Introduction of the Copyright and cvs Log
[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 /*
17 $Log$
18 */
19
20 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
21 // ITS geometry manimulaiton routines.                               //
22 // Created April 15 1999.                                            //
23 // version: 0.0.0                                                    //
24 // By: Bjorn S. Nilsen                                               //
25 // version: 0.0.1                                                    //
26 // Updated May 27 1999.                                              //
27 // Added Cylinderical random and global based changes.               //
28 // Added  function PrintComparison.                                  //
29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
30 #include <iostream.h>
31 #include <fstream.h>
32 #include <iomanip.h>
33 #include <stdio.h>
34 #include "AliITSgeom.h"
35 #include "TRandom.h"
36
37 ClassImp(AliITSgeom)
38
39 //_____________________________________________________________________
40 AliITSgeom::AliITSgeom(){
41 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
42 //     The default constructor for the AliITSgeom class. It, by default,
43 // sets fNlayers to zero and zeros all pointers.
44 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
45   // Default constructor.
46   // Do not allocate anything zero everything
47    fNlayers = 0;
48    fNlad    = 0;
49    fNdet    = 0;
50    fg       = 0;
51    fShape   = 0;
52    return;
53 }
54
55 //_____________________________________________________________________
56 AliITSgeom::~AliITSgeom(){
57 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
58 //     The destructor for the AliITSgeom class. If the arrays fNlad,
59 // fNdet, or fg have had memory allocated to them, there pointer values
60 // are non zero, then this memory space is freed and they are set
61 // to zero. In addition, fNlayers is set to zero. The destruction of
62 // TObjArray fShape is, by default, handled by the TObjArray destructor.
63 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
64   // Default destructor.
65   // if arrays exist delet them. Then set everything to zero.
66    if(fg!=0){
67       for(Int_t i=0;i<fNlayers;i++) delete[] fg[i];
68       delete[] fg;
69    } // end if fg!=0
70    if(fNlad!=0) delete[] fNlad;
71    if(fNdet!=0) delete[] fNdet;
72    fNlayers = 0;
73    fNlad    = 0;
74    fNdet    = 0;
75    fg       = 0;
76    return;
77 }
78
79 //_____________________________________________________________________
80 AliITSgeom::AliITSgeom(const char *filename){
81 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
82 //     The constructor for the AliITSgeom class. All of the data to fill
83 // this structure is read in from the file given my the input filename.
84 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
85    FILE     *pf;
86    Int_t    i;
87    ITS_geom *g;
88    Int_t    l,a,d;
89    Float_t  x,y,z,o,p,q,r,s,t;
90    Double_t or,pr,qr,rr,sr,tr; // Radians
91    Double_t lr[9];
92    Double_t si; // sin(angle)
93    Double_t PI = TMath::Pi(), byPI = PI/180.;
94
95    pf = fopen(filename,"r");
96
97    fNlayers = 6; // set default number of ladders
98    fNlad    = new Int_t[fNlayers];
99    fNdet    = new Int_t[fNlayers];
100    // find the number of laders and detectors in this geometry.
101    for(i=0;i<fNlayers;i++){fNlad[i]=fNdet[i]=0;} // zero out arrays
102    for(;;){ // for ever loop
103       i = fscanf(pf,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
104                      &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
105       if(i==EOF) break;
106       if(l<1 || l>fNlayers) {
107          printf("error in file %s layer=%d min is 1 max is %d/n",
108                  filename,l,fNlayers);
109          continue;
110       }// end if l
111       if(fNlad[l-1]<a) fNlad[l-1] = a;
112       if(fNdet[l-1]<d) fNdet[l-1] = d;
113    } // end for ever loop
114    // counted the number of laders and detectors now allocate space.
115    fg = new ITS_geom* [fNlayers];
116    for(i=0;i<fNlayers;i++){
117       fg[i] = 0;
118       l = fNlad[i]*fNdet[i];
119       fg[i] = new ITS_geom[l]; // allocate space for transforms
120    } // end for i
121
122    // Set up Shapes for a default configuration of 6 layers.
123    fShape = new TObjArray;
124    AddShape((TObject *) new AliITSgeomSPD());  // shape 0
125    AddShape((TObject *) new AliITSgeomSDD());  // shape 1
126    AddShape((TObject *) new AliITSgeomSPD());  // shape 2
127
128    // prepair to read in transforms
129    rewind(pf); // start over reading file
130    for(;;){ // for ever loop
131       i = fscanf(pf,"%d %d %d %f %f %f %f %f %f %f %f %f",
132                      &l,&a,&d,&x,&y,&z,&o,&p,&q,&r,&s,&t);
133       if(i==EOF) break;
134       if(l<1 || l>fNlayers) {
135          printf("error in file %s layer=%d min is 1 max is %d/n",
136                  filename,l,fNlayers);
137          continue;
138       }// end if l
139       l--; a--; d--; // shift layer, lader, and detector counters to zero base
140       i = d + a*fNdet[l]; // position of this detector
141       g = &(fg[l][i]);
142
143       or = byPI*o;
144       pr = byPI*p;
145       qr = byPI*q;
146       rr = byPI*r;
147       sr = byPI*s;
148       tr = byPI*t;
149
150       g->fx0   = x;
151       g->fy0   = y;
152       g->fz0   = z;
153       si    = sin(or);if(o== 90.0) si = +1.0;
154                       if(o==270.0) si = -1.0;
155                       if(o==  0.0||o==180.) si = 0.0;
156       lr[0] = si * cos(pr);
157       lr[1] = si * sin(pr);
158       lr[2] = cos(or);if(o== 90.0||o==270.) lr[2] = 0.0;
159                       if(o== 0.0)           lr[2] = +1.0;
160                       if(o==180.0)          lr[2] = -1.0;
161       si    =  sin(qr);if(q== 90.0) si = +1.0; 
162                        if(q==270.0) si = -1.0;
163                        if(q==  0.0||q==180.) si = 0.0;
164       lr[3] = si * cos(rr);
165       lr[4] = si * sin(rr);
166       lr[5] = cos(qr);if(q== 90.0||q==270.) lr[5] = 0.0;
167                       if(q==  0.0)          lr[5] = +1.0;
168                       if(q==180.0)          lr[5] = -1.0;
169       si    = sin(sr);if(r== 90.0) si = +1.0;
170                       if(r==270.0) si = -1.0;
171                       if(r==  0.0||r==180.) si = 0.0;
172       lr[6] = si * cos(tr);
173       lr[7] = si * sin(tr);
174       lr[8] = cos(sr);if(r== 90.0||r==270.0) lr[8] =  0.0;
175                       if(r==  0.0)           lr[8] = +1.0;
176                       if(r==180.0)           lr[8] = -1.0;
177       // Normalize these elements
178       for(a=0;a<3;a++){// reuse float si and integers a and d.
