Correct formula for phi, in case of current local X <0, in GetLocalXat and GetPhiZat
[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 //______________________________________________________________________
170 AliITSgeom::AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
171                        const Int_t *ndets,Int_t mods):
172 TObject(),
173 fVersion("GEANT"),    // Transformation version.
174 fTrans(itype),       // Flag to keep track of which transformation 
175 fNmodules(mods),     // The total number of modules
176 fNlayers(nlayers),   // The number of layers.
177 fNlad(nlayers,nlads),//[] Array of the number of ladders/layer(layer)
178 fNdet(nlayers,ndets),//[] Array of the number of detector/ladder(layer)
179 fGm(mods,0),         // Structure of translation. and rotation.
180 fShape(5,0)          // Array of shapes and detector information.
181 {
182     //     A simple constructor to set basic geometry class variables
183     // Inputs:
184     //      Int_t itype   the type of transformation kept.
185     //                    bit 0 => Standard GEANT
186     //                    bit 1 => ITS tracking
187     //                    bit 2 => A change in the coordinate system 
188     //                    has been made. others are still to be defined 
189     //                    as needed.
190     //      Int_t nlayers The number of ITS layers also set the size of 
191     //                    the arrays
192     //      Int_t *nlads  an array of the number of ladders for each 
193     //                    layer. This array must be nlayers long.
194     //      Int_t *ndets  an array of the number of detectors per ladder
195     //                    for each layer. This array must be nlayers long.
196     //      Int_t mods    The number of modules. Typically the sum of all the 
197     //                    detectors on every layer and ladder.
198     // Outputs:
199     //     none
200     // Return:
201     //     A properly inilized AliITSgeom object.
202
203     fGm.SetOwner(kTRUE);
204     fShape.SetOwner(kTRUE);
205     return;
206 }
207 //______________________________________________________________________
208 void AliITSgeom::Init(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
209                       const Int_t *ndets,Int_t mods){
210     //     A simple Inilizer to set basic geometry class variables
211     // Inputs:
212     //      Int_t itype   the type of transformation kept.
213     //                    bit 0 => Standard GEANT
214     //                    bit 1 => ITS tracking
215     //                    bit 2 => A change in the coordinate system 
216     //                    has been made. others are still to be defined 
217     //                    as needed.
218     //      Int_t nlayers The number of ITS layers also set the size of 
219     //                    the arrays
220     //      Int_t *nlads  an array of the number of ladders for each 
221     //                    layer. This array must be nlayers long.
222     //      Int_t *ndets  an array of the number of detectors per ladder 
223     //                    for each layer. This array must be nlayers long.
224     //      Int_t mods    The number of modules. Typically the sum of all the 
225     //                    detectors on every layer and ladder.
226     // Outputs:
227     //     none
228     // Return:
229     //     A properly inilized AliITSgeom object.
230
231     fVersion  = "GEANT";     // Transformation version.
232     fTrans    = itype;       // Flag to keep track of which transformation 
233     fNmodules = mods;        // The total number of modules
234     fNlayers  = nlayers;     // The number of layers.
235     fNlad.Set(nlayers,nlads);//[] Array of the number of ladders/layer(layer)
236     fNdet.Set(nlayers,ndets);//[] Array of the number of detector/ladder(layer)
237     fGm.Clear();
238     fGm.Expand(mods);        // Structure of translation. and rotation.
239     fGm.SetOwner(kTRUE);
240     fShape.Clear();
241     fShape.Expand(5);         // Array of shapes and detector information.
242     fShape.SetOwner(kTRUE);
243     return;
244 }
245 //______________________________________________________________________
246 void AliITSgeom::CreateMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
247                               AliITSDetector idet,const Double_t tran[3],
248                               const Double_t rot[10]){
249     // Given the translation vector tran[3] and the rotation matrix rot[1],
250     // this function creates and adds to the TObject Array fGm the
251     // AliITSgeomMatrix object.
252     // The rot[10] matrix is set up like:
253     /*   / rot[0]  rot[1]  rot[2] \
254     //  |  rot[3]  rot[4]  rot[5]  |
255     //   \ rot[6]  rot[7]  rot[8] /  if(rot[9]!=0) then the Identity matrix
256     // is used regardless of the values in rot[0]-rot[8].
257     */
258     // Inputs:
259     //    Int_t           mod     The module number. The location in TObjArray
260     //    Int_t           lay     The layer where this module is
261     //    Int_t           lad     On which ladder this module is
262     //    Int_t           det     Which detector on this ladder this module is
263     //    AliITSDetector idet     The type of detector see AliITSgeom.h
264     //    Double_t       tran[3]  The translation vector
265     //    Double_t       rot[10]  The rotation matrix.
266     // Outputs:
267     //    none
268     // Return:
269     //    none.
270     Int_t id[3];
271     Double_t r[3][3] = {{1.0,0.0,0.0},{0.0,1.0,0.0},{0.0,0.0,1.0}};
272
273     if(mod<0||mod>=fGm.GetSize()){ 
274         Error("CreateMatrix","mod=%d is out of bounds max value=%d",mod,
275               fGm.GetSize());
276         return;
277     } // end if
278     delete fGm.At(mod);
279     id[0] = lay; id[1] = lad; id[2] = det;
280     if(rot[9]!=0.0) { // null rotation
281         r[0][0] = rot[0]; r[0][1] = rot[1]; r[0][2] = rot[2];
282         r[1][0] = rot[3]; r[1][1] = rot[4]; r[1][2] = rot[5];
283         r[2][0] = rot[6]; r[2][1] = rot[7]; r[2][2] = rot[8];
284     } // end if
285     fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(idet,id,r,tran),mod);
286 }
287 //______________________________________________________________________
288 AliITSgeom::~AliITSgeom(){
289     //     The destructor for the AliITSgeom class. If the arrays fNlad,
290     // fNdet, or fGm have had memory allocated to them, there pointer values
291     // are non zero, then this memory space is freed and they are set
292     // to zero. In addition, fNlayers is set to zero. The destruction of
293     // TObjArray fShape is, by default, handled by the TObjArray destructor.
294     // Inputs:
295     //    none.
296     // Outputs:
297     //    none.
298     // Return:
299     //    none.
300
301     return;
302 }
303 //______________________________________________________________________
304 void AliITSgeom::ReadNewFile(const char *filename){
305     // It is generally preferred to define the geometry in AliITSgeom
306     // directly from the GEANT geometry, see AliITSvPPRasymm.cxx for
307     // and example. Under some circumstances this may not be possible.
308     // This function will read in a formatted file for all of the
309     // information needed to define the geometry in AliITSgeom.
310     // Unlike the older file format, this file may contain comments
311     // and the order of the data does not need to be completely
312     // respected. A file can be created using the function WriteNewFile
313     // defined below.
314     // Inputs:
315     //    const char *filename The file name of the file to be read in.
316     // Outputs:
317     //     none
318     // Return:
319     //     none.
