ITS/AliITSgeom.h

   1 #ifndef ALIITSGEOM_H
   2 #define ALIITSGEOM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //  ITS geometry manipulation routines.
  10 //  Created April 15 1999.
  11 //  version: 0.0.0
  12 //  By: Bjorn S. Nilsen
  13 //
  14 //     A package of geometry routines to do transformations between
  15 // local, detector active area, and ALICE global coordinate system in such
  16 // a way as to allow for detector alignment studies and the like. All of
  17 // the information needed to do the coordinate transformation are kept in
  18 // a specialized structure for ease of implementation.
  19 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  20 #include <Riostream.h>
  21 #include <TObject.h>
  22 #include <TObjArray.h>
  23 #include <TVector.h>
  24
  25 #include "AliITSgeomMatrix.h"
  26
  27
  28 typedef enum {kSPD=0, kSDD=1, kSSD=2, kSSDp=3,kSDDp=4} AliITSDetector;
  29
  30 //_______________________________________________________________________
  31
  32 class AliITSgeom : public TObject {
  33
  34  public:
  35     AliITSgeom();                      // Default constructor
  36     AliITSgeom(const char *filename);  // Constructor
  37     AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,Int_t *nlads,Int_t *ndets,
  38                Int_t nmods); // Constructor
  39     // this function allocates a AliITSgeomMatrix for a particular module.
  40     void CreatMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
  41                      AliITSDetector idet,const Double_t tran[3],
  42                      const Double_t rot[10]);
  43     void ReadNewFile(const char *filename);  // Constructor for new format.
  44     void WriteNewFile(const char *filename); // Output for new format.
  45     AliITSgeom(AliITSgeom &source);    // Copy constructor
  46     AliITSgeom& operator=(AliITSgeom &source);// = operator
  47     virtual ~AliITSgeom();             // Default destructor
  48 // Getters
  49     Int_t GetTransformationType() const {return fTrans;}
  50 //
  51     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  52     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  53     // of the detector. These are the transformation used by GEANT.
  54     Bool_t IsGeantToGeant()     const {return (fTrans == 0);}
  55     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  56     // for Global GEANT coordinate system to the local "Tracking" coordinate
  57     // system of the detector. These are the transformation used by the
  58     // Tracking code.
  59     Bool_t IsGeantToTracking()  const {return ((fTrans&&0xfffe)!= 0);}
  60     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  61     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  62     // of the detector but may have been displaced by some typically small
  63     // amount. These are modified transformation similar to that used by GEANT.
  64     Bool_t IsGeantToDisplaced() const {return ((fTrans&&0xfffd)!= 0);}
  65     // returns kTRUE if the shape defined by ishape has been defined in this
  66     // set of transformations. Typical values of ishape are kSPD, kSDD, kSSD,
  67     // SSD2.
  68     Bool_t IsShapeDefined(Int_t ishape)const {
  69         if(fShape!=0){return ((fShape->At(ishape))!=0);}else return kFALSE;}
  70 //
  71     //     This function returns a pointer to the particular AliITSgeomMatrix
  72     // class for a specific module index.
  73     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index){
  74         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm->At(index));}
  75     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give
  76     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
  77     Int_t GetNdetectors(Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
  78     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
  79     // particular it returns fNlad[layer-1].
  80     Int_t GetNladders(Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];}
  81     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
  82     // geometry. In particular it returns fNlayers.
  83     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
  84     Int_t GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det);
  85     //     This function returns the module index number given the layer,
  86     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
  87     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id){
  88         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
  89     void  GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det);
  90     // Returns the detector type
  91     Int_t GetModuleType(Int_t index){
  92                            return GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex();}
  93 //
  94     Int_t GetStartDet(Int_t dtype );
  95     Int_t GetLastDet(Int_t dtype);
  96     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
  97     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
  98     // ITS structure.
  99     Int_t GetStartSPD() {return GetModuleIndex(1,1,1);}
 100     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
 101     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 102     // ITS structure.
 103     Int_t GetLastSPD()  {return GetModuleIndex(2,fNlad[1],fNdet[1]);}
 104     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
 105     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 106     // ITS structure.
 107     Int_t GetStartSDD() {return GetModuleIndex(3,1,1);}
 108     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
 109     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 110     // ITS structure.
 111     Int_t GetLastSDD()  {return GetModuleIndex(4,fNlad[3],fNdet[3]);}
 112     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
 113     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 114     // ITS structure.