179          si = 0.0;
180          for(d=0;d<3;d++) si += lr[3*a+d]*lr[3*a+d];
181          si = TMath::Sqrt(1./si);
182          for(d=0;d<3;d++) g->fr[3*a+d] = lr[3*a+d] = si*lr[3*a+d];
183       } // end for a
184       // get angles from matrix up to a phase of 180 degrees.
185       or     = atan2(lr[7],lr[8]);if(or<0.0) or += 2.0*PI;
186       pr     = asin(lr[2]);       if(pr<0.0) pr += 2.0*PI;
187       qr     = atan2(lr[3],lr[0]);if(qr<0.0) qr += 2.0*PI;
188       g->frx = or;
189       g->fry = pr;
190       g->frz = qr;
191       // l = layer-1 at this point.
192            if(l==0||l==1) g->fShapeIndex = 0; // SPD's
193       else if(l==2||l==3) g->fShapeIndex = 1; // SDD's
194       else if(l==4||l==5) g->fShapeIndex = 2; // SSD's
195    } // end for ever loop
196    fclose(pf);
197 }
198
199 //________________________________________________________________________
200 AliITSgeom::AliITSgeom(AliITSgeom &source){
201 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
202 //     The copy constructor for the AliITSgeom class. It calls the
203 // = operator function. See the = operator function for more details.
204 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
205    source = *this;  // Just use the = operator for now.
206    return;
207 }
208
209 //________________________________________________________________________
210 void AliITSgeom::operator=(AliITSgeom &source){
211 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
212 //     The = operator function for the AliITSgeom class. It makes an
213 // independent copy of the class in such a way that any changes made
214 // to the copied class will not affect the source class in any way.
215 // This is required for many ITS alignment studies where the copied
216 // class is then modified by introducing some misalignment.
217 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
218    Int_t i,j,k;
219
220    if(this == &source) return; // don't assign to ones self.
221
222    // if there is an old structure allocated delete it first.
223    if(fg != 0){
224       for(i=0;i<fNlayers;i++) delete[] fg[i];
225       delete[] fg;
226    } // end if fg != 0 
227    if(fNlad != 0) delete[] fNlad;
228    if(fNdet != 0) delete[] fNdet;
229
230    fNlayers = source.fNlayers;
231    fNlad = new Int_t[fNlayers];
232    for(i=0;i<fNlayers;i++) fNlad[i] = source.fNlad[i];
233    fNdet = new Int_t[fNlayers];
234    for(i=0;i<fNlayers;i++) fNdet[i] = source.fNdet[i];
235    fShape = new TObjArray(*(source.fShape));//This does not make a proper copy.
236    fg = new ITS_geom* [fNlayers];
237    for(i=0;i<fNlayers;i++){
238       fg[i] = new ITS_geom[fNlad[i]*fNdet[i]];
239       for(j=0;j<(fNlad[i]*fNdet[i]);j++){
240           fg[i][j].fShapeIndex = source.fg[i][j].fShapeIndex;
241           fg[i][j].fx0 = source.fg[i][j].fx0;
242           fg[i][j].fy0 = source.fg[i][j].fy0;
243           fg[i][j].fz0 = source.fg[i][j].fz0;
244           fg[i][j].frx = source.fg[i][j].frx;
245           fg[i][j].fry = source.fg[i][j].fry;
246           fg[i][j].frz = source.fg[i][j].frz;
247           for(k=0;k<9;k++) fg[i][j].fr[k] = source.fg[i][j].fr[k];
248       } // end for j
249    } // end for i
250    return;
251 }
252
253
254 //________________________________________________________________________
255 void AliITSgeom::GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
256                        const Float_t *g,Float_t *l){
257 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
258 //     The function that does the global ALICE Cartesian coordinate
259 // to local active volume detector Cartesian coordinate transformation.
260 // The local detector coordinate system is determined by the layer, 
261 // ladder, and detector numbers. The global coordinates are entered by
262 // the three element Float_t array g and the local coordinate values
263 // are returned by the three element Float_t array l. The order of the 
264 // three elements are g[0]=x, g[1]=y, and g[2]=z, similarly for l.
