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 class TArrayI;
  27
  28 #include "AliITSgeomMatrix.h"
  29
  30 typedef enum {kND=-1,kSPD=0, kSDD=1, kSSD=2, kSSDp=3,kSDDp=4} AliITSDetector;
  31
  32 //_______________________________________________________________________
  33
  34 class AliITSgeom : public TObject {
  35
  36  public:
  37     AliITSgeom();                      // Default constructor
  38     AliITSgeom(const char *filename);  // 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     void ReadNewFile(const char *filename);  // Constructor for new format.
  52     void WriteNewFile(const char *filename)const; // Output for new format.
  53     // Getters
  54     Int_t GetTransformationType() const {return fTrans;}
  55     //
  56     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  57     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  58     // of the detector. These are the transformation used by GEANT.
  59     Bool_t IsGeantToGeant()     const {return (fTrans == 0);}
  60     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  61     // for Global GEANT coordinate system to the local "Tracking" coordinate
  62     // system of the detector. These are the transformation used by the
  63     // Tracking code.
  64     Bool_t IsGeantToTracking()  const {return ((fTrans&&0xfffe)!= 0);}
  65     // returns kTRUE if the transformation defined by this class is
  66     // for Global GEANT coordinate system to the local GEANT coordinate system
  67     // of the detector but may have been displaced by some typically small
  68     // amount. These are modified transformation similar to that used by GEANT.
  69     Bool_t IsGeantToDisplaced() const {return ((fTrans&&0xfffd)!= 0);}
  70     // returns kTRUE if the shape defined by ishape has been defined in this
  71     // set of transformations. Typical values of ishape are kSPD, kSDD, kSSD,
  72     // kSSD2.
  73     Bool_t IsShapeDefined(Int_t ishape)const {
  74         return ((fShape.At(ishape))!=0);}
  75     //
  76     //     This function returns a pointer to the particular AliITSgeomMatrix
  77     // class for a specific module index.
  78     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index){if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
  79         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
  80     AliITSgeomMatrix *GetGeomMatrix(Int_t index)const{if(index<fGm.GetSize()&&index>=0)
  81         return (AliITSgeomMatrix*)(fGm.At(index));else Error("GetGeomMatrix","index=%d<0||>=GetSize()=%d",index,fGm.GetSize());return 0;}
  82     // This function find and return the number of detector types only.
  83     Int_t GetNDetTypes()const{Int_t max;return GetNDetTypes(max);};
  84     // This function find and return the number of detector types and the
  85     // maximum det type value.
  86     Int_t GetNDetTypes(Int_t &max)const;
  87     // This function finds and return the number of detector types and the
  88     // and the number of each type in the TArrayI and their types.
  89     Int_t GetNDetTypes(TArrayI &maxs,AliITSDetector *types)const;
  90     //     This function returns the number of detectors/ladder for a give
  91     // layer. In particular it returns fNdet[layer-1].
  92     Int_t GetNdetectors(Int_t lay) const {return fNdet[lay-1];}
  93     //     This function returns the number of ladders for a give layer. In
  94     // particular it returns fNlad[layer-1].
  95     Int_t GetNladders(Int_t lay)   const {return fNlad[lay-1];};
  96     //     This function returns the number of layers defined in the ITS
  97     // geometry. In particular it returns fNlayers.
  98     Int_t GetNlayers()                   const {return fNlayers;}
  99     Int_t GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
 100     //     This function returns the module index number given the layer,
 101     // ladder and detector numbers put into the array id[3].
 102     Int_t GetModuleIndex(const Int_t *id)const{
 103         return GetModuleIndex(id[0],id[1],id[2]);}
 104     void  GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)const;
 105     // Returns the detector type
 106     //Int_t GetModuleType(Int_t index)const{
 107     //    return GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex();}
 108     AliITSDetector GetModuleType(Int_t index)const{
 109         return (AliITSDetector)(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 110     // Returns the detector type as a string
 111     const char * GetModuleTypeName(Int_t index)const{
 112         return GetDetectorTypeName(GetModuleType(index));}
 113     // Returns the detector type as a string
 114     const char * GetDetectorTypeName(Int_t index)const{switch(index) {
 115     case kSPD : return "kSPD" ; case kSDD : return "kSDD" ;
 116     case kSSD : return "kSSD" ; case kSSDp: return "kSSDp";
 117     case kSDDp: return "kSDDp"; default   : return "Undefined";};}
 118     //
 119     Int_t GetStartDet(Int_t dtype )const;
 120     Int_t GetLastDet(Int_t dtype)const;
 121     //     Returns the starting module index number for SPD detector,
 122     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 123     // ITS structure.