 115     Int_t GetStartSSD() {return GetModuleIndex(5,1,1);}
 116     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
 117     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 118     // ITS structure.
 119     Int_t GetLastSSD()  {return GetModuleIndex(6,fNlad[5],fNdet[5]);}
 120     //     Returns the last module index number.
 121     Int_t GetIndexMax() const {return fNmodules;}
 122 //
 123     //     This function returns the rotation angles for a give module
 124     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
 125     void  GetAngles(Int_t index,Double_t *ang) {
 126                     GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
 127     //     This function returns the rotation angles for a give module
 128     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
 129     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 130     void  GetAngles(Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz) {
 131                     Double_t a[3];GetAngles(index,a);
 132                     rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
 133     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
 134     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
 135     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 136     void  GetAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 137                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz) {
 138                     GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 139 //
 140     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give
 141     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
 142     void  GetGeantAngles(Int_t index,Double_t *ang){
 143         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
 144 //
 145     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 146     // module in the Double array t[3]. The units are
 147     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 148     void  GetTrans(Int_t index,Double_t *t) {
 149                    GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(t);}
 150     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 151     // module index in the three floating point variables provided.
 152     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 153     // Carlo, generally cm.
 154     void  GetTrans(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 155                    Double_t t[3];GetTrans(index,t);
 156                    x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 157     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 158     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 159     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 160     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 161     void  GetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 162                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 163                    GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 164 //
 165     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 166     // module in the Double array t[3]. The units are
 167     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 168     void  GetTransCyln(Int_t index,Double_t *t) {
 169                    GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
 170     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 171     // module index in the three floating point variables provided.
 172     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 173     // Carlo, generally cm.
 174     void  GetTransCyln(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 175                    Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);
 176                    x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 177     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 178     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 179     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 180     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 181     void  GetTransCyln(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 182                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z) {
 183                    GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 184 //
 185     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
 186     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
 187     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
 188     void  GetCenterThetaPhi(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 189                             TVector &x){Double_t t[3],ang[6];
 190                             Int_t index=GetModuleIndex(lay,lad,det);
 191                             GetTrans(index,t);GetGeantAngles(index,ang);
 192                             x(0) =   t[0];x(1) =   t[1];x(2) =   t[2];
 193                             x(3) = ang[0];x(4) = ang[1];x(5) = ang[2];
 194                             x(6) = ang[3];x(7) = ang[4];x(8) = ang[5];}
 195 //
 196     //     This function returns the rotation matrix in Double
 197     // precision for a given module.
 198     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t mat[3][3]){
 199           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
 200     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 201     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 202     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat){
 203           Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
 204           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 205     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 206     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 207     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 208     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 209                  Float_t *mat){GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 210     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 211     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 212     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 213     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 214                 Double_t *mat){GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 215     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 216     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 217     void  GetRotMatrix(Int_t index,Float_t *mat){
 218           Double_t rot[3][3];
 219           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
 220           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 221 //
 222     //     Will define fShape if it isn't already defined.
 223     void DefineShapes(Int_t size=4)
 224         {if(fShape==0) fShape = new TObjArray(size);else fShape->Expand(size);}
 225     //     this function returns a pointer to the class describing a particular
 226     // detector type based on AliITSDetector value. This will return a pointer
 227     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD,
 228     // for example.
 229     virtual TObject *GetShape(const AliITSDetector idet)
 230         {return fShape->At((Int_t)idet);};
 231     //     This function returns a pointer to the class describing the
 232     // detector for a particular module index. This will return a pointer
 233     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD,
 234     // for example.
 235     virtual TObject *GetShape(Int_t index){
 236         return fShape->At(GetGeomMatrix(index)->
 237                           GetDetectorIndex());}
 238     //     This function returns a pointer to the class describing the
 239     // detector for a particular layer ladder and detector numbers. This
 240     // will return a pointer to one of the classes AliITSgeomSPD,
 241     // AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD, for example.
 242     virtual TObject *GetShape(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)
 243                              {return GetShape(GetModuleIndex(lay,lad,det));}
 244 //
 245 //  Setters
 246     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 247     // via the double precision array a[3] [radians].
 248     void SetByAngles(Int_t index,const Double_t a[]){
 249         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 250     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 251     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
 252     void SetByAngles(Int_t index,
 253                      const Float_t rx,const Float_t ry,const Float_t rz) {
 254                      Double_t a[3];a[0] = rx;a[1] = ry;a[2] = rz;
 255                      GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 256     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder,
 257     // and detector numbers via the 3 floating precision variables rx,
 258     // ry, and rz [radians].
