Fixing typo (clang)
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 #include <TString.h>
25 #include <TArrayI.h>
26 #include <TMath.h>
27 //
28 #include "AliITSgeomMatrix.h"
29 #include "AliLog.h"
30
31 typedef enum {kND=-1,kSPD=0, kSDD=1, kSSD=2, kSSDp=3,kSDDp=4, kUPG=5} AliITSDetector;
32
33 //_______________________________________________________________________
34
35 class AliITSgeom : public TObject {
36
37  public:
38     AliITSgeom();                      // Default constructor
39     AliITSgeom(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,const Int_t *ndets,
40                Int_t nmods); // Constructor
41     AliITSgeom(const AliITSgeom &source);    // Copy constructor
42     AliITSgeom& operator=(const AliITSgeom &source);// = operator
43     virtual ~AliITSgeom();             // Default destructor
44     // Zero and reinitilizes this class.
45     void Init(Int_t itype,Int_t nlayers,const Int_t *nlads,
46               const Int_t *ndets,Int_t mods);
47     // this function allocates a AliITSgeomMatrix for a particular module.
48     void CreateMatrix(Int_t mod,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
49                       AliITSDetector idet,const Double_t tran[3],
50                       const Double_t rot[10]);
51     // Getters
52     Int_t GetTransformationType() const {return fTrans;}
53     //
54     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
55     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
56     // of the detector. These are the transformation used by GEANT.
57     Bool_t IsGeantToGeant()     const {return (fTrans == 0);}
58     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
59     // for Global GEANT coordinate system to the local "Tracking" coordinate
60     // system of the detector. These are the transformation used by the
61     // Tracking code.
62     Bool_t IsGeantToTracking()  const {return ((fTrans&0xfffe)!= 0);}
63     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
64     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
65     // of the detector but may have been displaced by some typically small
66     // amount. These are modified transformation similar to that used by GEANT.
67     Bool_t IsGeantToDisplaced() const {return ((fTrans&0xfffd)!= 0);}
68     //
69     //     This function returns a pointer to the particular AliITSgeomMatrix
70     // class for a specific module index.
71     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index){if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
72         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else 
73             Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
74     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index)const{if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
75         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else 
76             Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
77     // This function find and return the number of detector types only.
78     Int_t GetNDetTypes()const{Int_t max;return GetNDetTypes(max);};
79     // This function find and return the number of detector types and the
80     // maximum det type value.
81     Int_t GetNDetTypes(Int_t &max)const;
82     // This function finds and return the number of detector types and the
83     // and the number of each type in the TArrayI and their types.
84     Int_t GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const;
85     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give 
86     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
87     Int_t GetNdetectors(Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
88     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
89     // particular it returns fNlad[layer-1].
90     Int_t GetNladders(Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];};
91     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
92     // geometry. In particular it returns fNlayers.
93     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
94     Int_t GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
95     //     This function returns the module index number given the layer,
96     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
97     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id)const{
98         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
99     void  GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)const;
100     // Returns the detector type
101     //Int_t GetModuleType(Int_t index)const{
102     //    return GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex();}
103     AliITSDetector GetModuleType(Int_t index)const{
104         return (AliITSDetector)(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
105     // Returns the detector type as a string
106     const char * GetModuleTypeName(Int_t index)const{
107         return GetDetectorTypeName(GetModuleType(index));} 
108     // Returns the detector type as a string
109     const char * GetDetectorTypeName(Int_t index)const{switch(index) {
110     case kSPD : return "kSPD" ; case kSDD : return "kSDD" ;
111     case kSSD : return "kSSD" ; case kSSDp: return "kSSDp";
112     case kSDDp: return "kSDDp"; default   : return "Undefined";};}
113     //
114     Int_t GetStartDet(Int_t dtype )const;
115     Int_t GetLastDet(Int_t dtype)const;
116     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
117     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
118     // ITS structure.
119     Int_t GetStartSPD()const{return GetStartDet(kSPD);}
120     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
121     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
122     // ITS structure.
123     Int_t GetLastSPD()const{return GetLastDet(kSPD);}
124     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
125     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
126     // ITS structure.
127     Int_t GetStartSDD()const{return GetStartDet(kSDD);}
128     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
129     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
130     // ITS structure.
131     Int_t GetLastSDD()const{return GetLastDet(kSDD);}
132     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
133     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
134     // ITS structure.
135     Int_t GetStartSSD()const{return GetStartDet(kSSD);}
136     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
137     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
138     // ITS structure.
139     Int_t GetLastSSD()const{return GetLastDet(kSSD);}
140     //     Returns the last module index number.