 124     Int_t GetStartSPD()const{return GetStartDet(kSPD);}
 125     //     Returns the ending module index number for SPD detector,
 126     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 127     // ITS structure.
 128     Int_t GetLastSPD()const{return GetLastDet(kSPD);}
 129     //     Returns the starting module index number for SDD detector,
 130     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 131     // ITS structure.
 132     Int_t GetStartSDD()const{return GetStartDet(kSDD);}
 133     //     Returns the ending module index number for SDD detector,
 134     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 135     // ITS structure.
 136     Int_t GetLastSDD()const{return GetLastDet(kSDD);}
 137     //     Returns the starting module index number for SSD detector,
 138     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 139     // ITS structure.
 140     Int_t GetStartSSD()const{return GetStartDet(kSSD);}
 141     //     Returns the ending module index number for SSD detector,
 142     // assuming the modules are placed in the "standard" cylindrical
 143     // ITS structure.
 144     Int_t GetLastSSD()const{return GetLastDet(kSSD);}
 145     //     Returns the last module index number.
 146     Int_t GetIndexMax() const {return fNmodules;}
 147     //
 148     //     This function returns the rotation angles for a give module
 149     // in the Double point array ang[3]. The angles are in radians
 150     void  GetAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 151         GetGeomMatrix(index)->GetAngles(ang);}
 152     //     This function returns the rotation angles for a give module
 153     // in the three floating point variables provided. rx = frx,
 154     // fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 155     void  GetAngles(Int_t index,Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 156         Double_t a[3];GetAngles(index,a);rx = a[0];ry = a[1];rz = a[2];}
 157     //     This function returns the rotation angles for a give detector on
 158     // a give ladder in a give layer in the three floating point variables
 159     // provided. rx = frx, fy = fry, rz = frz. The angles are in radians
 160     void  GetAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 161                     Float_t &rx,Float_t &ry,Float_t &rz)const{
 162         GetAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 163     //
 164     //     This function returns the 6 GEANT rotation angles for a give
 165     // module in the double point array ang[3]. The angles are in degrees
 166     void  GetGeantAngles(Int_t index,Double_t *ang)const{
 167         GetGeomMatrix(index)->SixAnglesFromMatrix(ang);}
 168     //
 169     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 170     // module in the Double array t[3]. The units are
 171     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 172     void  GetTrans(Int_t index,Double_t *t)const{
 173         GetGeomMatrix(index)->GetTranslation(t);}
 174     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 175     // module index in the three floating point variables provided.
 176     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 177     // Carlo, generally cm.
 178     void  GetTrans(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 179         Double_t t[3];GetTrans(index,t);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  GetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 185                    Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 186         GetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 187     //
 188     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 189     // module in the Double array t[3]. The units are
 190     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 191     void  GetTransCyln(Int_t index,Double_t *t)const{
 192         GetGeomMatrix(index)->GetTranslationCylinderical(t);}
 193     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 194     // module index in the three floating point variables provided.
 195     // x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are those of the Mont
 196     // Carlo, generally cm.
 197     void  GetTransCyln(Int_t index,Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 198         Double_t t[3];GetTransCyln(index,t);x = t[0];y = t[1];z = t[2];}
 199     //     This function returns the Cartesian translation for a give
 200     // detector on a give ladder in a give layer in the three floating
 201     // point variables provided. x = fx0, y = fy0, z = fz0. The units are
 202     // those of the Monte Carlo, generally cm.