320     Int_t ncmd=9;
321     const char *cmda[]={"Version"        ,"fTrans"  ,"fNmodules",
322                         "fNlayers"       ,"fNladers","fNdetectors",
323                         "fNDetectorTypes","fShape"  ,"Matrix"};
324     Int_t i,j,lNdetTypes,ldet;
325     char cmd[20],c;
326     AliITSgeomMatrix *m=0;
327     ifstream *fp=0;
328     char *filtmp=0;
329     Bool_t arrayGm = kFALSE, arrayShape = kFALSE;
330
331     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
332     AliInfo(Form("Reading New .det file %s",filtmp));
333     fp = new ifstream(filtmp,ios::in);  // open file to write
334     while(fp->get(c)!=NULL){ // for ever loop
335         if(c==' ') continue; // remove blanks
336         if(c=='\n') continue;
337         if(c=='#' || c=='!') {while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; continue;}
338         if(c=='/'){
339             fp->get(c);{
340                 if(c=='/') {while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; continue;}
341                 if(c=='*'){
342                   NotYet:
343                     while(fp->get(c)) if(c=='*') break;
344                     fp->get(c);{
345                         if(c=='/') continue;
346                         goto NotYet;
347                     } //
348                 } // end if c=='*'
349             } // end if second /
350         } // end if first /
351         fp->putback(c);
352         *fp >> cmd;
353         for(i=0;i<ncmd;i++) if(strcmp(cmd,cmda[i])==0) break;
354         switch (i){
355         case 0:   // Version
356             while(isspace(fp->peek())) fp->get(); // skip spaces
357             if(isdigit(fp->peek())){ // new TString
358                 *fp >> j;
359                 fVersion.Resize(j);
360                 for(j=0;j<fVersion.Length();j++) *fp >> fVersion[j];
361             }else{
362                 fVersion.Resize(20);
363                 for(j=0;isprint(fp->peek())&&j<20;j++) *fp >> fVersion[j];
364             } // end if isdigit
365             break;
366         case 1:  // fTrans
367             *fp >> fTrans;
368             break;
369         case 2:  // fNModules
370             *fp >> fNmodules;
371             fGm.Clear();
372             fGm.Expand(fNmodules);
373             fGm.SetOwner(kTRUE);
374             arrayGm = kTRUE;
375             break;
376         case 3:  // fNlayers
377             *fp >> fNlayers;
378             fNlad.Set(fNlayers);
379             fNdet.Set(fNlayers);
380             break;
381         case 4:  // fNladers
382             for(j=0;j<fNlayers;j++) *fp >> fNlad[j];
383             break;
384         case 5:  // fNdetectors
385             for(j=0;j<fNlayers;j++) *fp >> fNdet[j];
386             break;
387         case 6:  // fNDetectorTypes
388             *fp >> lNdetTypes;
389             fShape.Clear();
390             fShape.Expand(lNdetTypes);
391             fShape.SetOwner(kTRUE);
392             arrayShape = kTRUE;
393             break;
394         case 7:  // fShape
395             *fp >> ldet;
396             if(!arrayShape) fShape.Expand(5);
397             fShape.SetOwner(kTRUE);
398             switch (ldet){
399             case kSPD :{
400                 AliITSgeomSPD *spd = new AliITSgeomSPD();
401                 *fp >> *spd;
402                 ReSetShape(ldet,spd);
403             } break;
404             case kSDD : case kSDDp:{
405                 AliITSgeomSDD *sdd = new AliITSgeomSDD();
406                 *fp >> *sdd;
407                 ReSetShape(ldet,sdd);
408             }break;
409             case kSSD : case kSSDp :{
410                 AliITSgeomSSD *ssd = new AliITSgeomSSD();
411                 *fp >> *ssd;
412                 ReSetShape(ldet,ssd);
413             }break;
414             default:{
415                 AliError(Form("Unknown fShape type number=%d c=%c",ldet,c));
416                 while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; // skip to end of line.
417             }break;
418             } // end switch
419             break;
420         case 8:  // Matrix
421             *fp >> ldet;
422             if(!arrayGm){
423                 fGm.Clear();
424                 fGm.Expand(2270);
425                 arrayGm = kTRUE;
426             } // end if
427             if(ldet<0||ldet>=fGm.GetSize()){
428                 Error("ReadNewFile","ldet<0||ldet>=fGm.GetSize()=%d",
429                       ldet,fGm.GetSize());
430                 return;
431             } // end if
432             delete fGm.At(ldet);
433             fGm.AddAt((TObject*)new AliITSgeomMatrix(),ldet);
434             m = (AliITSgeomMatrix*) fGm.At(ldet);
435             *fp >> *m;
436             m = 0;
437             break;
438         default:
439             AliError(Form("ReadNewFile","Data line i=%d c=%c",i,c));
440             while(fp->get(c)) if(c=='\n') break; // skip this line
441             break;
442         } // end switch i
443     } // end while
444     delete fp;
445
446     return;
447 }
448 //______________________________________________________________________
449 void AliITSgeom::WriteNewFile(const char *filename)const{
450     // Writes AliITSgeom, AliITSgeomMatrix, and the defined 
451     // AliITSgeomS*D classes to a file in a format that 
452     // is more readable and commendable.
453     // Inputs:
454     //     const char *filename The file name of the file to be write to.
455     // Outputs:
456     //     none
457     // Return:
458     //     none
459     ofstream *fp;
460     Int_t i;
461     char *filtmp;
462
463     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
464     fp = new ofstream(filtmp,ios::out);  // open file to write
465     *fp << "//Comment lines begin with two //, one #, or one !" << endl;
466     *fp << "#Blank lines are skipped including /* and */ sections." << endl;
467     *fp << "!and, in principle the order of the lines is not important" <<endl;
468     *fp << "/* In AliITSgeom.h are defined an enumerated type called" << endl;
469     *fp << " AliITSDetectors These are kSPD=" << (Int_t) kSPD ;
470     *fp << ", kSDD=" << (Int_t) kSDD << ", kSSD=" << (Int_t) kSSD;
471     *fp << ", kSSDp=" << (Int_t) kSSDp << ", and kSDDp=" << (Int_t) kSDDp;
472     *fp << "*/" << endl;
473     *fp << "Version "<< fVersion.Length()<<" " << fVersion.Data() << endl;//
474                                                 // This should be consistent
475                                                 // with the geometry version.
476     *fp << "fTrans " << fTrans << endl;
477     *fp << "fNmodules " << fNmodules << endl;
478     *fp << "fNlayers " << fNlayers << endl;
479     *fp << "fNladers ";
480     for(i=0;i<fNlayers;i++) *fp << fNlad[i] << " ";
481     *fp << endl;
482     *fp << "fNdetectors ";
483     for(i=0;i<fNlayers;i++) *fp << fNdet[i] << " ";
484     *fp << endl;
485     *fp << "fNDetectorTypes " << fShape.GetEntriesFast() << endl;
486     for(i=0;i<fShape.GetEntriesFast();i++){
487         if(!IsShapeDefined(i)) continue; // only print out used shapes.
488         switch (i){
489         case kSPD :
490             *fp << "fShape " << (Int_t) kSPD << " ";
491             *fp << *((AliITSgeomSPD*)(fShape.At(i)));
492             break;
493         case kSDD :
494             *fp << "fShape " << (Int_t) kSDD << " ";
495             *fp << *((AliITSgeomSDD*)(fShape.At(i)));
496             break;
497         case kSSD : case kSSDp :
498             *fp << "fShape " << i << " ";
499             *fp << *((AliITSgeomSSD*)(fShape.At(i)));
500             break;
501         default:
502             Error("AliITSgeom::WriteNewFile","Unknown Shape value");
503         } // end switch (i)
504     } // end for i
505     for(i=0;i<fNmodules;i++){
506         *fp << "Matrix " << i << " ";
507         *fp << *GetGeomMatrix(i);
508     } // end for i
509     *fp << "//End of File" << endl;;
510
511     delete fp;
512     return;
513 }
514 //______________________________________________________________________
515 AliITSgeom::AliITSgeom(const char *filename):
516 TObject(),
517 fVersion("test"),// Transformation version.
518 fTrans(0),       // Flag to keep track of which transformation 
519 fNmodules(0),    // The total number of modules
520 fNlayers(0),     // The number of layers.
521 fNlad(),         // TArrayI of the number of ladders/layer(layer)
522 fNdet(),         // TArrayI of the number of detector/ladder(layer)
523 fGm(0,0),        // TObjArray Structure of translation. and rotation.
524 fShape(0,0)      // TObjArray of detector geom.
525 {
526     //     The constructor for the AliITSgeom class. All of the data to fill
527     // this structure is read in from the file given my the input filename.
528     // Inputs:
529     //    const char *filename The file name of the file to be read in.
530     // Outputs:
531     //    none
532     // Return:
533     //    An AliITSgeom class initialized from a file.
