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} 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()&&
  72                                                     index>=0)
  73         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else
  74             Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",
  75                   index,fGm.GetSize());return 0;}
  76     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index)const{if(index<fGm.GetSize()
  77                                                          &&index>=0)
  78         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else
  79             Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",
  80                   index,fGm.GetSize());return 0;}
  81     // This function find and return the number of detector types only.
  82     Int_t GetNDetTypes()const{Int_t max;return GetNDetTypes(max);};
  83     // This function find and return the number of detector types and the
  84     // maximum det type value.
  85     Int_t GetNDetTypes(Int_t &max)const;
  86     // This function finds and return the number of detector types and the
  87     // and the number of each type in the TArrayI and their types.
  88     Int_t GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const;
  89     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give
  90     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
  91     Int_t GetNdetectors(Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
  92     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
  93     // particular it returns fNlad[layer-1].
  94     Int_t GetNladders(Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];};
  95     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
  96     // geometry. In particular it returns fNlayers.
  97     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
  98     Int_t GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
  99     //     This function returns the module index number given the layer,
 100     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
 101     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id)const{
 102         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
 103     void  GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)const;
 104     // Returns the detector type
 105     //Int_t GetModuleType(Int_t index)const{
 106     //    return GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex();}
 107     AliITSDetector GetModuleType(Int_t index)const{
 108         return (AliITSDetector)(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 109     // Returns the detector type as a string
 110     const char * GetModuleTypeName(Int_t index)const{
 111         return GetDetectorTypeName(GetModuleType(index));}
 112     // Returns the detector type as a string
 113     const char * GetDetectorTypeName(Int_t index)const{switch(index) {
 114     case kSPD : return "kSPD" ; case kSDD : return "kSDD" ;
 115     case kSSD : return "kSSD" ; case kSSDp: return "kSSDp";
 116     case kSDDp: return "kSDDp"; default   : return "Undefined";};}
 117     //
 118     Int_t GetStartDet(Int_t dtype )const;
 119     Int_t GetLastDet(Int_t dtype)const;
 120     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
 121     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 122     // ITS structure.
 123     Int_t GetStartSPD()const{return GetStartDet(kSPD);}
 124     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
 125     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 126     // ITS structure.
 127     Int_t GetLastSPD()const{return GetLastDet(kSPD);}
 128     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
 129     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 130     // ITS structure.
 131     Int_t GetStartSDD()const{return GetStartDet(kSDD);}
 132     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
 133     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 134     // ITS structure.
 135     Int_t GetLastSDD()const{return GetLastDet(kSDD);}
 136     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
 137     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 138     // ITS structure.
 139     Int_t GetStartSSD()const{return GetStartDet(kSSD);}
 140     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
 141     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 142     // ITS structure.
 143     Int_t GetLastSSD()const{return GetLastDet(kSSD);}
 144     //     Returns the last module index number.
 145     Int_t GetIndexMax() const {return fNmodules;}
 146     //
 147     //     This function returns the rotation angles for a give module
 148     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
 149     void  GetAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 150         GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
 151     //     This function returns the rotation angles for a give module
 152     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
 153     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 154     void  GetAngles(Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 155         Double_t a[3];GetAngles(index,a);rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
 156     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
 157     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
 158     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 159     void  GetAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 160                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 161         GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 162     //
 163     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give
 164     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
 165     void  GetGeantAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 166         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
 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  GetTrans(Int_t index,Double_t *t)const{
 172         GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(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  GetTrans(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 178         Double_t t[3];GetTrans(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 179     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 180     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 181     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 182     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 183     void  GetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 184                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 185         GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 186     //
 187     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 188     // module in the Double array t[3]. The units are
 189     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 190     void  GetTransCyln(Int_t index,Double_t *t)const{
 191         GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
 192     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 193     // module index in the three floating point variables provided.
 194     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 195     // Carlo, generally cm.
 196     void  GetTransCyln(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 197         Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 198     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 199     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 200     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 201     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 202     void  GetTransCyln(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 203                        Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 204         GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 205     //
 206     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
 207     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
 208     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
 209     // This function is required to be in-lined for speed.
 210     void  GetCenterThetaPhi(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,TVector &x)const{
 211         Double_t t[3],a[6];Int_t i=GetModuleIndex(lay,lad,det);GetTrans(i,t);
 212         GetGeantAngles(i,a);x(0)=t[0];x(1)=t[1];x(2)=t[2];x(3)=a[0];x(4)=a[1];
 213         x(5)=a[2];x(6)=a[3];x(7)=a[4];x(8)=a[5];}
 214     //
 215     //     This function returns the rotation matrix in Double
 216     // precision for a given module.