 203     void  GetTransCyln(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 204                        Float_t &x,Float_t &y,Float_t &z)const{
 205         GetTransCyln(GetModuleIndex(lay,lad,det),x,y,z);}
 206     //
 207     //      This function returns the Cartesian translation [cm] and the
 208     // 6 GEANT rotation angles [degrees]for a given layer ladder and
 209     // detector number, in the TVector x (at least 9 elements large).
 210     // This function is required to be in-lined for speed.
 211     void  GetCenterThetaPhi(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,TVector &x)const{
 212         Double_t t[3],a[6];Int_t i=GetModuleIndex(lay,lad,det);GetTrans(i,t);
 213         GetGeantAngles(i,a);x(0)=t[0];x(1)=t[1];x(2)=t[2];x(3)=a[0];x(4)=a[1];
 214         x(5)=a[2];x(6)=a[3];x(7)=a[4];x(8)=a[5];}
 215     //
 216     //     This function returns the rotation matrix in Double
 217     // precision for a given module.
 218     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t mat[3][3])const{
 219         GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(mat);}
 220     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 221     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 222     void  GetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat)const{
 223         Double_t rot[3][3];GetRotMatrix(index,rot);
 224         for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 225     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 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,Float_t *mat)const{
 229         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 230     //     This function returns the rotation matrix in a Double
 231     // precision pointer for a given layer ladder and detector module.
 232     // mat[i][j] => mat[3*i+j].
 233     void  GetRotMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,Double_t *mat)const{
 234         GetRotMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),mat);}
 235     //     This function returns the rotation matrix in a floating
 236     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 237     void  GetRotMatrix(Int_t index,Float_t *mat)const{
 238           Double_t rot[3][3];
 239           GetGeomMatrix(index)->GetMatrix(rot);
 240           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) mat[3*i+j] = rot[i][j];}
 241     //     This function sets the rotation matrix in a Double
 242     // precision pointer for a given module. mat[i][j] => mat[3*i+j].
 243     void  SetRotMatrix(Int_t index,Double_t *mat){Double_t rot[3][3];
 244           for(Int_t i=0;i<3;i++)for(Int_t j=0;j<3;j++) rot[i][j]=mat[3*i+j];
 245           GetGeomMatrix(index)->SetMatrix(rot);}
 246     //
 247     //     Will define fShape if it isn't already defined.
 248     void DefineShapes(Int_t size=5){fShape.Expand(size);}
 249     //     this function returns a pointer to the array of detector
 250     // descriptions, Segmentation.
 251     virtual TObjArray *GetShapeArray(){return &fShape;};
 252     //     this function returns a pointer to the class describing a particular
 253     // detector type based on AliITSDetector value. This will return a pointer
 254     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD, or
 255     // AliITSgeomSSD, for example.
 256     virtual TObject *GetShape(AliITSDetector idet){
 257         return fShape.At((Int_t)idet);};
 258     virtual TObject *GetShape(AliITSDetector idet)const{
 259         return fShape.At((Int_t)idet);};
 260     //     This function returns a pointer to the class describing the
 261     // detector for a particular module index. This will return a pointer
 262     // to one of the classes AliITSgeomSPD, AliITSgeomSDD,
 263     // or AliITSgeomSSD, for example.
 264     virtual TObject *GetShape(Int_t index){
 265         return fShape.At(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 266     virtual TObject *GetShape(Int_t index)const{
 267         return fShape.At(GetGeomMatrix(index)->GetDetectorIndex());}
 268     //     This function returns a pointer to the class describing the
 269     // detector for a particular layer ladder and detector numbers. This
 270     // will return a pointer to one of the classes AliITSgeomSPD,
 271     // AliITSgeomSDD, or AliITSgeomSSD, for example.
 272     virtual TObject *GetShape(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)
 273         {return GetShape(GetModuleIndex(lay,lad,det));}
 274     //
 275     //  Setters
 276     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 277     // via the double precision array a[3] [radians].
 278     void SetByAngles(Int_t index,const Double_t a[]){
 279         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 280     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 281     // via the 3 floating precision variables rx, ry, and rz [radians].