534     FILE     *pf=0;
535     Int_t    i,lm=0,id[3];
536     Int_t    l,a,d;
537     Float_t  x,y,z,o,p,q,r,s,t;
538     Double_t rot6[6],tran[3];
539     char     buf[200],*buff=0; // input character buffer;
540     char    *filtmp;
541
542     filtmp = gSystem->ExpandPathName(filename);
543     Info("AliITSgeom","reading old .det file %s",filtmp);
544     fVersion="GEANT5";
545     pf = fopen(filtmp,"r");
546
547     fNlayers = 6; // set default number of ladders
548   TryAgain:
549     fNlad.Set(fNlayers);
550     fNdet.Set(fNlayers);
551     fNmodules = 0;
552     // find the number of ladders and detectors in this geometry.
553     for(i=0;i<fNlayers;i++){fNlad[i]=fNdet[i]=0;} // zero out arrays
554     while(fgets(buf,200,pf)!=NULL){ // for ever loop
555         for(i=0;i<200;i++)if(buf[i]!=' '){ // remove blank spaces.
556             buff = &(buf[i]);
557             break;
558         } // end for i
559         // remove blank lines and comments.
560         if(buff[0]=='\n'||buff[0]=='#'||buff[0]=='!'||
561            (buff[0]=='/'&&buff[1]=='/')) continue;
562         if(isalpha(buff[0])) { // must be the new file formated file.
563             fclose(pf);
564             ReadNewFile(filename);
565             return;
566         } // end if isalpha(buff[0])
567         sscanf(buff,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
568                &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
569         if(l>lm) lm = l;
570         if(l<1 || l>fNlayers) {
571             printf("error in file %s layer=%d min. is 1 max is %d"
572                    " Trying new format\n",filename,l,fNlayers);
573             fclose(pf);
574             ReadNewFile(filename);
575             return;
576             //continue;
577         }// end if l
578         fNmodules++;
579         if(l<=fNlayers&&fNlad[l-1]<a) fNlad[l-1] = a;
580         if(l<=fNlayers&&fNdet[l-1]<d) fNdet[l-1] = d;
581     } // end while ever loop
582     if(lm>fNlayers){
583         fNlayers = lm;
584         goto TryAgain;
585     } // end if lm>fNlayers
586     // counted the number of ladders and detectors now allocate space.
587     fGm.Expand(fNmodules);
588     fGm.SetOwner(kTRUE);
589     fShape.SetOwner(kTRUE);
590
591     // Set up Shapes for a default configuration of 6 layers.
592     fTrans   = 0; // standard GEANT global/local coordinate system.
593     // prepare to read in transforms
594     lm = 0; // reuse lm as counter of modules.
595     rewind(pf); // start over reading file
596     while(fgets(buf,200,pf)!=NULL){ // for ever loop
597         for(i=0;i<200;i++)if(buf[i]!=' '){ // remove blank spaces.
598             buff = &(buf[i]);
599             break;
600         } // end for i
601         // remove blank lines and comments.
602         if(buff[0]=='\n'||buff[0]=='#'||buff[0]=='!'||
603            (buff[0]=='/'&&buff[1]=='/')) continue;
604         x = y = z = o = p = q = r = s = t = 0.0;
605         sscanf(buff,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
606                &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
607         if(l<1 || l>fNlayers) {
608             Warning("AliITSgeom","error in file %s layer=%d"
609                     " min. is 1 max is %d",filename,l,fNlayers);
610             continue;
611         }// end if l
612         id[0] = l;id[1] = a;id[2] = d;
613         tran[0] = tran[1] = tran[2]  = 0.0;
614         tran[0] = (Double_t)x;tran[1] = (Double_t)y;tran[2] = (Double_t)z;
615         rot6[0] = rot6[1] = rot6[2] = rot6[3] = rot6[4] = rot6[5] =0.0;
616         rot6[0] = (Double_t)o;rot6[1] = (Double_t)p;rot6[2] = (Double_t)q;
617         rot6[3] = (Double_t)r;rot6[4] = (Double_t)s;rot6[5] = (Double_t)t;
618         if(lm<0||lm>=fGm.GetSize()){
619             Error("AliITSgeom(filename)","lm<0||lm>=fGm.GetSize()=%d",
620                   lm,fGm.GetSize());
621             return;
622         } // end if
623         switch (l){
624         case 1: case 2: // layer 1 or2 SPD
625             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSPD,id,tran),lm++);
626             break;
627         case 3: case 4: // layer 3 or 4 SDD
628             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSDD,id,tran),lm++);
629             break;
630         case 5: case 6: // layer 5 or 6 SSD
631             fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(rot6,kSSD,id,tran),lm++);
632             break;
633         } // end switch
634     } // end while ever loop
635     fclose(pf);
636 }
637 //______________________________________________________________________
638 AliITSgeom::AliITSgeom(const AliITSgeom &source) : 
639 TObject(source),
640 fVersion(source.fVersion), // Transformation version.
641 fTrans(source.fTrans),   // Flag to keep track of which transformation
642 fNmodules(source.fNmodules),// The total number of modules
643 fNlayers(source.fNlayers), // The number of layers.
644 fNlad(source.fNlad),    // Array of the number of ladders/layer(layer)
645 fNdet(source.fNdet),    // Array of the number of detector/ladder(layer)
646 fGm(source.fGm.GetSize(),source.fGm.LowerBound()),// Structure of 
647                                                   // translation and rotation.
648 fShape(source.fShape.GetSize(),source.fShape.LowerBound())// Array of shapes 
649                                                    // and detector information.
650 {
651     //     The copy constructor for the AliITSgeom class. It calls the
652     // = operator function. See the = operator function for more details.
653     // Inputs:
654     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
655     //                         a copy of.
656     // Outputs:
657     //     none.
658     // Return:
659     //     none.
660     Int_t i,n;
661
662     n = source.fGm.GetLast()+1;
663     for(i=source.fGm.LowerBound();i<n;i++){
664         fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(*((AliITSgeomMatrix*)(
665                                              source.fGm.At(i)))),i);
666     } // end for i
667     fGm.SetOwner(kTRUE);
668     n = source.fShape.GetLast()+1;
669     for(i=source.fShape.LowerBound();i<n;i++){
670         switch ((AliITSDetector)i){
671         case kSPD :{
672             fShape.AddAt(new AliITSgeomSPD(*((AliITSgeomSPD*)(
673                                                  source.fShape.At(i)))),i);
674         } break;
675         case kSDD : case kSDDp:{
676             fShape.AddAt(new AliITSgeomSDD(*((AliITSgeomSDD*)(
677                                                  source.fShape.At(i)))),i);
678         }break;
679         case kSSD : case kSSDp :{
680             fShape.AddAt(new AliITSgeomSSD(*((AliITSgeomSSD*)(
681                                                  source.fShape.At(i)))),i);
682         }break;
683         default:{
684             AliError(Form("Unknown fShape type number=%d",i));
685         }break;
686         } // end switch
687     } // end for i
688     fShape.SetOwner(kTRUE);
689     return;
690 }
691 //______________________________________________________________________
692 AliITSgeom& AliITSgeom::operator=(const AliITSgeom &source){
693     //     The = operator function for the AliITSgeom class. It makes an
694     // independent copy of the class in such a way that any changes made
695     // to the copied class will not affect the source class in any way.
696     // This is required for many ITS alignment studies where the copied
697     // class is then modified by introducing some misalignment.
698     // Inputs:
699     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
700     //                         a copy of.
701     // Outputs:
702     //     none.
703     // Return:
704     //     *this The a new copy of source.
705     Int_t i;
706
707     if(this == &source) return *this; // don't assign to ones self.
708
709     // if there is an old structure allocated delete it first.