 217     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t mat[3][3])const{
 218         GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
 219     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 220     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 221     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat)const{
 222         Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
 223         for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 224     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 225     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 226     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 227     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Float_t *mat)const{
 228         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 229     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 230     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 231     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 232     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Double_t *mat)const{
 233         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 234     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 235     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 236     void  GetRotMatrix(Int_t index,Float_t *mat)const{
 237           Double_t rot[3][3];
 238           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
 239           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 240     //     This function sets the rotation matrix in a Double
 241     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 242     void  SetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat){Double_t rot[3][3];
 243           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) rot[i][j]=mat[3*i+j];
 244           GetGeomMatrix(index)->SetMatrix(rot);}
 245     // Return the normal for a specific module
 246     void GetGlobalNormal(Int_t index,Double_t n[3]){
 247         GetGeomMatrix(index)->GetGlobalNormal(n[0],n[1],n[2]);}
 248     //
 249     //
 250     //  Setters
 251     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 252     // via the double precision array a[3] [radians].
 253     void SetByAngles(Int_t index,const Double_t a[]){
 254         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 255     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 256     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
 257     void SetByAngles(Int_t index,Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 258         Double_t a[3];a[0] = rx;a[1] = ry;a[2] = rz;
 259         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 260     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder,
 261     // and detector numbers via the 3 floating precision variables rx,
 262     // ry, and rz [radians].
 263     void SetByAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 264                      Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 265         SetByAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 266     //
 267     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 268     // via the Double precision array a[6] [degree]. The angles are those
 269     // defined by GEANT 3.12.
 270     void SetByGeantAngles(Int_t index,const Double_t *ang){
 271         GetGeomMatrix(index)->MatrixFromSixAngles(ang);}
 272     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 273     // and detector, in the array id[3] via the Double precision array
 274     // a[6] [degree]. The angles are those defined by GEANT 3.12.
 275     void SetByGeantAngles(const Int_t *id,const Double_t *ang){
 276         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(id),ang);}
 277     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 278     // and detector, via the Double precision array a[6] [degree]. The
 279     // angles are those defined by GEANT 3.12.
 280     void SetByGeantAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 281                           const Double_t *ang){
 282         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),ang);}
 283     //
 284     //     This function sets a new translation vector, given by the
 285     // array x[3], for the Cartesian coordinate transformation
 286     // for a give module index.
 287     void SetTrans(Int_t index,Double_t x[]){
 288         GetGeomMatrix(index)->SetTranslation(x);}
 289     //     This function sets a new translation vector, given by the three
 290     // variables x, y, and z, for the Cartesian coordinate transformation
 291     // for the detector defined by layer, ladder and detector.
 292     void SetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 293                   Float_t x,Float_t y,Float_t z){Double_t t[3];
 294                   t[0] = x;t[1] = y;t[2] = z;
 295                   SetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);}
 296     //
 297     //  transformations
 298     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 299     // to the detector local coordinate system for the detector
 300     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 301     // global and local coordinate are given in two floating point
 302     // arrays g[3], and l[3].
 303     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 304               const Float_t *g,Float_t *l)const{
 305         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 306     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 307     // to the detector local coordinate system for the detector
 308     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 309     // global and local coordinate are given in two floating point
 310     // arrays g[3], and l[3].
 311     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 312         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 313     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 314     // to the detector local coordinate system for the detector
 315     // module index number. The global and local coordinate are
 316     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 317     void GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 318         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 319         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 320         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 321     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 322     // to the detector local coordinate system for the detector
 323     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 324     // global and local coordinate are given in two Double point
 325     // arrays g[3], and l[3].
 326     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 327               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 328         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 329     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 330     // to the detector local coordinate system for the detector
 331     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 332     // global and local coordinate are given in two Double point
 333     // arrays g[3], and l[3].
 334     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 335         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 336     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 337     // to the detector local coordinate system for the detector
 338     // module index number. The global and local coordinate are
 339     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 340     void GtoL(Int_t index,const Double_t g[3],Double_t l[3])const{
 341         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(g,l);}
 342     //
 343     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 344     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 345     // for the detector module index number. The global and local
 346     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 347     void GtoLtracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 348         if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
 349         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
 350     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 351     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 352     // for the detector id[3]. The global and local
 353     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 354     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 355         GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 356     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 357     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 358     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 359     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 360     // and l[3].