 259     void SetByAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 260                      const Float_t rx,const Float_t ry,const Float_t rz) {
 261                      SetByAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 262 //
 263     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 264     // via the Double precision array a[6] [degree]. The angles are those
 265     // defined by GEANT 3.12.
 266     void SetByGeantAngles(Int_t index,const Double_t *ang){
 267         GetGeomMatrix(index)->MatrixFromSixAngles(ang);}
 268     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 269     // and detector, in the array id[3] via the Double precision array
 270     // a[6] [degree]. The angles are those defined by GEANT 3.12.
 271     void SetByGeantAngles(const Int_t *id,const Double_t *ang){
 272         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(id),ang);}
 273     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 274     // and detector, via the Double precision array a[6] [degree]. The
 275     // angles are those defined by GEANT 3.12.
 276     void SetByGeantAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 277                           const Double_t *ang){
 278         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),ang);}
 279 //
 280     //     This function sets a new translation vector, given by the
 281     // array x[3], for the Cartesian coordinate transformation
 282     // for a give module index.
 283     void SetTrans(Int_t index,Double_t x[]){
 284         GetGeomMatrix(index)->SetTranslation(x);}
 285     //     This function sets a new translation vector, given by the three
 286     // variables x, y, and z, for the Cartesian coordinate transformation
 287     // for the detector defined by layer, ladder and detector.
 288     void SetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 289                   Float_t x,Float_t y,Float_t z){Double_t t[3];
 290                   t[0] = x;t[1] = y;t[2] = z;
 291                   SetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);}
 292 //
 293     //     This function adds one more shape element to the TObjArray
 294     // fShape. It is primarily used in the constructor functions of the
 295     // AliITSgeom class. The pointer *shape can be the pointer to any
 296     // class that is derived from TObject (this is true for nearly every
 297     // ROOT class). This does not appear to be working properly at this time.
 298     void AddShape(TObject *shp){fShape->AddLast(shp);}
 299     //     This function deletes an existing shape element, of type TObject,
 300     // and replaces it with the one specified. This is primarily used to
 301     // changes the parameters to the segmentation class for a particular
 302     // type of detector.
 303     void ReSetShape(Int_t dtype,TObject *shp){
 304          fShape->RemoveAt(dtype);fShape->AddAt(shp,dtype);}
 305 //
 306 //  transformations
 307     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 308     // to the detector local coordinate system for the detector
 309     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 310     // global and local coordinate are given in two floating point
 311     // arrays g[3], and l[3].
 312     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 313               const Float_t *g,Float_t *l){
 314          GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 315     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 316     // to the detector local coordinate system for the detector
 317     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 318     // global and local coordinate are given in two floating point
 319     // arrays g[3], and l[3].
 320     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l){
 321          GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 322     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 323     // to the detector local coordinate system for the detector
 324     // module index number. The global and local coordinate are
 325     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 326     void GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l){
 327          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 328          GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 329          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 330     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 331     // to the detector local coordinate system for the detector
 332     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 333     // global and local coordinate are given in two Double point
 334     // arrays g[3], and l[3].
 335     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 336               const Double_t *g,Double_t *l){
 337          GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 338     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 339     // to the detector local coordinate system for the detector
 340     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 341     // global and local coordinate are given in two Double point
 342     // arrays g[3], and l[3].
 343     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 344          GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 345     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 346     // to the detector local coordinate system for the detector
 347     // module index number. The global and local coordinate are
 348     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 349     void GtoL(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 350          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 351          GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 352          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 353 //
 354     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 355     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 356     // for the detector module index number. The global and local
 357     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 358     void GtoLtracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 359          if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
 360          else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
 361     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 362     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 363     // for the detector id[3]. The global and local
 364     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 365     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 366          GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 367     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 368     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 369     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 370     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 371     // and l[3].
 372     void GtoLtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 373                       const Double_t *g,Double_t *l){
 374          GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 375 //
 376     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 377     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 378     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 379     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 380     // and l[3].
 381     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 382                       const Float_t *g,Float_t *l){
 383                          GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 384     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 385     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 386     // for the detector module index number. The global and local
 387     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 388     void GtoLMomentum(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l){
 389          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 390          GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 391          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 392     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 393     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 394     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 395     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 396     // and l[3].