710     this->fGm.Clear();
711     this->fShape.Clear();
712
713     this->fVersion  = source.fVersion;
714     this->fTrans    = source.fTrans;
715     this->fNmodules = source.fNmodules;
716     this->fNlayers  = source.fNlayers;
717     this->fNlad     = source.fNlad;
718     this->fNdet     = source.fNdet;
719     this->fGm.Expand(this->fNmodules);
720     for(i=source.fGm.LowerBound();i<source.fGm.GetLast();i++){
721         fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix(*((AliITSgeomMatrix*)(
722                                              source.fGm.At(i)))),i);
723     } // end for i
724     fGm.SetOwner(kTRUE);
725     this->fShape.Expand(source.fShape.GetEntriesFast());
726     for(i=source.fShape.LowerBound();i<source.fShape.GetLast();i++){
727         switch ((AliITSDetector)i){
728         case kSPD :{
729             fShape.AddAt(new AliITSgeomSPD(*((AliITSgeomSPD*)(
730                                                  source.fShape.At(i)))),i);
731         } break;
732         case kSDD : case kSDDp:{
733             fShape.AddAt(new AliITSgeomSDD(*((AliITSgeomSDD*)(
734                                                  source.fShape.At(i)))),i);
735         }break;
736         case kSSD : case kSSDp :{
737             fShape.AddAt(new AliITSgeomSSD(*((AliITSgeomSSD*)(
738                                                  source.fShape.At(i)))),i);
739         }break;
740         default:{
741             AliError(Form("Unknown fShape type number=%d",i));
742         }break;
743         } // end switch
744     } // end for i
745     fShape.SetOwner(kTRUE);
746     return *this;
747 }
748 //______________________________________________________________________
749 Int_t AliITSgeom::GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const{
750     //      This routine computes the module index number from the layer,
751     // ladder, and detector numbers. The number of ladders and detectors
752     // per layer is determined when this geometry package is constructed,
753     // see AliITSgeom(const char *filename) for specifics.
754     // Inputs:
755     //    Int_t lay  The layer number. Starting from 1.
756     //    Int_t lad  The ladder number. Starting from 1.
757     //    Int_t det  The detector number. Starting from 1.
758     // Outputs:
759     //    none.
760     // Return:
761     //    the module index number, starting from zero.
762     Int_t i,j,k,id[3];
763
764     i = fNdet[lay-1] * (lad-1) + det - 1;
765     j = 0;
766     for(k=0;k<lay-1;k++) j += fNdet[k]*fNlad[k];
767     i = i+j;
768     if(i>=fNmodules) return -1;
769     GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
770     if(id[0]==lay&&id[1]==lad&&id[2]==det) return i;
771     // Array of modules fGm is not in expected order. Search for this index
772     for(i=0;i<fNmodules;i++){
773         GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
774         if(id[0]==lay&&id[1]==lad&&id[2]==det) return i;
775     } // end for i
776     // This layer ladder and detector combination does not exist return -1.
777     return -1;
778 }
779 //______________________________________________________________________
780 void AliITSgeom::GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)
781 const{
782     //      This routine computes the layer, ladder and detector number 
783     // given the module index number. The number of ladders and detectors
784     // per layer is determined when this geometry package is constructed,
785     // see AliITSgeom(const char *filename) for specifics.
786     // Inputs:
787     //     Int_t index  The module index number, starting from zero.
788     // Outputs:
789     //     Int_t lay    The layer number. Starting from 1.
790     //     Int_t lad    The ladder number. Starting from 1.
791     //     Int_t det    The detector number. Starting from 1.
792     // Return:
793     //     none.
794     Int_t id[3];
795     AliITSgeomMatrix *g = GetGeomMatrix(index);
796
797     if (g == 0x0){
798         Error("GetModuleId","Can not get GeoMatrix for index = %d",index);
799         lay = -1; lad = -1; det = -1;
800     }else{
801         g->GetIndex(id);
802         lay = id[0]; lad = id[1]; det = id[2];
803     }// End if
804     return;
805     // The old way kept for posterity.
806 /*
807     Int_t i,j,k;
808     j = 0;
809     for(k=0;k<fNlayers;k++){
810         j += fNdet[k]*fNlad[k];
811         if(j>index)break;
812     } // end for k
813     lay = k+1;
814     i = index -j + fNdet[k]*fNlad[k];
815     j = 0;
816     for(k=0;k<fNlad[lay-1];k++){
817         j += fNdet[lay-1];
818         if(j>i)break;
819     } // end for k
820     lad = k+1;
821     det = 1+i-fNdet[lay-1]*k;
822     return;
823 */
824 }
825 //______________________________________________________________________
826 Int_t AliITSgeom::GetNDetTypes(Int_t &max)const{
827     // Finds and returns the number of detector types used and the
828     // maximum detector type value. Only counts id >=0 (no undefined
829     // values. See AliITSgeom.h for list of AliITSDetecor enumerated types.
830     // Inputs:
831     //    none.
832     // Outputs:
833     //    The maximum detector type used
834     // Return:
835     //    The number of detector types used
836     Int_t i,*n,id;
837
838     max = -1;
839     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
840         id = GetModuleType(i);
841         if(id>max) max=id;
842     } // end for i
843     n = new Int_t[max+1];
844     for(i=0;i<max;i++) n[i] = 0;
845     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
846         id = GetModuleType(i);
847         if(id>-1)n[id]++; // note id=-1 => undefined.
848     } // end for i
849     id = 0;
850     for(i=0;i<max;i++) if(n[i]!=0) id++;
851     delete[] n;
852     return id+1;
853 }
854 //______________________________________________________________________
855 Int_t AliITSgeom::GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const{
856     // Finds and returns the number of detector types used and the
857     // number of each detector type. Only counts id >=0 (no undefined
858     // values. See AliITSgeom.h for list of AliITSDetecor enumerated types.
859     // Inputs:
860     //    none.
861     // Outputs:
862     //    The maximum detector type used
863     // Return:
864     //    The number of detector types used
865     Int_t i,j,*n,id,max;
866
867     max = -1;
868     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
869         id = GetModuleType(i);
870         if(id>max) max=id;
871     } // end for i
872     n = new Int_t[max+1];
873     for(i=0;i<max;i++) n[i] = 0;
874     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
875         id = GetModuleType(i);
876         if(id>-1)n[id]++; // note id=-1 => undefined.
877     } // end for i
878     id = 0;
879     for(i=0;i<=max;i++) if(n[i]!=0) id++;
880     maxs.Set(id);
881     j = 0;
882     for(i=0;i<=max;i++) if(n[i]!=0){
883         maxs[j] = n[i];
884         types[j++] = (AliITSDetector) i;
885     } // end for i/end if
886     delete[] n;
887     return id;
888 }
889 //______________________________________________________________________
890 Int_t AliITSgeom::GetStartDet(Int_t dtype)const{
891     // returns the starting module index value for a give type of detector id.
892     // This assumes that the detector types are different on different layers
893     // and that they are not mixed up.
894     // Inputs:
895     //    Int_t dtype A detector type number. 0 for SPD, 1 for SDD, 
896     //                and 2 for SSD.
897     // Outputs:
898     //    none.
899     // Return:
900     //    the module index for the first occurrence of that detector type.
901
902     switch(dtype){
903     case 0:
904         return GetModuleIndex(1,1,1);
905         break;
906     case 1:
907         return GetModuleIndex(3,1,1);
908         break;
909     case 2:
910         return GetModuleIndex(5,1,1);
911         break;
912     default:
913         Warning("GetStartDet","undefined detector type %d",dtype);
914         return 0;
915     } // end switch
916
917     Warning("GetStartDet","undefined detector type %d",dtype);
918     return 0;
919 }
920 //______________________________________________________________________
921 Int_t AliITSgeom::GetLastDet(Int_t dtype)const{
922     // returns the last module index value for a give type of detector id.
923     // This assumes that the detector types are different on different layers
924     // and that they are not mixed up.
925     // Inputs:
926     //     Int_t dtype A detector type number. 0 for SPD, 1 for SDD, 
927     //                 and 2 for SSD.
928     // Outputs:
929     // Return:
930     //     the module index for the last occurrence of that detector type.