265 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
266    Double_t x,y,z;
267    ITS_geom *gl;
268
269    lay--; lad--; det--;
270    gl = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
271
272    x    = g[0] - gl->fx0;
273    y    = g[1] - gl->fy0;
274    z    = g[2] - gl->fz0;
275    l[0] = gl->fr[0]*x + gl->fr[1]*y + gl->fr[2]*z;
276    l[1] = gl->fr[3]*x + gl->fr[4]*y + gl->fr[5]*z;
277    l[2] = gl->fr[6]*x + gl->fr[7]*y + gl->fr[8]*z;
278    return;
279 }
280
281 //________________________________________________________________________
282 void AliITSgeom::GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l){
283 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
284 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
285 // coordinate to global ALICE Cartesian coordinate transformation.
286 // The local detector coordinate system is determined by the layer, 
287 // ladder, and detector numbers. The local coordinates are entered by
288 // the three element Float_t array l and the global coordinate values
289 // are returned by the three element Float_t array g. The order of the 
290 // three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z, similarly for g.
291 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
292    Int_t    lay,lad,det;
293    Double_t x,y,z;
294    ITS_geom *gl;
295
296    lay = id[0]; lad = id[1]; det = id[2];
297    lay--; lad--; det--;
298    gl = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
299
300    x    = g[0] - gl->fx0;
301    y    = g[1] - gl->fy0;
302    z    = g[2] - gl->fz0;
303    l[0] = gl->fr[0]*x + gl->fr[1]*y + gl->fr[2]*z;
304    l[1] = gl->fr[3]*x + gl->fr[4]*y + gl->fr[5]*z;
305    l[2] = gl->fr[6]*x + gl->fr[7]*y + gl->fr[8]*z;
306    return;
307 }
308 //________________________________________________________________________
309 void AliITSgeom::GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l){
310 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
311 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
312 // coordinate to global ALICE Cartesian coordinate transformation.
313 // The local detector coordinate system is determined by the detector
314 // index numbers (see GetModuleIndex and GetModuleID). The local 
315 // coordinates are entered by the three element Float_t array l and the 
316 // global coordinate values are returned by the three element Float_t array g.
317 // The order of the three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z, similarly 
318 // for g.
319 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
320    Int_t    lay,lad,det;
321    Double_t x,y,z;
322    ITS_geom *gl;
323
324    this->GetModuleId(index,lay,lad,det);
325    lay--; lad--; det--;
326    gl = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
327
328    x    = g[0] - gl->fx0;
329    y    = g[1] - gl->fy0;
330    z    = g[2] - gl->fz0;
331    l[0] = gl->fr[0]*x + gl->fr[1]*y + gl->fr[2]*z;
332    l[1] = gl->fr[3]*x + gl->fr[4]*y + gl->fr[5]*z;
333    l[2] = gl->fr[6]*x + gl->fr[7]*y + gl->fr[8]*z;
334    return;
335 }
336
337 //________________________________________________________________________
338 void AliITSgeom::LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
339                       const Float_t *l,Float_t *g){
340 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
341 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
342 // coordinate to global ALICE Cartesian coordinate transformation.
343 // The local detector coordinate system is determined by the layer, 
344 // ladder, and detector numbers. The local coordinates are entered by
345 // the three element Float_t array l and the global coordinate values
346 // are returned by the three element Float_t array g. The order of the 
347 // three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z, similarly for g.
348 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
349    Double_t x,y,z;
350    ITS_geom *gl;
351
352    lay--; lad--; det--;
353    gl   = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
354
355    x    = gl->fr[0]*l[0] + gl->fr[3]*l[1] + gl->fr[6]*l[2];
356    y    = gl->fr[1]*l[0] + gl->fr[4]*l[1] + gl->fr[7]*l[2];
357    z    = gl->fr[2]*l[0] + gl->fr[5]*l[1] + gl->fr[8]*l[2];
358    g[0] = x + gl->fx0;
359    g[1] = y + gl->fy0;
360    g[2] = z + gl->fz0;
361    return;
362 }
363
364 //________________________________________________________________________
365 void AliITSgeom::LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g){
366 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
367 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
368 // coordinate to global ALICE Cartesian coordinate transformation.
369 // The local detector coordinate system is determined by the three
370 // element array Id containing as it's three elements Id[0]=layer, 
371 // Id[1]=ladder, and Id[2]=detector numbers. The local coordinates
372 // are entered by the three element Float_t array l and the global
373 // coordinate values are returned by the three element Float_t array g.
374 // The order of the three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z,
375 // similarly for g.
376 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
377    Int_t    lay,lad,det;
378    Double_t x,y,z;
379    ITS_geom *gl;
380
381    lay = id[0]; lad = id[1]; det = id[2];
382    lay--; lad--; det--;
383    gl   = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
384
385    x    = gl->fr[0]*l[0] + gl->fr[3]*l[1] + gl->fr[6]*l[2];
386    y    = gl->fr[1]*l[0] + gl->fr[4]*l[1] + gl->fr[7]*l[2];
387    z    = gl->fr[2]*l[0] + gl->fr[5]*l[1] + gl->fr[8]*l[2];
388    g[0] = x + gl->fx0;
389    g[1] = y + gl->fy0;
390    g[2] = z + gl->fz0;
391    return;
392 }
393 //________________________________________________________________________
394 void AliITSgeom::LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g){
395 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
396 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
397 // coordinate to global ALICE Cartesian coordinate transformation.
398 // The local detector coordinate system is determined by the detector  
399 // index number (see GetModuleIndex and GetModuleId). The local coordinates
400 // are entered by the three element Float_t array l and the global
401 // coordinate values are returned by the three element Float_t array g.
402 // The order of the three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z,
403 // similarly for g.