 397     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 398                       const Double_t *g,Double_t *l){
 399          GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 400     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 401     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 402     // for the detector module index number. The global and local
 403     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 404     void GtoLMomentum(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 405          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 406          GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 407          for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 408 //
 409     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 410     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 411     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
 412     // The global and local coordinate are given in two Double point
 413     // arrays g[3], and l[3].
 414     void GtoLMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l){
 415          if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
 416          else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
 417     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 418     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 419     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
 420     // The global and local coordinate are given in two Double point
 421     // arrays g[3], and l[3].
 422     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l){
 423                  GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 424     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 425     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 426     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
 427     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 428     // arrays g[3], and l[3].
 429     void GtoLMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 430                               const Double_t *g,Double_t *l){
 431                         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 432 //
 433     //     Transforms from the detector local coordinate system
 434     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
 435     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 436     // global and local coordinate are given in two floating point
 437     // arrays g[3], and l[3].
 438     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 439               const Float_t *l,Float_t *g){
 440                      LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 441     //     Transforms from the detector local coordinate system
 442     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 443     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 444     // global and local coordinate are given in two floating point
 445     // arrays g[3], and l[3].
 446     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g){
 447                      LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 448     //     Transforms from the detector local coordinate system
 449     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 450     // module index number. The global and local coordinate are
 451     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 452     void LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g){
 453          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 454          GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 455          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 456     //     Transforms from the detector local coordinate system
 457     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 458     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 459     // global and local coordinate are given in two Double point
 460     // arrays g[3], and l[3].
 461     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 462               const Double_t *l,Double_t *g){
 463                       LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 464     //     Transforms from the detector local coordinate system
 465     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 466     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 467     // global and local coordinate are given in two Double point
 468     // arrays g[3], and l[3].
 469     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 470                        LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 471     //     Transforms from the detector local coordinate system
 472     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 473     // module index number. The global and local coordinate are
 474     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 475     void LtoG(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 476          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 477          GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 478          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 479 //
 480     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 481     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 482     // for the detector module index number. The global and local
 483     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 484     void LtoGtracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 485          if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
 486          else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
 487     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 488     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 489     // for the detector id[3]. The global and local
 490     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 491     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 492          LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 493     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 494     // for ITS tracking) to the detector local coordinate system
 495     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 496     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 497     // and l[3].
 498     void LtoGtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 499                       const Double_t *l,Double_t *g){
 500          LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 501 //
 502     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 503     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 504     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 505     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 506     // and l[3].
 507     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 508                       const Float_t *l,Float_t *g){
 509          LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 510     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 511     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 512     // for the detector module index number. The global and local
 513     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 514     void LtoGMomentum(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g){
 515          Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 516          GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
 517          for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 518     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 519     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 520     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 521     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 522     // and l[3].
 523     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 524                            const Double_t *l,Double_t *g){
 525                         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 526     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 527     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 528     // for the detector module index number. The global and local
 529     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 530     void LtoGMomentum(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 531          GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
 532 //
 533     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 534     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
 535     // system ALICE Global for the detector module index number.
 536     // The global and local coordinate are given in two Double point
 537     // arrays g[3], and l[3].
 538     void LtoGMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g){
 539          if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
 540          else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
 541     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 542     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 543     // Global coordinate system for the detector id[3].
 544     // The global and local coordinate are given in two Double point
 545     // arrays g[3], and l[3].
 546     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g){
 547                  LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 548     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 549     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 550     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
 551     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 552     // arrays g[3], and l[3].
 553     void LtoGMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 554                               const Double_t *l,Double_t *g){
 555                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 556 //
 557     //     Transforms from one detector local coordinate system
 558     // to another detector local coordinate system for the detector
 559     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 560     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 561     // and l2[3].
 562     void LtoL(Int_t index1,Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2){
 563          Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
 564     //     Transforms from one detector local coordinate system
 565     // to another detector local coordinate system for the detector
 566     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
 567     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 568     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2){
 569          LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 570               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 571 //
 572     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 573     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 574     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
 575     // detector module index2 number. The local coordinates are given
 576     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 577     void LtoLtracking(Int_t index1,Int_t index2,
 578                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 579          Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
 580     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 581     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 582     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
 583     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 584     // and l2[3].