931
932     switch((AliITSDetector)dtype){
933     case kSPD:
934         return GetModuleIndex(3,1,1)-1;
935         break;
936     case kSDD:
937         return GetModuleIndex(5,1,1)-1;
938         break;
939     case kSSD:
940         return GetIndexMax()-1;
941         break;
942     case kSSDp: case kSDDp: case kND:
943     default:
944         Warning("GetLastDet","undefined detector type %d",dtype);
945         return 0;
946     } // end switch
947
948     Warning("GetLastDet","undefined detector type %d",dtype);
949     return 0;
950 }
951 //______________________________________________________________________
952 Bool_t AliITSgeom::IsInside(Int_t module,Double_t point[3])const{
953     // Determins if the give point is inside of the module as defined
954     // by this set of coordinate transforms.
955     // Inputs:
956     //    Int_t    module    The module to be checked
957     //    Double_t point[3]  A 3 vector global point
958     // Outputs:
959     //    none.
960     // Return:
961     //    kTRUE if point is inside of module, kFALSE otherwise.
962     Double_t l[3],dx,dy,dz;
963     AliITSDetector idet = (AliITSDetector)(this->GetGeomMatrix(module)->
964                                            GetDetectorIndex());
965
966     this->GtoL(module,point,l);
967     switch(idet){
968     case kSPD:{
969         AliITSgeomSPD *spd = (AliITSgeomSPD*)(fShape.At((Int_t)idet));
970         dx = spd->GetDx();
971         dy = spd->GetDy();
972         dz = spd->GetDz();}
973         break;
974     case kSDD: case kSDDp:{
975         AliITSgeomSDD *sdd = (AliITSgeomSDD*)(fShape.At((Int_t)idet));
976         dx = sdd->GetDx();
977         dy = sdd->GetDy();
978         dz = sdd->GetDz();}
979         break;
980     case kSSD: case kSSDp:{
981         AliITSgeomSSD *ssd = (AliITSgeomSSD*)(fShape.At((Int_t)idet));
982         dx = ssd->GetDx();
983         dy = ssd->GetDy();
984         dz = ssd->GetDz();}
985         break;
986     default: // Detector not defined.
987         return kFALSE;
988         break;
989     }// end switch
990     if(TMath::Abs(l[0])>dx) return kFALSE;
991     if(TMath::Abs(l[2])>dz) return kFALSE;
992     if(TMath::Abs(l[1])>dy) return kFALSE;
993     return kTRUE;
994 }
995 //______________________________________________________________________
996 void AliITSgeom::PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other)const{
997     //     This function was primarily created for diagnostic reasons. It
998     // print to a file pointed to by the file pointer fp the difference
999     // between two AliITSgeom classes. The format of the file is basically,
1000     // define d? to be the difference between the same element of the two
1001     // classes. For example dfrx = this->GetGeomMatrix(i)->frx 
1002     // - other->GetGeomMatrix(i)->frx.
1003     // if(at least one of dfx0, dfy0, dfz0,dfrx,dfry,dfrz are non zero) then
1004     // print layer ladder detector dfx0 dfy0 dfz0 dfrx dfry dfrz
1005     // if(at least one of the 9 elements of dfr[] are non zero) then print
1006     // layer ladder detector dfr[0] dfr[1] dfr[2]
1007     //                       dfr[3] dfr[4] dfr[5]
1008     //                       dfr[6] dfr[7] dfr[8]
1009     // Only non zero values are printed to save space. The differences are
1010     // typical written to a file because there are usually a lot of numbers
1011     // printed out and it is usually easier to read them in some nice editor
1012     // rather than zooming quickly past you on a screen. fprintf is used to
1013     // do the printing. The fShapeIndex difference is not printed at this time.
1014     // Inputs:
1015     //    FILE *fp           A file pointer to an opened file for writing 
1016     //                       in which the results of the comparison will 
1017     //                       be written.
1018     //    AliITSgeom *other  The other AliITSgeom class to which this one is
1019     //                       being compared.
1020     // Outputs:
1021     //    none.
1022     // Return:
1023     //    none.
1024     Int_t    i,j,idt[3],ido[3];
1025     Double_t tt[3],to[3];  // translation
1026     Double_t rt[3],ro[3];  // phi in radians
1027     Double_t mt[3][3],mo[3][3]; // matrices
1028     AliITSgeomMatrix *gt,*go;
1029     Bool_t   t;
1030
1031     for(i=0;i<this->fNmodules;i++){
1032         gt  =  this->GetGeomMatrix(i);
1033         go  = other->GetGeomMatrix(i);
1034         gt->GetIndex(idt);
1035         go->GetIndex(ido);
1036         t = kFALSE;
1037         for(i=0;i<3;i++) t = t&&idt[i]!=ido[i];
1038         if(t) fprintf(fp,"%4.4d %1.1d %2.2d %2.2d %1.1d %2.2d %2.2d\n",i,
1039                       idt[0],idt[1],idt[2],ido[0],ido[1],ido[2]);
1040         gt->GetTranslation(tt);
1041         go->GetTranslation(to);
1042         gt->GetAngles(rt);
1043         go->GetAngles(ro);
1044         t = kFALSE;
1045         for(i=0;i<3;i++) t = t&&tt[i]!=to[i];
1046         if(t) fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dTrans=%f %f %f drot=%f %f %f\n",
1047                       idt[0],idt[1],idt[2],
1048                       tt[0]-to[0],tt[1]-to[1],tt[2]-to[2],
1049                       rt[0]-ro[0],rt[1]-ro[1],rt[2]-ro[2]);
1050         t = kFALSE;
1051         gt->GetMatrix(mt);
1052         go->GetMatrix(mo);
1053         for(i=0;i<3;i++)for(j=0;j<3;j++)  t = mt[i][j] != mo[i][j];
1054         if(t){
1055             fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dfr= %e %e %e\n",
1056                     idt[0],idt[1],idt[2],
1057                     mt[0][0]-mo[0][0],mt[0][1]-mo[0][1],mt[0][2]-mo[0][2]);
1058             fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
1059                     mt[1][0]-mo[1][0],mt[1][1]-mo[1][1],mt[1][2]-mo[1][2]);
1060             fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
1061                     mt[2][0]-mo[2][0],mt[2][1]-mo[2][1],mt[2][2]-mo[2][2]);
1062         } // end if t
1063     } // end for i
1064     return;
1065 }
1066 //______________________________________________________________________
1067 void AliITSgeom::PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const{
1068     //     This function prints out the coordinate transformations for
1069     // the particular detector defined by layer, ladder, and detector
1070     // to the file pointed to by the File pointer fp. fprintf statements
1071     // are used to print out the numbers. The format is
1072     // layer ladder detector Trans= fx0 fy0 fz0 rot= frx fry frz 
1073     // Shape=fShapeIndex
1074     //                         dfr= fr[0] fr[1] fr[2]
1075     //                         dfr= fr[3] fr[4] fr[5]
1076     //                         dfr= fr[6] fr[7] fr[8]
1077     // By indicating which detector, some control over the information 
1078     // is given to the user. The output it written to the file pointed
1079     // to by the file pointer fp. This can be set to stdout if you want.
1080     // Inputs:
1081     //     FILE *fp           A file pointer to an opened file for 
1082     //                        writing in which the results of the 
1083     //                        comparison will be written.
1084     //     Int_t lay          The layer number. Starting from 1.
1085     //     Int_t lad          The ladder number. Starting from 1.
1086     //     Int_t det          The detector number. Starting from 1.
1087     // Outputs:
1088     //     none
1089     // Return:
1090     //     none.
1091     AliITSgeomMatrix *gt;
1092     Double_t t[3],r[3],m[3][3];
1093
1094     gt = this->GetGeomMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det));
1095     gt->GetTranslation(t);
1096     gt->GetAngles(r);
1097     fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d Trans=%f %f %f rot=%f %f %f Shape=%d\n",
1098             lay,lad,det,t[0],t[1],t[2],r[0],r[1],r[2],
1099             gt->GetDetectorIndex());
1100     gt->GetMatrix(m);
1101     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[0][0],m[0][1],m[0][2]);
1102     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[1][0],m[1][1],m[1][2]);
1103     fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",m[2][0],m[2][1],m[2][2]);
1104     return;
1105 }
1106 //______________________________________________________________________
1107 void AliITSgeom::PrintGeom(ostream *wb)const{
1108     //     Stream out an object of class AliITSgeom to standard output.
