491   zout=-zin+(Double_t)z; 
1492 }