 585     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 586                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 587          LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 588               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 589 //
 590     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 591     // local coordinate system to another detector local coordinate
 592     // system for the detector module index1 number to the detector
 593     // module index2 number. The local coordinates are given in two
 594     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
 595     void LtoLMomentum(Int_t index1,Int_t index2,
 596                       const Double_t *l1,Double_t *l2){
 597          Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
 598     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 599     // local coordinate system to another detector local coordinate
 600     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
 601     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 602     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 603                       const Double_t *l1,Double_t *l2){
 604          LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 605                       GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 606 //
 607     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 608     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 609     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 610     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 611     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 612     // and l2[3].
 613     void LtoLMomentumTracking(Int_t index1,Int_t index2,
 614                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 615          Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
 616                         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
 617     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 618     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 619     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 620     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
 621     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 622     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 623                            Double_t *l1,Double_t *l2){
 624          LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 625                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 626 //
 627     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 628     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 629     // system. The specific detector is determined by the module index
 630     // number.
 631     void GtoLErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l){
 632          GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 633 //
 634     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 635     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 636     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
 637     // by the module index number.
 638     void GtoLErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **g,
 639                                  Double_t **l){
 640         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
 641             Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 642         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
 643              (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 644 //
 645     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 646     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 647     // system. The specific detector is determined by the module index
 648     // number.
 649     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g){
 650          GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 651 //
 652     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 653     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
 654     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
 655     // by the module index number.
 656     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **l,
 657                                  Double_t **g){
 658          if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((
 659             Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 660         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking((Double_t (*)[3])l,
 661                                                (Double_t (*)[3])g);}
 662 //
 663     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 664     // one detector local coordinate system to another detector local
 665     // coordinate system. The specific detector is determined by the
 666     // two module index number index1 and index2.
 667     void LtoLErrorMatrix(Int_t index1,Int_t index2,
 668                          const Double_t **l1,Double_t **l2){
 669         Double_t g[3][3];
 670                   LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
 671                   GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 672 //
 673     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 674     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
 675     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
 676     // The specific detector is determined by the two module index number
 677     // index1 and index2.
 678     void LtoLErrorMatrixTraking(Int_t index1,Int_t index2,
 679                          const Double_t **l1,Double_t **l2){Double_t g[3][3];
 680                   LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
 681                   GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 682 //  Find Specific Modules
 683     // Locate the nearest module to the point g, in ALICE global Cartesian
 684     // coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0 then it search in
 685     // all layers.
 686     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay=0);
 687     // Locates the nearest 27 modules, in nearest order, to the point g, in
 688     // ALICE global Cartesian coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0
 689     // then it searches in all layers. (there are 27 elements in a 3x3x3
 690     // cube.
 691     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay=0);
 692     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
 693     // the detector/module specified by the the module index number.
 694     Double_t Distance(Int_t index,const Double_t g[3]){
 695          return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
 696 //  Geometry manipulation
 697     // This function performs a Cartesian translation and rotation of
 698     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 699     // the three element arrays tran and rot.
 700     void GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
 701     // This function performs a Cylindrical translation and rotation of
 702     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 703     // the three element arrays tran and rot.
 704     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
 705     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 706     // rotation about the present global position of each active
 707     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 708     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 709     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 710     // rotation about the present global position of each active
 711     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 712     // But in Cylindrical coordinates.
 713     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 714     // This function converts these transformations from Alice global and
 715     // local to Tracking global and local.
 716     void GeantToTracking(AliITSgeom &source); // This converts the geometry
 717 //  Other routines.
 718     // This routine prints, to a file, the difference between this class
 719     // and "other".
 720     void PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other);
 721     // This routine prints, to a file, the contents of this class.
 722     void PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det);
 723     // This function prints out this class in a single stream. This steam
 724     // can be read by ReadGeom.
 725     ofstream &PrintGeom(ofstream &out);
 726     // This function reads in that single steam printed out by PrintGeom.
 727     ifstream &ReadGeom(ifstream &in);
 728
 729  private:
 730     char       fVersion[20];// Transformation version.
 731     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation
 732     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
 733     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
 734     Int_t     *fNlad;  //[fNlayers] Array of the number of ladders/layer(layer)
 735     Int_t     *fNdet;//[fNlayers] Array of the number of detector/ladder(layer)
 736     TObjArray *fGm;      // Structure of translation. and rotation.
 737     TObjArray *fShape;   // Array of shapes and detector information.
 738
 739     ClassDef(AliITSgeom,2) // ITS geometry class
 740 };
 741
 742 #endif