1109     // Intputs:
1110     //     ofstream *wb    The output streaming buffer.
1111     // Outputs:
1112     //     none.
1113     // Return:
1114     //     none.
1115     Int_t i,nshapes;
1116
1117     wb->setf(ios::scientific);
1118     *wb << fTrans << " ";
1119     *wb << fNmodules << " ";
1120     *wb << fNlayers << " ";
1121     for(i=0;i<fNlayers;i++) *wb << fNlad[i] << " ";
1122     for(i=0;i<fNlayers;i++) *wb << fNdet[i] << "\n";
1123     for(i=0;i<fNmodules;i++) {
1124         *wb <<setprecision(16) << *(GetGeomMatrix(i)) << "\n";
1125     } // end for i
1126     nshapes = fShape.GetEntries();
1127     *wb << nshapes <<endl;
1128     for(i=0;i<nshapes;i++) if(fShape.At(i)!=0) switch (i){
1129     case kSPD:
1130         *wb << kSPD <<","<< (AliITSgeomSPD*)(fShape.At(kSPD));
1131         break;
1132     case kSDD:
1133         *wb << kSDD <<","<< (AliITSgeomSDD*)(fShape.At(kSDD));
1134         break;
1135     case kSSD:
1136         *wb << kSSD <<","<< (AliITSgeomSSD*)(fShape.At(kSSD));
1137         break;
1138     case kSSDp:
1139         *wb << kSSDp <<","<< (AliITSgeomSSD*)(fShape.At(kSSDp));
1140         break;
1141     case kSDDp:
1142         *wb << kSDDp <<","<< (AliITSgeomSDD*)(fShape.At(kSDDp));
1143         break;
1144     } // end for i / switch
1145     return;
1146 }
1147 //______________________________________________________________________
1148 void AliITSgeom::ReadGeom(istream *rb){
1149     //     Stream in an object of class AliITSgeom from standard input.
1150     // Intputs:
1151     //     ifstream *rb    The input streaming buffer.
1152     // Outputs:
1153     //     none.
1154     // Return:
1155     //     none.
1156     Int_t i,j;
1157
1158     fGm.Clear();
1159
1160     *rb >> fTrans >> fNmodules >> fNlayers;
1161     fNlad.Set(fNlayers);
1162     fNdet.Set(fNlayers);
1163     for(i=0;i<fNlayers;i++) *rb >> fNlad[i];
1164     for(i=0;i<fNlayers;i++) *rb >> fNdet[i];
1165     fGm.Expand(fNmodules);
1166     fGm.SetOwner(kTRUE);
1167     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1168         if(i<0||i>=fGm.GetSize()){
1169             Error("ReadGeom","i<0||i>=fGm.GetSize()=%d",
1170                   i,fGm.GetSize());
1171             return;
1172         } // end if
1173         fGm.AddAt(new AliITSgeomMatrix,i);
1174         *rb >> *(GetGeomMatrix(i));
1175     } // end for i
1176     *rb >> i;
1177     fShape.Expand(i);
1178     fShape.SetOwner(kTRUE);
1179     for(i=0;i<fShape.GetEntries();i++) {
1180         *rb >> j;
1181         switch (j){
1182         case kSPD:{
1183             AliITSgeomSPD *s = new AliITSgeomSPD();
1184             *rb >> *s;
1185             fShape.AddAt(s,kSPD);}
1186             break;
1187         case kSDD:{
1188             AliITSgeomSDD *s = new AliITSgeomSDD();
1189             *rb >> *s;
1190             fShape.AddAt(s,kSDD);}
1191             break;
1192         case kSSD:{
1193             AliITSgeomSSD *s = new AliITSgeomSSD();
1194             *rb >> *s;
1195             fShape.AddAt(s,kSSD);}
1196             break;
1197         case kSSDp:{
1198             AliITSgeomSSD *s = new AliITSgeomSSD();
1199             *rb >> *s;
1200             fShape.AddAt(s,kSSDp);}
1201             break;
1202         case kSDDp:{
1203             AliITSgeomSDD *s = new AliITSgeomSDD();
1204             *rb >> *s;
1205             fShape.AddAt(s,kSDDp);}
1206             break;
1207         } // end  switch
1208     } //  end for i
1209     return;
1210 }
1211 //______________________________________________________________________
1212 //     The following routines modify the transformation of "this"
1213 // geometry transformations in a number of different ways.
1214 //______________________________________________________________________
1215 void AliITSgeom::GlobalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot){
1216     //     This function performs a Cartesian translation and rotation of
1217     // the full ITS from its default position by an amount determined by
1218     // the three element arrays tran and rot. If every element
1219     // of tran and rot are zero then there is no change made
1220     // the geometry. The change is global in that the exact same translation
1221     // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
1222     // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
1223     // and those of the rotation are in radians. The elements of tran
1224     // are tran[0] = x, tran[1] = y, and tran[2] = z.
1225     // The elements of rot are rot[0] = rx, rot[1] = ry, and
1226     // rot[2] = rz. A change in x will move the hole ITS in the ALICE
1227     // global x direction, the same for a change in y. A change in z will
1228     // result in a translation of the ITS as a hole up or down the beam line.
1229     // A change in the angles will result in the inclination of the ITS with
1230     // respect to the beam line, except for an effective rotation about the
1231     // beam axis which will just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
1232     // Intputs:
1233     //     Float_t *tran   A 3 element array representing the global 
1234     //                     translations. the elements are x,y,z in cm.
1235     //     Float_t *rot    A 3 element array representing the global rotation
1236     //                     angles about the three axis x,y,z in radians
1237     // Outputs:
1238     //     none.
1239     // Return:
1240     //     none.
1241     Int_t    i,j;
1242     Double_t t[3],r[3];
1243     AliITSgeomMatrix *g;
1244
1245     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1246     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1247         g = this->GetGeomMatrix(i);
1248         g->GetTranslation(t);
1249         g->GetAngles(r);
1250         for(j=0;j<3;j++){
1251             t[j] += tran[j];
1252             r[j] += rot[j];
1253         } // end for j
1254         g->SetTranslation(t);
1255         g->SetAngles(r);
1256     } // end for i
1257     return;
1258 }
1259 //______________________________________________________________________
1260 void AliITSgeom::GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,
1261                                           const Float_t *rot){
1262     //     This function performs a cylindrical translation and rotation of
1263     // each ITS element by a fixed about in radius, rphi, and z from its
1264     // default position by an amount determined by the three element arrays
1265     // tran and rot. If every element of tran and
1266     // rot are zero then there is no change made the geometry. The
1267     // change is global in that the exact same distance change in translation
1268     // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
1269     // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
1270     // and those of the rotation are in radians. The elements of tran
1271     // are tran[0] = r, tran[1] = rphi, and tran[2] = z.
1272     // The elements of rot are rot[0] = rx, rot[1] = ry, and
1273     // rot[2] = rz. A change in r will results in the increase of the
1274     // radius of each layer by the same about. A change in rphi will results in
1275     // the rotation of each layer by a different angle but by the same
1276     // circumferential distance. A change in z will result in a translation
1277     // of the ITS as a hole up or down the beam line. A change in the angles
1278     // will result in the inclination of the ITS with respect to the beam
1279     // line, except for an effective rotation about the beam axis which will
1280     // just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
1281     // Intputs:
1282     //     Float_t *tran   A 3 element array representing the global 
1283     //                     translations. the elements are r,theta,z in 
1284     //                     cm/radians.
1285     //     Float_t *rot    A 3 element array representing the global rotation
1286     //                     angles about the three axis x,y,z in radians
1287     // Outputs:
1288     //     none.
1289     // Return:
1290     //     none.