 282     void SetByAngles(Int_t index,Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 283         Double_t a[3];a[0] = rx;a[1] = ry;a[2] = rz;
 284         GetGeomMatrix(index)->SetAngles(a);}
 285     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder,
 286     // and detector numbers via the 3 floating precision variables rx,
 287     // ry, and rz [radians].
 288     void SetByAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 289                      Float_t rx, Float_t ry, Float_t rz) {
 290         SetByAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),rx,ry,rz);}
 291     //
 292     //     Sets the rotation angles and matrix for a give module index
 293     // via the Double precision array a[6] [degree]. The angles are those
 294     // defined by GEANT 3.12.
 295     void SetByGeantAngles(Int_t index,const Double_t *ang){
 296         GetGeomMatrix(index)->MatrixFromSixAngles(ang);}
 297     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 298     // and detector, in the array id[3] via the Double precision array
 299     // a[6] [degree]. The angles are those defined by GEANT 3.12.
 300     void SetByGeantAngles(const Int_t *id,const Double_t *ang){
 301         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(id),ang);}
 302     //     Sets the rotation angles and matrix for a give layer, ladder
 303     // and detector, via the Double precision array a[6] [degree]. The
 304     // angles are those defined by GEANT 3.12.
 305     void SetByGeantAngles(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 306                           const Double_t *ang){
 307         SetByGeantAngles(GetModuleIndex(lay,lad,det),ang);}
 308     //
 309     //     This function sets a new translation vector, given by the
 310     // array x[3], for the Cartesian coordinate transformation
 311     // for a give module index.
 312     void SetTrans(Int_t index,Double_t x[]){
 313         GetGeomMatrix(index)->SetTranslation(x);}
 314     //     This function sets a new translation vector, given by the three
 315     // variables x, y, and z, for the Cartesian coordinate transformation
 316     // for the detector defined by layer, ladder and detector.
 317     void SetTrans(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 318                   Float_t x,Float_t y,Float_t z){Double_t t[3];
 319                   t[0] = x;t[1] = y;t[2] = z;
 320                   SetTrans(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);}
 321     //
 322     //     This function adds one more shape element to the TObjArray
 323     // fShape. It is primarily used in the constructor functions of the
 324     // AliITSgeom class. The pointer *shape can be the pointer to any
 325     // class that is derived from TObject (this is true for nearly every
 326     // ROOT class). This does not appear to be working properly at this time.
 327     void AddShape(TObject *shp){fShape.AddLast(shp);}
 328     //     This function deletes an existing shape element, of type TObject,
 329     // and replaces it with the one specified. This is primarily used to
 330     // changes the parameters to the geom class for a particular
 331     // type of detector.
 332     void ReSetShape(Int_t dtype,TObject *shp){
 333         delete (fShape.At(dtype));fShape.AddAt(shp,dtype);}
 334     //
 335     //  transformations
 336     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 337     // to the detector local coordinate system for the detector
 338     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 339     // global and local coordinate are given in two floating point
 340     // arrays g[3], and l[3].
 341     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 342               const Float_t *g,Float_t *l)const{
 343         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 344     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 345     // to the detector local coordinate system for the detector
 346     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 347     // global and local coordinate are given in two floating point
 348     // arrays g[3], and l[3].
 349     void GtoL(const Int_t *id,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 350         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 351     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 352     // to the detector local coordinate system for the detector
 353     // module index number. The global and local coordinate are
 354     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 355     void GtoL(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 356         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 357         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(dg,dl);
 358         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 359     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 360     // to the detector local coordinate system for the detector
 361     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 362     // global and local coordinate are given in two Double point
 363     // arrays g[3], and l[3].
 364     void GtoL(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 365               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 366         GtoL(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 367     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 368     // to the detector local coordinate system for the detector
 369     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 370     // global and local coordinate are given in two Double point
 371     // arrays g[3], and l[3].
