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