1291     Int_t    i,j;
1292     Double_t t[3],ro[3],r,r0,phi,rphi;
1293     AliITSgeomMatrix *g;
1294
1295     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1296     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1297         g = this->GetGeomMatrix(i);
1298         g->GetTranslation(t);
1299         g->GetAngles(ro);
1300         r = r0= TMath::Hypot(t[1],t[0]);
1301         phi   = TMath::ATan2(t[1],t[0]);
1302         rphi  = r0*phi;
1303         r    += tran[0];
1304         rphi += tran[1];
1305         phi   = rphi/r0;
1306         t[0]  = r*TMath::Cos(phi);
1307         t[1]  = r*TMath::Sin(phi);
1308         t[2] += tran[2];
1309         for(j=0;j<3;j++){
1310             ro[j] += rot[j];
1311         } // end for j
1312         g->SetTranslation(t);
1313         g->SetAngles(ro);
1314     } // end for i
1315     return;
1316 }
1317 //______________________________________________________________________
1318 void AliITSgeom::RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot){
1319     //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
1320     // rotation about the present global position of each active
1321     // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
1322     // is determined by the three element array stran, for the
1323     // x y and z translations, and the three element array srot,
1324     // for the three rotation about the axis x y and z.
1325     // Intputs:
1326     //     Float_t *stran  A 3 element array representing the global 
1327     //                     translations variances. The elements are x,
1328     //                     y,z in cm.
1329     //     Float_t *srot   A 3 element array representing the global rotation
1330     //                     angles variances about the three axis x,y,z in 
1331     //                     radians.
1332     // Outputs:
1333     //     none.
1334     // Return:
1335     //     none.
1336     Int_t    i,j;
1337     Double_t t[3],r[3];
1338     AliITSgeomMatrix *g;
1339
1340     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1341     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1342         g = this->GetGeomMatrix(i);
1343         g->GetTranslation(t);
1344         g->GetAngles(r);
1345         for(j=0;j<3;j++){
1346             t[j] += gRandom->Gaus(0.0,stran[j]);
1347             r[j] += gRandom->Gaus(0.0, srot[j]);
1348         } // end for j
1349         g->SetTranslation(t);
1350         g->SetAngles(r);
1351     } // end for i
1352     return;
1353 }
1354 //______________________________________________________________________
1355 void AliITSgeom::RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,
1356                                           const Float_t *srot){
1357     //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
1358     // rotation about the present global position of each active
1359     // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
1360     // is determined by the three element array stran, for the
1361     // r rphi and z translations, and the three element array srot,
1362     // for the three rotation about the axis x y and z. This random change
1363     // in detector position allow for the simulation of a random uncertainty
1364     // in the detector positions of the ITS.
1365     // Intputs:
1366     //     Float_t *stran  A 3 element array representing the global 
1367     //                     translations variances. The elements are r,
1368     //                     theta,z in cm/radians.
1369     //     Float_t *srot   A 3 element array representing the global rotation
1370     //                     angles variances about the three axis x,y,z in 
1371     //                     radians.
1372     // Outputs:
1373     //     none.
1374     // Return:
1375     //     none.
1376     Int_t    i,j;
1377     Double_t t[3],ro[3],r,r0,phi,rphi;
1378     TRandom ran;
1379     AliITSgeomMatrix *g;
1380
1381     fTrans = (fTrans && 0xfffd) + 2;  // set bit 1 true.
1382     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1383         g = this->GetGeomMatrix(i);
1384         g->GetTranslation(t);
1385         g->GetAngles(ro);
1386         r = r0= TMath::Hypot(t[1],t[0]);
1387         phi   = TMath::ATan2(t[1],t[0]);
1388         rphi  = r0*phi;
1389         r    += ran.Gaus(0.0,stran[0]);
1390         rphi += ran.Gaus(0.0,stran[1]);
1391         phi   = rphi/r0;
1392         t[0]  = r*TMath::Cos(phi);
1393         t[1]  = r*TMath::Sin(phi);
1394         t[2] += ran.Gaus(0.0,stran[2]);
1395         for(j=0;j<3;j++){
1396             ro[j] += ran.Gaus(0.0, srot[j]);
1397         } // end for j
1398         g->SetTranslation(t);
1399         g->SetAngles(ro);
1400     } // end for i
1401     return;
1402 }
1403 //______________________________________________________________________
1404 void AliITSgeom::GeantToTracking(const AliITSgeom &source){
1405     //     Copy the geometry data but change it to go between the ALICE
1406     // Global coordinate system to that used by the ITS tracking. A slightly
1407     // different coordinate system is used when tracking. This coordinate 
1408     // system is only relevant when the geometry represents the cylindrical
1409     // ALICE ITS geometry. For tracking the Z axis is left alone but X-> -Y
1410     // and Y-> X such that X always points out of the ITS cylinder for every
1411     // layer including layer 1 (where the detectors are mounted upside down).
1412     //Begin_Html
1413     /*
1414       <img src="picts/ITS/AliITSgeomMatrix_T1.gif">
1415     */
1416     //End_Html
1417     // Input:
1418     //     AliITSgeom &source  The AliITSgeom class with which to make this
1419     //                         a copy of.
1420     // Output:
1421     //     none.
1422     // Return:
1423     //     none.
1424     Int_t    i,j,k,l,id[3];
1425     Double_t r0[3][3],r1[3][3];
1426     Double_t a0[3][3] = {{0.,+1.,0.},{-1.,0.,0.},{0.,0.,+1.}};
1427     Double_t a1[3][3] = {{0.,-1.,0.},{+1.,0.,0.},{0.,0.,+1.}};
1428
1429     *this = source;  // copy everything
1430     for(i=0;i<GetIndexMax();i++){
1431         GetGeomMatrix(i)->GetIndex(id);
1432         GetGeomMatrix(i)->GetMatrix(r0);
1433         if(id[0]==1){ // Layer 1 is treated different from the others.
1434             for(j=0;j<3;j++) for(k=0;k<3;k++){
1435                 r1[j][k] = 0.;
1436                 for(l=0;l<3;l++) r1[j][k] += a0[j][l]*r0[l][k];
1437             } // end for j,k
1438         }else{
1439             for(j=0;j<3;j++) for(k=0;k<3;k++){
1440                 r1[j][k] = 0.;
1441                 for(l=0;l<3;l++) r1[j][k] += a1[j][l]*r0[l][k];
1442             } // end for j,k
1443         } // end if
1444         GetGeomMatrix(i)->SetMatrix(r1);
1445     } // end for i
1446     this->fTrans = (this->fTrans && 0xfffe) + 1;  // set bit 0 true.
1447     return;
1448 }
1449 //______________________________________________________________________
1450 Int_t AliITSgeom::GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay)const{
1451     //      Finds the Detector (Module) that is nearest the point g [cm] in
1452     // ALICE Global coordinates. If layer !=0 then the search is restricted
1453     // to Detectors (Modules) in that particular layer.
1454     // Inputs:
1455     //     Double_t g[3]  The ALICE Cartesian global coordinate from which the
1456     //                    distance is to be calculated with.
1457     //     Int_t lay      The layer to restrict the search to. If layer=0 then
1458     //                    all layers are searched. Default is lay=0.
1459     // Output:
1460     //     none.
1461     // Return:
1462     //     The module number representing the nearest module.
1463     Int_t    i,l,a,e,in=0;
1464     Double_t d,dn=1.0e10;
1465     Bool_t   t=lay!=0; // skip if lay = 0 default value check all layers.
1466
1467     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1468         if(t){GetModuleId(i,l,a,e);if(l!=lay) continue;}
1469         if((d=GetGeomMatrix(i)->Distance2(g))<dn){
1470             dn = d;
1471             in = i;
1472         } // end if
1473     } // end for i
1474     return in;
1475 }
1476 //______________________________________________________________________
1477 void AliITSgeom::GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay)const{
1478     //      Finds 27 Detectors (Modules) that are nearest the point g [cm] in
1479     // ALICE Global coordinates. If layer !=0 then the search is restricted
1480     // to Detectors (Modules) in that particular layer. The number 27 comes 
1481     // from including the nearest detector and all those around it (up, down,
1482     // left, right, forwards, backwards, and the corners).
