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