141     Int_t GetIndexMax() const {return fNmodules;}
142     //
143     //     This function returns the rotation angles for a give module 
144     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
145     void  GetAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
146         GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
147     //     This function returns the rotation angles for a give module
148     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
149     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
150     void  GetAngles(Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
151         Double_t a[3];GetAngles(index,a);rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
152     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
153     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
154     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
155     void  GetAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
156                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
157         GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
158     //
159     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give 
160     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
161     void  GetGeantAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
162         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
163     //
164     //     This function returns the Cartesian translation for a give
165     // module in the Double array t[3]. The units are
166     // those of the Monte Carlo, generally cm.
167     void  GetTrans(Int_t index,Double_t *t)const{
168         GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(t);}
169     //     This function returns the Cartesian translation for a give
170     // module index in the three floating point variables provided.
171     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
172     // Carlo, generally cm.
173     void  GetTrans(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
174         Double_t t[3];GetTrans(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
175     //     This function returns the Cartesian translation for a give
176     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
177     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
178     // those of the Monte Carlo, generally cm.
179     void  GetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
180                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
181         GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
182     //
183     //     This function returns the Cartesian translation for a give
184     // module in the Double array t[3]. The units are
185     // those of the Monte Carlo, generally cm.
186     void  GetTransCyln(Int_t index,Double_t *t)const{
187         GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
188     //     This function returns the Cartesian translation for a give
189     // module index in the three floating point variables provided.
190     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
191     // Carlo, generally cm.
192     void  GetTransCyln(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
193         Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
194     //     This function returns the Cartesian translation for a give
195     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
196     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
197     // those of the Monte Carlo, generally cm.
198     void  GetTransCyln(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
199                        Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
200         GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
201     //
202     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
203     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
204     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
205     // This function is required to be in-lined for speed.
206     void  GetCenterThetaPhi(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,TVector &x)const{
207         Double_t t[3],a[6];Int_t i=GetModuleIndex(lay,lad,det);GetTrans(i,t);
208         GetGeantAngles(i,a);x(0)=t[0];x(1)=t[1];x(2)=t[2];x(3)=a[0];x(4)=a[1];
209         x(5)=a[2];x(6)=a[3];x(7)=a[4];x(8)=a[5];}
210     //
211     //     This function returns the rotation matrix in Double
212     // precision for a given module.
213     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t mat[3][3])const{
214         GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
215     //     This function returns the rotation matrix in a Double
216     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
217     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat)const{
218         Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
219         for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
220     //     This function returns the rotation matrix in a floating 
221     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
222     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
223     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Float_t *mat)const{
224         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
225     //     This function returns the rotation matrix in a Double
226     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
227     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
228     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Double_t *mat)const{
229         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
230     //     This function returns the rotation matrix in a floating
231     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
232     void  GetRotMatrix(Int_t index,Float_t *mat)const{
233           Double_t rot[3][3];
234           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
235           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
236     //     This function sets the rotation matrix in a Double
237     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
238     void  SetRotMatrix(Int_t index,const Double_t *mat){Double_t rot[3][3];
239           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) rot[i][j]=mat[3*i+j];
240           GetGeomMatrix(index)->SetMatrix(rot);}
241     // Return the normal for a specific module
242     void GetGlobalNormal(Int_t index,Double_t n[3]){
243         GetGeomMatrix(index)->GetGlobalNormal(n[0],n[1],n[2]);}
244     //
245     //
246     //  Setters
247     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
248     // via the double precision array a[3] [radians].
249     void SetByAngles(Int_t index,const Double_t a[]){
250         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
251     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
252     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
253     void SetByAngles(Int_t index,Float_t rx, Float_t ry, 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                      Float_t rx, Float_t ry, 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     //  transformations
294     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
295     // to the detector local coordinate system for the detector
296     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
297     // global and local coordinate are given in two floating point
298     // arrays g[3], and l[3].
299     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
300               const Float_t *g,Float_t *l)const{
301         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
302     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
303     // to the detector local coordinate system for the detector
304     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
305     // global and local coordinate are given in two floating point
306     // arrays g[3], and l[3].
307     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l)const{
308         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
309     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
310     // to the detector local coordinate system for the detector
311     // module index number. The global and local coordinate are
312     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
313     void GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
314         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
315         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
316         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
317     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
318     // to the detector local coordinate system for the detector
319     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
320     // global and local coordinate are given in two Double point
321     // arrays g[3], and l[3].
322     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
323               const Double_t *g,Double_t *l)const{
324         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
325     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
326     // to the detector local coordinate system for the detector
327     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
328     // global and local coordinate are given in two Double point
329     // arrays g[3], and l[3].