1483     // Input:
1484     //     Double_t g[3]  The ALICE Cartesian global coordinate from which the
1485     //                    distance is to be calculated with.
1486     //     Int_t lay      The layer to restrict the search to. If layer=0 then
1487     //                    all layers are searched. Default is lay=0.
1488     // Output:
1489     //     Int_t n[27]    The module number representing the nearest 27 modules
1490     //                    in order.
1491     // Return:
1492     //     none.
1493     Int_t    i,l,a,e,in[27]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,
1494                              0,0,0,0,0,0,0,0,0,
1495                              0,0,0,0,0,0,0,0,0,};
1496     Double_t d,dn[27]={1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1497                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1498                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1499                        1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,1.0e10,
1500                        1.0e10,1.0e10,1.0e10};
1501     Bool_t   t=(lay!=0); // skip if lay = 0 default value check all layers.
1502
1503     for(i=0;i<fNmodules;i++){
1504         if(t){GetModuleId(i,l,a,e);if(l!=lay) continue;}
1505         for(a=0;a<27;a++){
1506             d = GetGeomMatrix(i)->Distance2(g);
1507             if(d<dn[a]){
1508                 for(e=26;e>a;e--){dn[e] = dn[e-1];in[e] = in[e-1];}
1509                 dn[a] = d; in[a] = i;
1510             } // end if d<dn[i]
1511         } // end for a
1512     } // end for i
1513     for(i=0;i<27;i++) n[i] = in[i];
1514 }
1515 //----------------------------------------------------------------------
1516 Double_t AliITSgeom::GetAverageRadiusOfLayer(Int_t layer,Double_t &range)const{
1517     // Loops over all modules for a given layer and computes the
1518     // average cylindrical radius (about the z axis) and the range of
1519     // radii covered by this layer. Units, [cm] the Alice default unit.
1520     // Input:
1521     //    Int_t layer     The layer for which the average radii is to be found
1522     // Output:
1523     //    Double_t &range The range of radii covered by this layer
1524     // Return:
1525     //    The average radii for this layer.
1526     Double_t r=0.0,rmin=1.0e6,rmax=-1.0,rp,t[3],l[3],dl[3];
1527     Int_t    n=0,i,j,lay,lad,det;
1528     AliITSDetector idet;
1529
1530     for(i=0;i<GetIndexMax();i++) {
1531         GetModuleId(i,lay,lad,det);
1532         idet = GetModuleType(i);
1533         if(lay!=layer) continue;
1534         dl[0] = dl[1] = dl[2] = 0.0;
1535         if(IsShapeDefined((Int_t)idet)) {
1536             switch(idet){
1537             case kSPD:{
1538                 dl[0] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDx();
1539                 dl[1] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDy();
1540                 dl[2] = ((AliITSgeomSPD*)GetShape(idet))->GetDz();
1541             } break;
1542             case kSDD: case kSDDp:{
1543                 dl[0] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDx();
1544                 dl[1] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDy();
1545                 dl[2] = ((AliITSgeomSDD*)GetShape(idet))->GetDz();
1546             } break;
1547             case kSSD: case kSSDp:{
1548                 dl[0] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDx();
1549                 dl[1] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDy();
1550                 dl[2] = ((AliITSgeomSSD*)GetShape(idet))->GetDz();
1551             } break;
1552             case kND:{
1553                 Warning("GetAverageRadiusOfLayer",
1554                         "idet=kND undefined detector type");
1555                 continue;
1556             }break;
1557             default:{
1558                 Warning("GetAverageRadiusOfLayer",
1559                         "idet=%d not a defined value",(Int_t)idet);
1560                 continue;
1561             }break;
1562             }// end switch.
1563         } // end of
1564         n++;
1565         GetTransCyln(i,t);
1566         rp = t[0];
1567         r += rp;
1568         if(rmin>rp) rmin = rp;
1569         if(rmax<rp) rmax = rp;
1570         for(j=0;j<8;j++){ // loop over the corners
1571             l[0] = dl[0];if(j%2==0) l[0] = -dl[0];
1572             l[1] = dl[1];if(j==2||j==3||j==6||j==7) l[1] = -dl[1];
1573             l[2] = dl[2];if(j>3) l[2] = -dl[2];
1574             LtoG(i,l,t);
1575             rp = TMath::Sqrt(t[0]*t[0]+t[1]*t[1]);
1576             if(rmin>rp) rmin = rp;
1577             if(rmax<rp) rmax = rp;
1578         } // end for j
1579     } // end for i
1580     r /= (Double_t)n;
1581     range = TMath::Max(rmax-r,r-rmin);
1582     return r;
1583 }
1584 //_______________________________________________________________________
1585 void AliITSgeom::DetLToTrackingV2(Int_t md,Float_t xin,Float_t zin,
1586                                   Float_t &yout,Float_t &zout) {
1587
1588     //Conversion from local coordinates on detectors to local
1589     //coordinates used for tracking ("v2")
1590     // Inputs:
1591     //   Int_t   md      Module number
1592     //   Float_t xin     Standard local coordinate x
1593     //   Float_t zin     Standard local coordinate z
1594     // Output:
1595     //   Float_t yout    Tracking local coordinate y
1596     //   Float_t zout    Tracking local coordinate z
1597     // Return:
1598     //   none.
1599     Float_t x,y,z;
1600     Double_t rt[9],al;
1601
1602     GetTrans(md,x,y,z);
1603     GetRotMatrix(md,rt);
1604     al = TMath::ATan2(rt[1],rt[0])+TMath::Pi();
1605     yout = -(-xin+(x*((Float_t)TMath::Cos(al))+y*((Float_t)TMath::Sin(al))));
1606     if(md<(GetModuleIndex(2,1,1))) yout *= -1; 
1607     zout = -zin+z; 
1608 }
1609 //_______________________________________________________________________
1610 void AliITSgeom::TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,
1611                                   Float_t &xout,Float_t &zout) {
1612     //Conversion from local coordinates used for tracking ("v2") to
1613     //local detector coordinates  
1614     // Inputs:
1615     //   Int_t   md      Module number
1616     //   Float_t yin     Tracking local coordinate y
1617     //   Float_t zin     Tracking local coordinate z
1618     // Output:
1619     //   Float_t xout    Standard local coordinate x
1620     //   Float_t zout    Standard local coordinate z
1621     // Return:
1622     //   none.
1623     Float_t x,y,z;
1624     Double_t rt[9],al;
1625
1626     GetTrans(md,x,y,z);
1627     GetRotMatrix(md,rt);
1628     al = TMath::ATan2(rt[1],rt[0])+TMath::Pi();
1629     xout = yin;
1630     if(md<(GetModuleIndex(2,1,1))) xout = -xout;
1631     xout += (x*((Float_t)TMath::Cos(al))+y*((Float_t)TMath::Sin(al)));
1632     zout  = -zin+z; 
1633 }
1634 //----------------------------------------------------------------------
1635 ostream &operator<<(ostream &os,AliITSgeom &p){
1636     // Standard output streaming function.
1637     // Inputs:
1638     //   ostream    os   The output stream
1639     //   AliITSgeom p    The AliITSgeom class to be printed out
1640     // Outputs:
1641     //   none.
1642     // Return:
1643     //   The input stream
1644
1645     p.PrintGeom(&os);
1646     return os;
1647 }
1648 //----------------------------------------------------------------------
1649 istream &operator>>(istream &is,AliITSgeom &r){
1650     // Standard input streaming function.
1651     // Inputs:
1652     //   istream    is  The input stream
1653     //   AliITSgeom p   The AliITSgeom class to be filled from this 
1654     //                  input stream
1655     // Outputs:
1656     //   none.
1657     // Return:
1658     //   The input stream
1659
1660     r.ReadGeom(&is);
1661     return is;
1662 }
1663 //----------------------------------------------------------------------
1664