 372     void GtoL(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 373         GtoL(GetModuleIndex(id),g,l);}
 374     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 375     // to the detector local coordinate system for the detector
 376     // module index number. The global and local coordinate are
 377     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 378     void GtoL(Int_t index,const Double_t g[3],Double_t l[3])const{
 379         GetGeomMatrix(index)->GtoLPosition(g,l);}
 380     //
 381     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 382     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 383     // for the detector module index number. The global and local
 384     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 385     void GtoLtracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 386         if(IsGeantToTracking()) GtoL(index,g,l);
 387         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionTracking(g,l);}
 388     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 389     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 390     // for the detector id[3]. The global and local
 391     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 392     void GtoLtracking(const Int_t *id,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 393         GtoLtracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 394     //     Transforms from the ALICE Global coordinate system
 395     // to the detector local coordinate system (used for ITS tracking)
 396     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 397     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 398     // and l[3].
 399     void GtoLtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 400                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 401         GtoLtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 402     //
 403     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 404     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 405     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 406     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 407     // and l[3].
 408     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 409                       const Float_t *g,Float_t *l)const{
 410         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 411     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 412     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 413     // for the detector module index number. The global and local
 414     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 415     void GtoLMomentum(Int_t index,const Float_t *g,Float_t *l)const{
 416         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 417         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 418         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 419     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 420     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 421     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 422     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 423     // and l[3].
 424     void GtoLMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 425                       const Double_t *g,Double_t *l)const{
 426         GtoLMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 427     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 428     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 429     // for the detector module index number. The global and local
 430     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 431     void GtoLMomentum(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 432         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dg[i] = g[i];
 433         GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentum(dg,dl);
 434         for(i=0;i<3;i++) l[i] =dl[i];}
 435     //
 436     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 437     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 438     // (used for ITS tracking) for the detector module index number.
 439     // The global and local coordinate are given in two Double point
 440     // arrays g[3], and l[3].
 441     void GtoLMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *g,Double_t *l)const{
 442         if(IsGeantToTracking()) GtoLMomentum(index,g,l);
 443         else GetGeomMatrix(index)->GtoLMomentumTracking(g,l);}
 444     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 445     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 446     // (used for ITS tracking) for the detector id[3].
 447     // The global and local coordinate are given in two Double point
 448     // arrays g[3], and l[3].
 449     void GtoLMomentumTracking(const Int_t *id,
 450                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 451         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id),g,l);}
 452     //     Transforms of momentum types of quantities from the ALICE
 453     // Global coordinate system to the detector local coordinate system
 454     // (used for ITS tracking) for the detector layer ladder and detector
 455     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 456     // arrays g[3], and l[3].
 457     void GtoLMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 458                               const Double_t *g,Double_t *l)const{
 459         GtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),g,l);}
 460     //
 461     //     Transforms from the detector local coordinate system
 462     // to the ALICE Global coordinate  system for the detector
 463     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 464     // global and local coordinate are given in two floating point
 465     // arrays g[3], and l[3].
 466     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 467               const Float_t *l,Float_t *g)const{
 468         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 469     //     Transforms from the detector local coordinate system
 470     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 471     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 472     // global and local coordinate are given in two floating point
 473     // arrays g[3], and l[3].
 474     void LtoG(const Int_t *id,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 475         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 476     //     Transforms from the detector local coordinate system
 477     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 478     // module index number. The global and local coordinate are
 479     // given in two floating point arrays g[3], and l[3].
 480     void LtoG(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 481         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 482         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(dl,dg);
 483         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 484     //     Transforms from the detector local coordinate system
 485     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 486     // defined by the layer, ladder, and detector numbers. The
 487     // global and local coordinate are given in two Double point
 488     // arrays g[3], and l[3].
 489     void LtoG(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 490               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 491         LtoG(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 492     //     Transforms from the detector local coordinate system
 493     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 494     // defined by the id[0], id[1], and id[2] numbers. The
 495     // global and local coordinate are given in two Double point
 496     // arrays g[3], and l[3].