 361     void GtoLtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 362                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 363         GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 364     //
 365     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 366     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 367     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 368     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 369     // and l[3].
 370     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 371                       const Float_t *g,Float_t *l)const{
 372         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 373     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 374     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 375     // for the detector module index number. The global and local
 376     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 377     void GtoLMomentum(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 378         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 379         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 380         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 381     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 382     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 383     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 384     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 385     // and l[3].
 386     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 387                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 388         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 389     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 390     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 391     // for the detector module index number. The global and local
 392     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 393     void GtoLMomentum(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 394         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 395         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 396         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 397     //
 398     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 399     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 400     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
 401     // The global and local coordinate are given in two Double point
 402     // arrays g[3], and l[3].
 403     void GtoLMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 404         if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
 405         else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
 406     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 407     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 408     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
 409     // The global and local coordinate are given in two Double point
 410     // arrays g[3], and l[3].
 411     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,
 412                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 413         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 414     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 415     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 416     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
 417     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 418     // arrays g[3], and l[3].
 419     void GtoLMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 420                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 421         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 422     //
 423     //     Transforms from the detector local coordinate system
 424     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
 425     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 426     // global and local coordinate are given in two floating point
 427     // arrays g[3], and l[3].
 428     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 429               const Float_t *l,Float_t *g)const{
 430         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 431     //     Transforms from the detector local coordinate system
 432     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 433     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 434     // global and local coordinate are given in two floating point
 435     // arrays g[3], and l[3].
 436     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 437         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 438     //     Transforms from the detector local coordinate system
 439     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 440     // module index number. The global and local coordinate are
 441     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 442     void LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 443         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 444         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 445         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 446     //     Transforms from the detector local coordinate system
 447     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 448     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 449     // global and local coordinate are given in two Double point
 450     // arrays g[3], and l[3].
 451     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 452               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 453         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 454     //     Transforms from the detector local coordinate system
 455     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 456     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 457     // global and local coordinate are given in two Double point
 458     // arrays g[3], and l[3].
 459     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 460         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 461     //     Transforms from the detector local coordinate system
 462     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 463     // module index number. The global and local coordinate are
 464     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 465     void LtoG(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 466         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(l,g);}
 467     //
 468     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 469     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 470     // for the detector module index number. The global and local
 471     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 472     void LtoGtracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 473         if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
 474         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
 475     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 476     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 477     // for the detector id[3]. The global and local
 478     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 479     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 480         LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 481     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 482     // for ITS tracking) to the detector local coordinate system
 483     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 484     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 485     // and l[3].
 486     void LtoGtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 487                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 488         LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 489     //
 490     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 491     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 492     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 493     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 494     // and l[3].
 495     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 496                       const Float_t *l,Float_t *g)const{
 497         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 498     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 499     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 500     // for the detector module index number. The global and local
 501     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 502     void LtoGMomentum(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 503         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 504         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
 505         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 506     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 507     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 508     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 509     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 510     // and l[3].
 511     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 512                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 513         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 514     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 515     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 516     // for the detector module index number. The global and local
 517     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 518     void LtoGMomentum(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 519         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
 520     //
 521     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 522     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
 523     // system ALICE Global for the detector module index number.
 524     // The global and local coordinate are given in two Double point
 525     // arrays g[3], and l[3].
 526     void LtoGMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 527         if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
 528         else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
 529     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 530     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 531     // Global coordinate system for the detector id[3].
 532     // The global and local coordinate are given in two Double point
 533     // arrays g[3], and l[3].
 534     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)
 535         const{LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 536     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 537     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 538     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
 539     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 540     // arrays g[3], and l[3].
 541     void LtoGMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 542                               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 543                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 544     //
 545     //     Transforms from one detector local coordinate system
 546     // to another detector local coordinate system for the detector
 547     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 548     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 549     // and l2[3].
 550     void LtoL(Int_t index1,Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 551         Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
 552     //     Transforms from one detector local coordinate system
 553     // to another detector local coordinate system for the detector
 554     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
 555     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 556     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2)
 557         const{LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 558               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 559     //
 560     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 561     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 562     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
 563     // detector module index2 number. The local coordinates are given
 564     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 565     void LtoLtracking(Int_t index1,Int_t index2,
 566                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 567         Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
 568     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 569     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 570     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
 571     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 572     // and l2[3].