404 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
405    Int_t    lay,lad,det;
406    Double_t x,y,z;
407    ITS_geom *gl;
408
409    this->GetModuleId(index,lay,lad,det);
410    lay--; lad--; det--;
411    gl   = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
412
413    x    = gl->fr[0]*l[0] + gl->fr[3]*l[1] + gl->fr[6]*l[2];
414    y    = gl->fr[1]*l[0] + gl->fr[4]*l[1] + gl->fr[7]*l[2];
415    z    = gl->fr[2]*l[0] + gl->fr[5]*l[1] + gl->fr[8]*l[2];
416    g[0] = x + gl->fx0;
417    g[1] = y + gl->fy0;
418    g[2] = z + gl->fz0;
419    return;
420 }
421 //________________________________________________________________________
422 void AliITSgeom::GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
423                               const Float_t *g,Float_t *l){
424 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
425 //     The function that does the global ALICE Cartesian momentum
426 // to local active volume detector Cartesian momentum transformation.
427 // The local detector coordinate system is determined by the layer, 
428 // ladder, and detector numbers. The global momentums are entered by
429 // the three element Float_t array g and the local momentums values
430 // are returned by the three element Float_t array l. The order of the 
431 // three elements are g[0]=x, g[1]=y, and g[2]=z, similarly for l.
432 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
433    Double_t px,py,pz;
434    ITS_geom *gl;
435
436    lay--; lad--; det--;
437    gl = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
438
439    px   = g[0];
440    py   = g[1];
441    pz   = g[2];
442    l[0] = gl->fr[0]*px + gl->fr[1]*py + gl->fr[2]*pz;
443    l[1] = gl->fr[3]*px + gl->fr[4]*py + gl->fr[5]*pz;
444    l[2] = gl->fr[6]*px + gl->fr[7]*py + gl->fr[8]*pz;
445    return;
446 }
447 //________________________________________________________________________
448 void AliITSgeom::LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
449                               const Float_t *l,Float_t *g){
450 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
451 //     The function that does the local active volume detector Cartesian
452 // momentum to global ALICE Cartesian momentum transformation.
453 // The local detector momentum system is determined by the layer, 
454 // ladder, and detector numbers. The locall momentums are entered by
455 // the three element Float_t array l and the global momentum values
456 // are returned by the three element Float_t array g. The order of the 
457 // three elements are l[0]=x, l[1]=y, and l[2]=z, similarly for g.
458 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
459    Double_t px,py,pz;
460    ITS_geom *gl;
461
462    lay--; lad--; det--;
463    gl   = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
464
465    px   = gl->fr[0]*l[0] + gl->fr[3]*l[1] + gl->fr[6]*l[2];
466    py   = gl->fr[1]*l[0] + gl->fr[4]*l[1] + gl->fr[7]*l[2];
467    pz   = gl->fr[2]*l[0] + gl->fr[5]*l[1] + gl->fr[8]*l[2];
468    g[0] = px;
469    g[1] = py;
470    g[2] = pz;
471    return;
472 }
473 //___________________________________________________________________________
474 Int_t AliITSgeom::GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det){
475     Int_t i,j,k;
476
477     i = fNdet[lay-1] * (lad-1) + det - 1;
478     j = 0;
479     for(k=0;k<lay-1;k++) j += fNdet[k]*fNlad[k];
480     return (i+j);
481 }
482 //___________________________________________________________________________
483 void AliITSgeom::GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det){
484     Int_t i,j,k;
485
486     j = 0;
487     for(k=0;k<fNlayers;k++){
488         j += fNdet[k]*fNlad[k];
489         if(index>j)break;
490     } // end for k
491     lay = k+1;
492     i = index -j + fNdet[k]*fNlad[k];
493     j = 0;
494     for(k=0;k<fNlad[lay-1];k++){
495         j += fNdet[k];
496         if(i>fNdet[k])break;
497     } // end for k
498     lad = k+1;
499     det = 1+i-fNdet[lay-1]*k;
500     return;
501 }
502 //___________________________________________________________________________
503 void AliITSgeom::GlobalChange(Float_t *tran,Float_t *rot){
504 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
505 //     This function performs a Cartesian translation and rotation of
506 // the full ITS from its default position by an amount determined by
507 // the three element arrays dtranslation and drotation. If every element
508 // of dtranslation and drotation are zero then there is no change made
509 // the geometry. The change is global in that the exact same translation
510 // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
511 // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
512 // and those of the rotation are in radians. The elements of dtranslation
513 // are dtranslation[0] = x, dtranslation[1] = y, and dtranslation[2] = z.
514 // The elements of drotation are drotation[0] = rx, drotation[1] = ry, and
515 // drotation[2] = rz. A change in x will move the hole ITS in the ALICE
516 // global x direction, the same for a change in y. A change in z will
517 // result in a translation of the ITS as a hole up or down the beam line.