 497     void LtoG(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 498         LtoG(GetModuleIndex(id),l,g);}
 499     //     Transforms from the detector local coordinate system
 500     // to the ALICE Global coordinate system for the detector
 501     // module index number. The global and local coordinate are
 502     // given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 503     void LtoG(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 504         GetGeomMatrix(index)->LtoGPosition(l,g);}
 505     //
 506     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 507     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 508     // for the detector module index number. The global and local
 509     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 510     void LtoGtracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 511         if(IsGeantToTracking()) LtoG(index,l,g);
 512         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionTracking(l,g);}
 513     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 514     // for ITS tracking) to the ALICE Global coordinate system
 515     // for the detector id[3]. The global and local
 516     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 517     void LtoGtracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 518         LtoGtracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 519     //     Transforms from the detector local coordinate system (used
 520     // for ITS tracking) to the detector local 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 LtoGtracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 525                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 526         LtoGtracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 527     //
 528     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 529     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 530     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 531     // and local coordinate are given in two float point arrays g[3],
 532     // and l[3].
 533     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 534                       const Float_t *l,Float_t *g)const{
 535         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 536     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 537     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 538     // for the detector module index number. The global and local
 539     // coordinate are given in two float point arrays g[3], and l[3].
 540     void LtoGMomentum(Int_t index,const Float_t *l,Float_t *g)const{
 541         Double_t dg[3],dl[3];Int_t i;for(i=0;i<3;i++) dl[i] = l[i];
 542         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(dl,dg);
 543         for(i=0;i<3;i++) g[i] =dg[i];}
 544     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 545     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 546     // for the detector layer ladder and detector numbers. The global
 547     // and local coordinate are given in two Double point arrays g[3],
 548     // and l[3].
 549     void LtoGMomentum(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 550                       const Double_t *l,Double_t *g)const{
 551         LtoGMomentum(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 552     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 553     // local coordinate system to the ALICE Global coordinate system
 554     // for the detector module index number. The global and local
 555     // coordinate are given in two Double point arrays g[3], and l[3].
 556     void LtoGMomentum(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 557         GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentum(l,g);}
 558     //
 559     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 560     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the detector
 561     // system ALICE Global for the detector module index number.
 562     // The global and local coordinate are given in two Double point
 563     // arrays g[3], and l[3].
 564     void LtoGMomentumTracking(Int_t index,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 565         if(IsGeantToTracking()) LtoGMomentum(index,l,g);
 566         else GetGeomMatrix(index)->LtoGMomentumTracking(l,g);}
 567     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 568     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 569     // Global coordinate system for the detector id[3].
 570     // The global and local coordinate are given in two Double point
 571     // arrays g[3], and l[3].
 572     void LtoGMomentumTracking(const Int_t *id,const Double_t *l,Double_t *g)const{
 573         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(id),l,g);}
 574     //     Transforms of momentum types of quantities from the detector
 575     // local coordinate system (used for ITS tracking) to the ALICE
 576     // Global coordinate system for the detector layer ladder and detector
 577     // numbers. The global and local coordinate are given in two Double point
 578     // arrays g[3], and l[3].
 579     void LtoGMomentumTracking(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det,
 580                               const Double_t *l,Double_t *g)const{
 581                         LtoGMomentumTracking(GetModuleIndex(lay,lad,det),l,g);}
 582     //
 583     //     Transforms from one detector local coordinate system
 584     // to another detector local coordinate system for the detector
 585     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 586     //  local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 587     // and l2[3].
 588     void LtoL(Int_t index1,Int_t index2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 589         Double_t g[3]; LtoG(index1,l1,g);GtoL(index2,g,l2);}
 590     //     Transforms from one detector local coordinate system
 591     // to another detector local coordinate system for the detector
 592     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given
 593     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 594     void LtoL(const Int_t *id1,const Int_t *id2,Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 595         LtoL(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 596               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 597     //
 598     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 599     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 600     // for ITS tracking) for the detector module index1 number to the
 601     // detector module index2 number. The local coordinates are given
 602     // in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 603     void LtoLtracking(Int_t index1,Int_t index2,
 604                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 605         Double_t g[3]; LtoGtracking(index1,l1,g);GtoLtracking(index2,g,l2);}
 606     //     Transforms from one detector local coordinate system (used for
 607     // ITS tracking) to another detector local coordinate system (used
 608     // for ITS tracking) for the detector id1[3] to the detector id2[3].