 573     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 574                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 575         LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 576                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 577     //
 578     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 579     // local coordinate system to another detector local coordinate
 580     // system for the detector module index1 number to the detector
 581     // module index2 number. The local coordinates are given in two
 582     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
 583     void LtoLMomentum(Int_t index1,Int_t index2,
 584                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 585         Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
 586     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 587     // local coordinate system to another detector local coordinate
 588     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
 589     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 590     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 591                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 592         LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 593                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 594     //
 595     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 596     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 597     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 598     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 599     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 600     // and l2[3].
 601     void LtoLMomentumTracking(Int_t index1,Int_t index2,
 602                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 603         Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
 604         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
 605     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 606     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 607     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 608     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
 609     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 610     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 611                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 612         LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 613                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 614     //
 615     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 616     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 617     // system. The specific detector is determined by the module index
 618     // number.
 619     void GtoLErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l)const{
 620         GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError(
 621             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 622     //
 623     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 624     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 625     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
 626     // by the module index number.
 627     void GtoLErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **g,
 628                                  Double_t **l)const{
 629         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
 630                                     Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 631         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
 632             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 633     //
 634     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 635     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 636     // system. The specific detector is determined by the module index
 637     // number.
 638     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g)const{
 639         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
 640             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 641     //
 642     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 643     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 644     // system. The specific detector is determined by the module index
 645     // number.
 646     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t l[3][3],Double_t g[3][3])
 647         const{
 648         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
 649             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 650
 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)const{
 658         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
 659             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 660         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking(
 661             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 662     //
 663     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 664     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
 665     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
 666     // by the module index number.
 667     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t l[3][3],
 668                                  Double_t g[3][3])const{
 669         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError(
 670             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 671         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking(
 672             (Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 673     //
 674     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 675     // one detector local coordinate system to another detector local
 676     // coordinate system. The specific detector is determined by the
 677     // two module index number index1 and index2.
 678     void LtoLErrorMatrix(Int_t index1,Int_t index2,
 679                          const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 680         Double_t g[3][3];
 681         LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
 682         GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 683     //
 684     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 685     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
 686     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
 687     // The specific detector is determined by the two module index number
 688     // index1 and index2.
 689     void LtoLErrorMatrixTraking(Int_t index1,Int_t index2,
 690                                 const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 691         Double_t g[3][3];
 692         LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
 693         GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 694     //  Find Specific Modules
 695     // Locate the nearest module to the point g, in ALICE global Cartesian
 696     // coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0 then it search in
 697     // all layers.
 698     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay=0)const;
 699     // Locates the nearest 27 modules, in nearest order, to the point g, in
 700     // ALICE global Cartesian coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0
 701     // then it searches in all layers. (there are 27 elements in a 3x3x3
 702     // cube.
 703     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay=0)const;
 704     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
 705     // the detector/module specified by the the module index number.
 706     Double_t Distance(Int_t index,const Double_t g[3])const{
 707         return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
 708     //  Geometry manipulation
 709     // This function performs a Cartesian 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 GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
 713     // This function performs a Cylindrical translation and rotation of
 714     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 715     // the three element arrays tran and rot.
 716     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
 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     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 721     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 722     // rotation about the present global position of each active
 723     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 724     // But in Cylindrical coordinates.
 725     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 726     // This function converts these transformations from Alice global and
 727     // local to Tracking global and local.
 728     //
 729     // This converts the geometry
 730     void GeantToTracking(const AliITSgeom &source);
 731     //  Other routines.
 732     // This routine prints, to a file, the contents of this class.
 733     void PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
 734     // This function prints out this class in a single stream. This steam
 735     // can be read by ReadGeom.
 736     // (Coverity warnings)    void PrintGeom(ostream *out)const;
 737
 738     //Conversion from det. local coordinates to local ("V2") coordinates
 739     //used for tracking
 740
 741     void DetLToTrackingV2(Int_t md,Float_t xin,Float_t zin,
 742                           Float_t &yout, Float_t &zout);
 743
 744     void TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,
 745                           Float_t &xout,Float_t &zout);
 746
 747  private:
 748     TString    fVersion; // Transformation version.
 749     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation
 750     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
 751     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
 752     TArrayI    fNlad;    // Array of the number of ladders/layer(layer)
 753     TArrayI    fNdet;    // Array of the number of detector/ladder(layer)
 754     TObjArray  fGm;      // Structure of translation. and rotation.
 755
 756     ClassDef(AliITSgeom,4) // ITS geometry class
 757 };
 758 // Input and output function for standard C++ input/output.
 759
 760 #endif