518 // A change in the angles will result in the inclination of the ITS with
519 // respect to the beam line, except for an effective rotation about the
520 // beam axis which will just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
521 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
522    Int_t    i,j,k,l;
523    Double_t rx,ry,rz;
524    Double_t sx,cx,sy,cy,sz,cz;
525    ITS_geom *gl;
526
527    for(i=0;i<fNlayers;i++){
528       for(j=0;j<fNlad[i];j++) for(k=0;k<fNdet[i];k++){
529          l = fNdet[i]*j+k; // resolved index
530          gl = &(fg[i][l]);
531          gl->fx0 += tran[0];
532          gl->fy0 += tran[1];
533          gl->fz0 += tran[2];
534          gl->frx +=  rot[0];
535          gl->fry +=  rot[1];
536          gl->frz +=  rot[2];
537          rx = gl->frx; ry = gl->fry; rz = gl->frz;
538          sx = sin(rx); cx = cos(rx);
539          sy = sin(ry); cy = cos(ry);
540          sz = sin(rz); cz = cos(rz);
541          gl->fr[0] =  cz*cy;
542          gl->fr[1] = -cz*sy*sx - sz*cx;
543          gl->fr[2] = -cz*sy*cx + sz*sx;
544          gl->fr[3] =  sz*cy;
545          gl->fr[4] = -sz*sy*sx + cz*cx;
546          gl->fr[5] = -sz*sy*cx - cz*sx;
547          gl->fr[6] =  sy;
548          gl->fr[7] =  cy*sx;
549          gl->fr[8] =  cy*cx;
550       } // end for j,k
551    } // end for i
552    return;
553 }
554
555 //___________________________________________________________________________
556 void AliITSgeom::GlobalCylindericalChange(Float_t *tran,Float_t *rot){
557 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
558 //     This function performs a cylindrical translation and rotation of
559 // each ITS element by a fixed about in radius, rphi, and z from its
560 // default position by an amount determined by the three element arrays
561 // dtranslation and drotation. If every element of dtranslation and
562 // drotation are zero then there is no change made the geometry. The
563 // change is global in that the exact same distance change in translation
564 // and rotation is done to every detector element in the exact same way.
565 // The units of the translation are those of the Monte Carlo, usually cm,
566 // and those of the rotation are in radians. The elements of dtranslation
567 // are dtranslation[0] = r, dtranslation[1] = rphi, and dtranslation[2] = z.
568 // The elements of drotation are drotation[0] = rx, drotation[1] = ry, and
569 // drotation[2] = rz. A change in r will results in the increase of the
570 // radius of each layer by the same about. A change in rphi will results in
571 // the rotation of each layer by a different angle but by the same
572 // circumferential distance. A change in z will result in a translation
573 // of the ITS as a hole up or down the beam line. A change in the angles
574 // will result in the inclination of the ITS with respect to the beam
575 // line, except for an effective rotation about the beam axis which will
576 // just rotate the ITS as a hole about the beam axis.
577 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
578    Int_t    i,j,k,l;
579    Double_t rx,ry,rz,r,phi,rphi; // phi in radians
580    Double_t sx,cx,sy,cy,sz,cz,r0;
581    ITS_geom *gl;
582
583 //   printf("trans=%f %f %f rot=%f %f %f\n",tran[0],tran[1],tran[2],
584 //        rot[0],rot[1],rot[2]);
585    for(i=0;i<fNlayers;i++){
586       for(j=0;j<fNlad[i];j++) for(k=0;k<fNdet[i];k++){
587          l     = fNdet[i]*j+k; // resolved index
588          gl    = &(fg[i][l]);
589          r = r0= TMath::Hypot(gl->fy0,gl->fx0);
590          phi   = atan2(gl->fy0,gl->fx0);
591          rphi  = r0*phi;
592          r    += tran[0];
593          rphi += tran[1];
594          phi   = rphi/r0;
595          gl->fx0  = r*TMath::Cos(phi);
596          gl->fy0  = r*TMath::Sin(phi);
597          gl->fz0 += tran[2];
598          gl->frx +=  rot[0];
599          gl->fry +=  rot[1];
600          gl->frz +=  rot[2];
601          rx = gl->frx; ry = gl->fry; rz = gl->frz;
602          sx = sin(rx); cx = cos(rx);
603          sy = sin(ry); cy = cos(ry);
604          sz = sin(rz); cz = cos(rz);
605          gl->fr[0] =  cz*cy;
606          gl->fr[1] = -cz*sy*sx - sz*cx;
607          gl->fr[2] = -cz*sy*cx + sz*sx;
608          gl->fr[3] =  sz*cy;
609          gl->fr[4] = -sz*sy*sx + cz*cx;
610          gl->fr[5] = -sz*sy*cx - cz*sx;
611          gl->fr[6] =  sy;
612          gl->fr[7] =  cy*sx;
613          gl->fr[8] =  cy*cx;
614       } // end for j,k
615    } // end for i
616    return;
617 }
618
619 //___________________________________________________________________________
620 void AliITSgeom::RandomChange(Float_t *stran,Float_t *srot){
621 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
622 //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
623 // rotation about the present global position of each active
624 // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
625 // is determined by the three element array stranslation, for the
626 // x y and z translations, and the three element array srotation,
627 // for the three rotation about the axis x y and z.