330     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
331         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
332     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
333     // to the detector local coordinate system for the detector
334     // module index number. The global and local coordinate are
335     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
336     void GtoL(Int_t index,const Double_t g[3],Double_t l[3])const{
337         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(g,l);}
338     //
339     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
340     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
341     // for the detector module index number. The global and local
342     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
343     void GtoLtracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
344         if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
345         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
346     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
347     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
348     // for the detector id[3]. The global and local
349     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
350     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
351         GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
352     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
353     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
354     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
355     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
356     // and l[3].
357     void GtoLtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
358                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
359         GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
360     //
361     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
362     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
363     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
364     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
365     // and l[3].
366     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
367                       const Float_t *g,Float_t *l)const{
368         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
369     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
370     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
371     // for the detector module index number. The global and local
372     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
373     void GtoLMomentum(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
374         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
375         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
376         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
377     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
378     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
379     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
380     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
381     // and l[3].
382     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
383                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
384         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
385     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
386     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
387     // for the detector module index number. The global and local
388     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
389     void GtoLMomentum(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
390         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
391         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
392         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
393     //
394     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
395     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
396     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
397     // The global and local coordinate are given in two Double point
398     // arrays g[3], and l[3].
399     void GtoLMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
400         if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
401         else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
402     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
403     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
404     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
405     // The global and local coordinate are given in two Double point
406     // arrays g[3], and l[3].
407     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,
408                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
409         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
410     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
411     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
412     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
413     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
414     // arrays g[3], and l[3].
415     void GtoLMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
416                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
417         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
418     //
419     //     Transforms from the detector local coordinate system
420     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
421     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
422     // global and local coordinate are given in two floating point
423     // arrays g[3], and l[3].
424     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
425               const Float_t *l,Float_t *g)const{
426         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
427     //     Transforms from the detector local coordinate system
428     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
429     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
430     // global and local coordinate are given in two floating point
431     // arrays g[3], and l[3].
432     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g)const{
433         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
434     //     Transforms from the detector local coordinate system
435     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
436     // module index number. The global and local coordinate are
437     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
438     void LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
439         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
440         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
441         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
442     //     Transforms from the detector local coordinate system
443     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
444     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
445     // global and local coordinate are given in two Double point
446     // arrays g[3], and l[3].
447     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
448               const Double_t *l,Double_t *g)const{
449         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
450     //     Transforms from the detector local coordinate system
451     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
452     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
453     // global and local coordinate are given in two Double point
454     // arrays g[3], and l[3].
455     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
456         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
457     //     Transforms from the detector local coordinate system
458     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
459     // module index number. The global and local coordinate are
460     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
461     void LtoG(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
462         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(l,g);}
463     //
464     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
465     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system 
466     // for the detector module index number. The global and local
467     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
468     void LtoGtracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
469         if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
470         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
471     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
472     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system 
473     // for the detector id[3]. The global and local
474     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
475     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
476         LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
477     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
478     // for ITS tracking) to the detector local coordinate system
479     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
480     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
481     // and l[3].
482     void LtoGtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
483                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
484         LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
485     //
486     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
487     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
488     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
489     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
490     // and l[3].
491     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
492                       const Float_t *l,Float_t *g)const{
493         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
494     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
495     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
496     // for the detector module index number. The global and local
497     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
498     void LtoGMomentum(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
499         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
500         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
501         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
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 Double point arrays g[3],
506     // and l[3].
507     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
508                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
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 Double point arrays g[3], and l[3].
514     void LtoGMomentum(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
515         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
516     //
517     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector 
518     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
519     // system ALICE Global for the detector module index number.
520     // The global and local coordinate are given in two Double point
521     // arrays g[3], and l[3].
522     void LtoGMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
523         if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
524         else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
525     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
526     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
527     // Global coordinate system for the detector id[3].
528     // The global and local coordinate are given in two Double point
529     // arrays g[3], and l[3].
530     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)
531         const{LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
532     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
533     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
534     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
535     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
536     // arrays g[3], and l[3].
537     void LtoGMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
538                               const Double_t *l,Double_t *g)const{
539                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
540     //
541     //     Transforms from one detector local coordinate system
542     // to another detector local coordinate system for the detector
543     // module index1 number to the detector module index2 number. The
544     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
545     // and l2[3].
546     void LtoL(Int_t index1,Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
547         Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
548     //     Transforms from one detector local coordinate system
549     // to another detector local coordinate system for the detector
550     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
551     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
552     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2)
553         const{LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
554               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
555     //
556     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
557     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
558     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
559     // detector module index2 number. The local coordinates are given
560     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
561     void LtoLtracking(Int_t index1,Int_t index2,
562                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
563         Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
564     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
565     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
566     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
567     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
568     // and l2[3].