 609     // The local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 610     // and l2[3].
 611     void LtoLtracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 612                       Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 613         LtoLtracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 614                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 615     //
 616     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 617     // local coordinate system to another detector local coordinate
 618     // system for the detector module index1 number to the detector
 619     // module index2 number. The local coordinates are given in two
 620     // Double point arrays l1[3], and l2[3].
 621     void LtoLMomentum(Int_t index1,Int_t index2,
 622                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 623         Double_t g[3]; LtoGMomentum(index1,l1,g);GtoLMomentum(index2,g,l2);}
 624     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 625     // local coordinate system to another detector local coordinate
 626     // system for the detector id1[3] to the detector id2[3]. The local
 627     // coordinates are given in two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 628     void LtoLMomentum(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 629                       const Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 630         LtoLMomentum(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 631                      GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 632     //
 633     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 634     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 635     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 636     // module index1 number to the detector module index2 number. The
 637     // local coordinates are given in two Double point arrays l1[3],
 638     // and l2[3].
 639     void LtoLMomentumTracking(Int_t index1,Int_t index2,
 640                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 641         Double_t g[3]; LtoGMomentumTracking(index1,l1,g);
 642         GtoLMomentumTracking(index2,g,l2);}
 643     //     Transforms of momentum types of quantities from one detector
 644     // local coordinate system (used by ITS tracking) to another detector
 645     // local coordinate system (used by ITS tracking) for the detector
 646     // id1[3] to the detector id2[3]. The local coordinates are given in
 647     // two Double point arrays l1[3], and l2[3].
 648     void LtoLMomentumTracking(const Int_t *id1,const Int_t *id2,
 649                               Double_t *l1,Double_t *l2)const{
 650         LtoLMomentumTracking(GetModuleIndex(id1[0],id1[1],id1[2]),
 651                               GetModuleIndex(id2[0],id2[1],id2[2]),l1,l2);}
 652     //
 653     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 654     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 655     // system. The specific detector is determined by the module index
 656     // number.
 657     void GtoLErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **g,Double_t **l)const{
 658         GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 659     //
 660     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 661     // the ALICE Global coordinate system to a detector local coordinate
 662     // system (used by ITS tracking). The specific detector is determined
 663     // by the module index number.
 664     void GtoLErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **g,
 665                                  Double_t **l)const{
 666         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionError((
 667                                     Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 668         else GetGeomMatrix(index)->GtoLPositionErrorTracking(
 669             (Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);}
 670     //
 671     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 672     // the detector local coordinate system to a ALICE Global coordinate
 673     // system. The specific detector is determined by the module index
 674     // number.
 675     void LtoGErrorMatrix(Int_t index,const Double_t **l,Double_t **g)const{
 676         GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((Double_t (*)[3])l,(Double_t (*)[3])g);}
 677     //
 678     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 679     // the detector local coordinate system (used by ITS tracking) to a
 680     // ALICE Global coordinate system. The specific detector is determined
 681     // by the module index number.
 682     void LtoGErrorMatrixTracking(Int_t index,const Double_t **l,
 683                                  Double_t **g)const{
 684         if(IsGeantToTracking()) GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionError((
 685                                    Double_t (*)[3])g,(Double_t (*)[3])l);
 686         else GetGeomMatrix(index)->LtoGPositionErrorTracking((Double_t (*)[3])l,
 687                                                           (Double_t (*)[3])g);}
 688     //
 689     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 690     // one detector local coordinate system to another detector local
 691     // coordinate system. The specific detector is determined by the
 692     // two module index number index1 and index2.
 693     void LtoLErrorMatrix(Int_t index1,Int_t index2,
 694                          const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 695         Double_t g[3][3];
 696         LtoGErrorMatrix(index1,l1,(Double_t **)g);
 697         GtoLErrorMatrix(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 698     //
 699     //     Transforms a matrix, like an Uncertainty or Error matrix from
 700     // one detector local coordinate system (used by ITS tracking) to
 701     // another detector local coordinate system (used by ITS tracking).
 702     // The specific detector is determined by the two module index number
 703     // index1 and index2.