628 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
629    Int_t    i,j,k,l;
630    Double_t rx,ry,rz;
631    Double_t sx,cx,sy,cy,sz,cz;
632    TRandom  ran;
633    ITS_geom *gl;
634
635    for(i=0;i<fNlayers;i++){
636       for(j=0;j<fNlad[i];j++) for(k=0;k<fNdet[i];k++){
637          l = fNdet[i]*j+k; // resolved index
638          gl = &(fg[i][l]);
639          gl->fx0 += ran.Gaus(0.0,stran[0]);
640          gl->fy0 += ran.Gaus(0.0,stran[1]);
641          gl->fz0 += ran.Gaus(0.0,stran[2]);
642          gl->frx += ran.Gaus(0.0, srot[0]);
643          gl->fry += ran.Gaus(0.0, srot[1]);
644          gl->frz += ran.Gaus(0.0, srot[2]);
645          rx = gl->frx; ry = gl->fry; rz = gl->frz;
646          sx = sin(rx); cx = cos(rx);
647          sy = sin(ry); cy = cos(ry);
648          sz = sin(rz); cz = cos(rz);
649          gl->fr[0] =  cz*cy;
650          gl->fr[1] = -cz*sy*sx - sz*cx;
651          gl->fr[2] = -cz*sy*cx + sz*sx;
652          gl->fr[3] =  sz*cy;
653          gl->fr[4] = -sz*sy*sx + cz*cx;
654          gl->fr[5] = -sz*sy*cx - cz*sx;
655          gl->fr[6] =  sy;
656          gl->fr[7] =  cy*sx;
657          gl->fr[8] =  cy*cx;
658       } // end for j,k
659    } // end for i
660    return;
661 }
662
663 //___________________________________________________________________________
664 void AliITSgeom::RandomCylindericalChange(Float_t *stran,Float_t *srot){
665 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
666 //     This function performs a Gaussian random displacement and/or
667 // rotation about the present global position of each active
668 // volume/detector of the ITS. The sigma of the random displacement
669 // is determined by the three element array stranslation, for the
670 // r rphi and z translations, and the three element array srotation,
671 // for the three rotation about the axis x y and z. This random change
672 // in detector position allow for the simulation of a random uncertainty
673 // in the detector positions of the ITS.
674 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
675    Int_t     i,j,k,l;
676    Double_t  rx,ry,rz,r,phi,x,y;  // phi in radians
677    Double_t  sx,cx,sy,cy,sz,cz,r0;
678    TRandom   ran;
679    ITS_geom  *gl;
680
681 //   printf("trans=%f %f %f rot=%f %f %f\n",stran[0],stran[1],stran[2],
682 //        srot[0],srot[1],srot[2]);
683    for(i=0;i<fNlayers;i++){
684       for(j=0;j<fNlad[i];j++) for(k=0;k<fNdet[i];k++){
685          l     = fNdet[i]*j+k; // resolved index
686          gl    = &(fg[i][l]);
687          x     = gl->fx0;
688          y     = gl->fy0;
689          r = r0= TMath::Hypot(y,x);
690          phi   = TMath::ATan2(y,x);
691 //       if(phi<0.0) phi += 2.0*TMath::Pi();
692          r    += ran.Gaus(0.0,stran[0]);
693          phi  += ran.Gaus(0.0,stran[1])/r0;
694 //       printf("fx0=%f fy0=%f rcos(phi)=%f rsin(phi)=%f\n",gl->fx0,gl->fy0,
695 //              r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi));
696          gl->fx0  = r*TMath::Cos(phi);
697          gl->fy0  = r*TMath::Sin(phi);
698 //       printf("r0=%f r=%f hypot=%f phi0=%f phi=%f ATan2=%f\n",
699 //              r0,r,TMath::Hypot(gl->fy0,gl->fx0),
700 //              phi0,phi,TMath::ATan2(gl->fy0,gl->fx0));
701          gl->fz0 += ran.Gaus(0.0,stran[2]);
702          gl->frx += ran.Gaus(0.0, srot[0]);
703          gl->fry += ran.Gaus(0.0, srot[1]);
704          gl->frz += ran.Gaus(0.0, srot[2]);
705          rx = gl->frx; ry = gl->fry; rz = gl->frz;
706          sx = sin(rx); cx = cos(rx);
707          sy = sin(ry); cy = cos(ry);
708          sz = sin(rz); cz = cos(rz);
709          gl->fr[0] =  cz*cy;
710          gl->fr[1] = -cz*sy*sx - sz*cx;
711          gl->fr[2] = -cz*sy*cx + sz*sx;
712          gl->fr[3] =  sz*cy;
713          gl->fr[4] = -sz*sy*sx + cz*cx;
714          gl->fr[5] = -sz*sy*cx - cz*sx;
715          gl->fr[6] =  sy;
716          gl->fr[7] =  cy*sx;
717          gl->fr[8] =  cy*cx;
718       } // end for j,k
719    } // end for i
720    return;
721 }
722
723 //___________________________________________________________________________
724 void AliITSgeom::SetByAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
725                              Float_t rx,Float_t ry,Float_t rz){
726 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
727 //     This function computes a new rotation matrix based on the angles
728 // rx, ry, and rz (in radians) for a give detector on the give ladder
729 // in the give layer. A new
730 // fg[layer-1][(fNlad[layer-1]*(ladder-1)+detector-1)].fr[] array is
731 // computed.
732 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
733    ITS_geom *g;
734    Double_t  sx,cx,sy,cy,sz,cz;
735
736    lay--; lad--; det--; // set to zero base now.
737    g = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
738
739    sx = sin(rx); cx = cos(rx);
740    sy = sin(ry); cy = cos(ry);
741    sz = sin(rz); cz = cos(rz);
742    g->frx   = rx;
743    g->fry   = ry;
744    g->frz   = rz;
745    g->fr[0] =  cz*cy;
746    g->fr[1] = -cz*sy*sx - sz*cx;
747    g->fr[2] = -cz*sy*cx + sz*sx;
748    g->fr[3] =  sz*cy;
749    g->fr[4] = -sz*sy*sx + cz*cx;
750    g->fr[5] = -sz*sy*cx - cz*sx;
751    g->fr[6] =  sy;
752    g->fr[7] =  cy*sx;
753    g->fr[8] =  cy*cx;
754    return;
755 }
756
757 //___________________________________________________________________________
758 void AliITSgeom::GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Float_t *mat){
759 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
760 //     Returns, in the Float_t array pointed to by mat, the full rotation
761 // matrix for the give detector defined by layer, ladder, and detector.