569     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
570                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
571         LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
572                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
573     //
574     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
575     // local coordinate system to another detector local coordinate
576     // system for the detector module index1 number to the detector
577     // module index2 number. The local coordinates are given in two
578     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
579     void LtoLMomentum(Int_t index1,Int_t index2,
580                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
581         Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
582     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
583     // local coordinate system to another detector local coordinate
584     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
585     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
586     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
587                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
588         LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
589                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
590     //
591     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
592     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
593     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
594     // module index1 number to the detector module index2 number. The
595     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
596     // and l2[3].
597     void LtoLMomentumTracking(Int_t index1,Int_t index2,
598                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
599         Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
600         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
601     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
602     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
603     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
604     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
605     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
606     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
607                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
608         LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
609                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
610     //
611     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
612     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
613     // system. The specific detector is determined by the module index
614     // number.
615     void GtoLErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l)const{
616         GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError(
617             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
618     //
619     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
620     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
621     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
622     // by the module index number.
623     void GtoLErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **g,
624                                  Double_t **l)const{
625         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
626                                     Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
627         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
628             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
629     //
630     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
631     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
632     // system. The specific detector is determined by the module index
633     // number.
634     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g)const{
635         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
636             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
637     //
638     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
639     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
640     // system. The specific detector is determined by the module index
641     // number.
642     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t l[3][3],Double_t g[3][3])
643         const{
644         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
645             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
646
647     //
648     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
649     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
650     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
651     // by the module index number.
652     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **l,
653                                  Double_t **g)const{
654         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
655             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
656         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking(
657             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
658     //
659     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
660     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
661     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
662     // by the module index number.
663     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t l[3][3],
664                                  Double_t g[3][3])const{
665         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
666             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
667         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking(
668             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
669     //
670     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
671     // one detector local coordinate system to another detector local
672     // coordinate system. The specific detector is determined by the
673     // two module index number index1 and index2.
674     void LtoLErrorMatrix(Int_t index1,Int_t index2,
675                          const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
676         Double_t g[3][3];
677         LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
678         GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
679     //
680     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
681     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
682     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
683     // The specific detector is determined by the two module index number
684     // index1 and index2.
685     void LtoLErrorMatrixTraking(Int_t index1,Int_t index2,
686                                 const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
687         Double_t g[3][3];
688         LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
689         GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
690     //  Find Specific Modules
691     // Locate the nearest module to the point g, in ALICE global Cartesian
692     // coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0 then it search in
693     // all layers.
694     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay=0)const;
695     // Locates the nearest 27 modules, in nearest order, to the point g, in
696     // ALICE global Cartesian coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0
697     // then it searches in all layers. (there are 27 elements in a 3x3x3
698     // cube.
699     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay=0)const;
700     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
701     // the detector/module specified by the the module index number.
702     Double_t Distance(Int_t index,const Double_t g[3])const{
703         return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
704     //  Geometry manipulation
705     // This function performs a Cartesian translation and rotation of
706     // the full ITS from its default position by an amount determined by
707     // the three element arrays tran and rot.
708     void GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
709     // This function performs a Cylindrical translation and rotation of
710     // the full ITS from its default position by an amount determined by
711     // the three element arrays tran and rot.
712     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
713     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
714     // rotation about the present global position of each active
715     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
716     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
717     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
718     // rotation about the present global position of each active
719     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
720     // But in Cylindrical coordinates.
721     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
722     // This function converts these transformations from Alice global and
723     // local to Tracking global and local.
724     //
725     // This converts the geometry
726     void GeantToTracking(const AliITSgeom &source);
727     //  Other routines.
728     // This routine prints, to a file, the contents of this class.
729     void PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
730     // This function prints out this class in a single stream. This steam
731     // can be read by ReadGeom.
732     // (Coverity warnings)    void PrintGeom(ostream *out)const;
733
734     //Conversion from det. local coordinates to local ("V2") coordinates
735     //used for tracking
736
737     void DetLToTrackingV2(Int_t md,Float_t xin,Float_t zin,
738                           Float_t &yout, Float_t &zout) const ; 
739
740     void TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,
741                           Float_t &xout,Float_t &zout) const ;
742
743  private:
744     TString    fVersion; // Transformation version.
745     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation 
746     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
747     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
748     TArrayI    fNlad;    // Array of the number of ladders/layer(layer)
749     TArrayI    fNdet;    // Array of the number of detector/ladder(layer)
750     TObjArray  fGm;      // Structure of translation. and rotation.
751
752     ClassDef(AliITSgeom,4) // ITS geometry class
753 }; 
754 // Input and output function for standard C++ input/output.
755
756 #endif