 704     void LtoLErrorMatrixTraking(Int_t index1,Int_t index2,
 705                                 const Double_t **l1,Double_t **l2)const{
 706         Double_t g[3][3];
 707         LtoGErrorMatrixTracking(index1,l1,(Double_t **)g);
 708         GtoLErrorMatrixTracking(index2,(const Double_t **)g,l2);}
 709     //  Find Specific Modules
 710     // Locate the nearest module to the point g, in ALICE global Cartesian
 711     // coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0 then it search in
 712     // all layers.
 713     Int_t    GetNearest(const Double_t g[3],Int_t lay=0)const;
 714     // Locates the nearest 27 modules, in nearest order, to the point g, in
 715     // ALICE global Cartesian coordinates [cm] in a give layer. If layer = 0
 716     // then it searches in all layers. (there are 27 elements in a 3x3x3
 717     // cube.
 718     void     GetNearest27(const Double_t g[3],Int_t n[27],Int_t lay=0)const;
 719     // Returns the distance [cm] between the point g[3] and the center of
 720     // the detector/module specified by the the module index number.
 721     Double_t Distance(Int_t index,const Double_t g[3])const{
 722         return  TMath::Sqrt(GetGeomMatrix(index)->Distance2(g));}
 723     // loops over modules and computes the average cylindrical
 724     // radius to a given layer and the range.
 725     Double_t GetAverageRadiusOfLayer(Int_t layer,Double_t &range)const;
 726     //  Geometry manipulation
 727     // This function performs a Cartesian translation and rotation of
 728     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 729     // the three element arrays tran and rot.
 730     void GlobalChange(const Float_t  *tran,const Float_t  *rot);
 731     // This function performs a Cylindrical translation and rotation of
 732     // the full ITS from its default position by an amount determined by
 733     // the three element arrays tran and rot.
 734     void GlobalCylindericalChange(const Float_t *tran,const Float_t *rot);
 735     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 736     // rotation about the present global position of each active
 737     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 738     void RandomChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 739     // This function performs a Gaussian random displacement and/or
 740     // rotation about the present global position of each active
 741     // volume/detector of the ITS with variances given by stran and srot.
 742     // But in Cylindrical coordinates.
 743     void RandomCylindericalChange(const Float_t *stran,const Float_t *srot);
 744     // This function converts these transformations from Alice global and
 745     // local to Tracking global and local.
 746     void GeantToTracking(const AliITSgeom &source); // This converts the geometry
 747     //  Other routines.
 748     // This routine prints, to a file, the difference between this class
 749     // and "other".
 750     void PrintComparison(FILE *fp,AliITSgeom *other)const;
 751     // This routine prints, to a file, the contents of this class.
 752     void PrintData(FILE *fp,Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)const;
 753     // This function prints out this class in a single stream. This steam
 754     // can be read by ReadGeom.
 755     ofstream &PrintGeom(ofstream &out)const;
 756     // This function reads in that single steam printed out by PrintGeom.
 757     ifstream &ReadGeom(ifstream &in);
 758
 759     //Conversion from det. local coordinates to local ("V2") coordinates
 760     //used for tracking
 761
 762     void DetLToTrackingV2(Int_t md, Float_t xin, Float_t zin, Float_t &yout, Float_t &zout);
 763
 764     void TrackingV2ToDetL(Int_t md,Float_t yin,Float_t zin,Float_t &xout,Float_t &zout);
 765
 766
 767  private:
 768     TString    fVersion; // Transformation version.
 769     Int_t      fTrans;   // Flag to keep track of which transformation
 770     Int_t      fNmodules;// The total number of modules
 771     Int_t      fNlayers; // The number of layers.
 772     TArrayI    fNlad;    // Array of the number of ladders/layer(layer)
 773     TArrayI    fNdet;    // Array of the number of detector/ladder(layer)
 774     TObjArray  fGm;      // Structure of translation. and rotation.
 775     TObjArray  fShape;   // Array of shapes and detector information.
 776
 777     ClassDef(AliITSgeom,3) // ITS geometry class
 778 };
 779
 780 #endif