762 // It returns all nine elements of fr in the ITS_geom structure. See the
763 // description of the ITS_geom structure for further details of this
764 // rotation matrix.
765 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
766    Int_t    i;
767    ITS_geom *g;
768
769    lay--; lad--; det--; // shift to base 0
770    g = &(fg[lay][fNdet[lay]*lad+det]);
771    for(i=0;i<9;i++) mat[i] = g->fr[i];
772    return;
773 }
774
775 //___________________________________________________________________________
776 void AliITSgeom::PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other){
777 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
778 //     This function was primarily created for diagnostic reasons. It
779 // print to a file pointed to by the file pointer fp the difference
780 // between two AliITSgeom classes. The format of the file is basicly,
781 // define d? to be the difference between the same element of the two
782 // classes. For example dfrx = this->fg[i][j].frx - other->fg[i][j].frx.
783 // if(at least one of dfx0, dfy0, dfz0,dfrx,dfry,dfrz are non zero) then print
784 // layer ladder detector dfx0 dfy0 dfz0 dfrx dfry dfrz
785 // if(at least one of the 9 elements of dfr[] are non zero) then print
786 // layer ladder detector dfr[0] dfr[1] dfr[2]
787 //                       dfr[3] dfr[4] dfr[5]
788 //                       dfr[6] dfr[7] dfr[8]
789 // Only non zero values are printed to save space. The differences are
790 // typical written to a file because there are usually a lot of numbers
791 // printed out and it is usually easier to read them in some nice editor
792 // rather than zooming quickly past you on a screen. fprintf is used to
793 // do the printing. The fShapeIndex difference is not printed at this time.
794 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
795    Int_t    i,j,k,l;
796    Double_t xt,yt,zt,xo,yo,zo;
797    Double_t rxt,ryt,rzt,rxo,ryo,rzo;  // phi in radians
798    ITS_geom *gt,*go;
799    Bool_t   t;
800
801    for(i=0;i<this->fNlayers;i++){
802       for(j=0;j<this->fNlad[i];j++) for(k=0;k<this->fNdet[i];k++){
803          l   = this->fNdet[i]*j+k; // resolved index
804          gt  = &(this->fg[i][l]);
805          go  = &(other->fg[i][l]);
806          xt  = gt->fx0; yt  = gt->fy0; zt  = gt->fz0;
807          xo  = go->fx0; yo  = go->fy0; zo  = go->fz0;
808          rxt = gt->frx; ryt = gt->fry; rzt = gt->frz;
809          rxo = go->frx; ryo = go->fry; rzo = go->frz;
810          if(!(xt==xo&&yt==yo&&zt==zo&&rxt==rxo&&ryt==ryo&&rzt==rzo))
811          fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dTrans=%f %f %f drot=%f %f %f\n",
812                  i+1,j+1,k+1,xt-xo,yt-yo,zt-zo,rxt-rxo,ryt-ryo,rzt-rzo);
813          t = kFALSE;
814          for(i=0;i<9;i++) t = gt->fr[i] != go->fr[i];
815          if(t){
816              fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d dfr= %e %e %e\n",i+1,j+1,k+1,
817                  gt->fr[0]-go->fr[0],gt->fr[1]-go->fr[1],gt->fr[2]-go->fr[2]);
818              fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
819                  gt->fr[3]-go->fr[3],gt->fr[4]-go->fr[4],gt->fr[5]-go->fr[5]);
820              fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",
821                  gt->fr[6]-go->fr[6],gt->fr[7]-go->fr[7],gt->fr[8]-go->fr[8]);
822          }
823       } // end for j,k
824    } // end for i
825    return;
826 }
827
828 //___________________________________________________________________________
829 void AliITSgeom::PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det){
830 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
831 //     This function prints out the coordinate transformations for
832 // the particular detector defined by layer, ladder, and detector
833 // to the file pointed to by the File pointer fp. fprinf statements
834 // are used to print out the numbers. The format is
835 // layer ladder detector Trans= fx0 fy0 fz0 rot= frx fry frz Shape=fShapeIndex
836 //                         dfr= fr[0] fr[1] fr[2]
837 //                         dfr= fr[3] fr[4] fr[5]
838 //                         dfr= fr[6] fr[7] fr[8]
839 // By indicating which detector, some control over the information 
840 // is given to the user. The output it written to the file pointed
841 // to by the file pointer fp. This can be set to stdout if you want.
842 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
843    Int_t    i,j,k,l;
844    ITS_geom *gt;
845
846    i  = lay-1;
847    j  = lad-1;
848    k  = det-1;
849    l  = this->fNdet[i]*j+k; // resolved index
850    gt = &(this->fg[i][l]);
851    fprintf(fp,"%1.1d %2.2d %2.2d Trans=%f %f %f rot=%f %f %f Shape=%d\n",
852            i+1,j+1,k+1,gt->fx0,gt->fy0,gt->fz0,gt->frx,gt->fry,gt->frz,
853            gt->fShapeIndex);
854    fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",gt->fr[0],gt->fr[1],gt->fr[2]);
855    fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",gt->fr[3],gt->fr[4],gt->fr[5]);
856    fprintf(fp,"        dfr= %e %e %e\n",gt->fr[6],gt->fr[7],gt->fr[8]);
857    return;
858 }
859 //___________________________________________________________________________
860 void AliITSgeom::Streamer(TBuffer &R__b){
861 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
862 //     The default Streamer function "written by ROOT" doesn't write out
863 // the arrays referenced by pointers. Therefore, a specific Streamer function
864 // has to be written. This function should not be modified but instead added
865 // on to so that older versions can still be read. The proper handling of
866 // the version dependent streamer function hasn't been written do to the lack
867 // of finding an example at the time of writting.
868 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
869    // Stream an object of class AliITSgeom.
870     Int_t i,j,k;
871
872    if (R__b.IsReading()) {
873       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
874       TObject::Streamer(R__b);
875       R__b >> fNlayers;
876       if(fNlad!=0) delete[] fNlad;
877       if(fNdet!=0) delete[] fNdet;
878       fNlad = new Int_t[fNlayers];
879       fNdet = new Int_t[fNlayers];
880       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b >> fNlad[i];
881       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b >> fNdet[i];
882       if(fg!=0){
883           for(i=0;i<fNlayers;i++) delete[] fg[i];
884           delete[] fg;
885       } // end if fg!=0
886       fg = new ITS_geom*[fNlayers];
887       for(i=0;i<fNlayers;i++){
888           fg[i] = new ITS_geom[fNlad[i]*fNdet[i]];
889           for(j=0;j<fNlad[i]*fNdet[i];j++){
890               R__b >> fg[i][j].fShapeIndex;
891               R__b >> fg[i][j].fx0;
892               R__b >> fg[i][j].fy0;
893               R__b >> fg[i][j].fz0;
894               R__b >> fg[i][j].frx;
895               R__b >> fg[i][j].fry;
896               R__b >> fg[i][j].frz;
897               for(k=0;k<9;k++) R__b >> fg[i][j].fr[k];
898           } // end for j
899       } // end for i
900       R__b >> fShape;
901    } else {
902       R__b.WriteVersion(AliITSgeom::IsA());
903       TObject::Streamer(R__b);
904       R__b << fNlayers;
905       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b << fNlad[i];
906       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b << fNdet[i];
907       for(i=0;i<fNlayers;i++) for(j=0;j<fNlad[i]*fNdet[i];j++){
908           R__b << fg[i][j].fShapeIndex;
909           R__b << fg[i][j].fx0;
910           R__b << fg[i][j].fy0;
911           R__b << fg[i][j].fz0;
912           R__b << fg[i][j].frx;
913           R__b << fg[i][j].fry;
914           R__b << fg[i][j].frz;
915           for(k=0;k<9;k++) R__b << fg[i][j].fr[k];
916       } // end for i,j
917       R__b << fShape;
918    }
919 }
920
921 //___________________________________________________________________________
922 ofstream & AliITSgeom::PrintGeom(ofstream &R__b){
923 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
924 //     The default Streamer function "written by ROOT" doesn't write out
925 // the arrays referenced by pointers. Therefore, a specific Streamer function
926 // has to be written. This function should not be modified but instead added
927 // on to so that older versions can still be read. The proper handling of
928 // the version dependent streamer function hasn't been written do to the lack
929 // of finding an example at the time of writting.
930 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
931    // Stream an object of class AliITSgeom.
932     Int_t i,j,k;
933
934     R__b.setf(ios::scientific);
935     R__b << fNlayers << " ";
936     for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b << fNlad[i] << " ";
937     for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b << fNdet[i] << "\n";
938     for(i=0;i<fNlayers;i++) for(j=0;j<fNlad[i]*fNdet[i];j++){
939         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fShapeIndex << " ";
940         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fx0 << " ";
941         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fy0 << " ";
942         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fz0 << " ";
943         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].frx << " ";
944         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fry << " ";
945         R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].frz << "\n";
946         for(k=0;k<9;k++) R__b <<setprecision(16) << fg[i][j].fr[k] << " ";
947         R__b << "\n";
948       } // end for i,j
949 //      R__b << fShape;
950       return R__b;
951 }
952
953 //___________________________________________________________________________
954 ifstream & AliITSgeom::ReadGeom(ifstream &R__b){
955 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
956 //     The default Streamer function "written by ROOT" doesn't write out
957 // the arrays referenced by pointers. Therefore, a specific Streamer function
958 // has to be written. This function should not be modified but instead added
959 // on to so that older versions can still be read. The proper handling of
960 // the version dependent streamer function hasn't been written do to the lack
961 // of finding an example at the time of writting.
962 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
963    // Stream an object of class AliITSgeom.
964     Int_t i,j,k;
965
966       R__b >> fNlayers;
967       if(fNlad!=0) delete[] fNlad;
968       if(fNdet!=0) delete[] fNdet;
969       fNlad = new Int_t[fNlayers];
970       fNdet = new Int_t[fNlayers];
971       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b >> fNlad[i];
972       for(i=0;i<fNlayers;i++) R__b >> fNdet[i];
973       if(fg!=0){
974           for(i=0;i<fNlayers;i++) delete[] fg[i];
975           delete[] fg;
976       } // end if fg!=0
977       fg = new ITS_geom*[fNlayers];
978       for(i=0;i<fNlayers;i++){
979           fg[i] = new ITS_geom[fNlad[i]*fNdet[i]];
980           for(j=0;j<fNlad[i]*fNdet[i];j++){
981               R__b >> fg[i][j].fShapeIndex;
982               R__b >> fg[i][j].fx0;
983               R__b >> fg[i][j].fy0;
984               R__b >> fg[i][j].fz0;
985               R__b >> fg[i][j].frx;
986               R__b >> fg[i][j].fry;
987               R__b >> fg[i][j].frz;
988               for(k=0;k<9;k++) R__b >> fg[i][j].fr[k];
989           } // end for j
990       } // end for i
991 //      R__b >> fShape;
992       return R__b;
993 }