ITS/AliITSgeomMatrix.h

   1 #ifndef ALIITSGEOMMATRIX_H
   2 #define ALIITSGEOMMATRIX_H
   3 /* Copyright(c) 2000, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * see cxx source for full Copyright notice.                         */
   5
   6 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   7 //  ITS geometry manipulation routines on the module level. This class is
   8 //  to replace the structure ITS_geom in the class AliITSgeom.
   9 //  Created May 30 2000.
  10 //   version 0.0.0
  11 // By Bjorn S. Nilsen
  12 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  13 #include <TObject.h>
  14 #include <TString.h>
  15 class TPolyLine3D;
  16 class TNode;
  17 class TShape;
  18
  19 class AliITSgeomMatrix : public TObject {
  20  public:
  21         AliITSgeomMatrix(); // Default constructor
  22         // Standard constructor #1
  23         AliITSgeomMatrix(Int_t idt,const Int_t id[3],
  24                          const Double_t rot[3],const Double_t tran[3]);
  25         // Standard constructor #2
  26         AliITSgeomMatrix(Int_t idt,const Int_t id[3],
  27                          Double_t matrix[3][3],const Double_t tran[3]);
  28         // Standard constructor #3
  29         AliITSgeomMatrix(const Double_t rotd[6]/*degrees GEANT angles*/,
  30                          Int_t idt,const Int_t id[3],
  31                          const Double_t tran[3]);
  32         // Copy constructor
  33         AliITSgeomMatrix(const AliITSgeomMatrix &source);
  34         // Assignment operator
  35         AliITSgeomMatrix& operator=(const AliITSgeomMatrix &source);
  36         virtual ~AliITSgeomMatrix(){}; // default constructor.
  37         // Prints a line describing the output format of the function Print.
  38         void PrintComment(ostream *os) const;
  39         // Prints out the content of this class in ASCII format.
  40         void Print(ostream *os)const;
  41         // Prints out the content of this class in ASCII format but includes
  42         // formating and strings that make it more humanly readable.
  43         void PrintTitles(ostream *os) const;
  44         // Reads in the content of this class in the format of Print
  45         void Read(istream *is);
  46      virtual void Print(Option_t *option="") const {
  47                        TObject::Print(option);}
  48      virtual Int_t Read(const char *name) {return TObject::Read(name);}
  49
  50      // Returns the geometry path corresponding to this transformation
  51      TString& GetPath(){return fPath;}
  52      // Sets the geometry path
  53      void SetPath(const Char_t *p){fPath = p;}
  54      void SetPath(const TString &p){fPath = p;}
  55         // Given the rotation angles [radians] it fills frot and computes
  56         // the rotation matrix fm.
  57         void SetAngles(const Double_t rot[3]){// [radians]
  58               for(Int_t i=0;i<3;i++)frot[i] = rot[i];this->MatrixFromAngle();}
  59         // Sets the translation vector and computes fCylR and fCylPhi.
  60         void SetTranslation(const Double_t tran[3]);
  61         // sets the rotation matrix and computes the rotation angles [radians]
  62         void SetMatrix(const Double_t matrix[3][3]){ for(Int_t i=0;i<3;i++)
  63          for(Int_t j=0;j<3;j++) fm[i][j]=matrix[i][j];this->AngleFromMatrix();}
  64         // Sets the detector index value
  65         void SetDetectorIndex(Int_t idt) {fDetectorIndex = idt;}
  66         // Sets the detector layer, ladder, detector (id) values.
  67         void SetIndex(const Int_t id[3]){
  68                            for(Int_t i=0;i<3;i++) fid[i] = id[i];}
  69         // Returns the rotation angles [radians]
  70         void GetAngles(Double_t rot[3]) const {// [radians]
  71                            for(Int_t i=0;i<3;i++)  rot[i] = frot[i];}
  72         // Returns the translation vector [cm]
  73         void GetTranslation(Double_t tran[3]) const {
  74                             for(Int_t i=0;i<3;i++) tran[i] = ftran[i];}
  75         // Returns the translation vector in cylindrical
  76         // coordinates [cm,radians]
  77         void GetTranslationCylinderical (Double_t tran[3]) const {
  78                             tran[0] = fCylR;
  79                             tran[1] = fCylPhi;
  80                             tran[2] = ftran[2];}
  81         // Returns the values of the rotation matrix
  82         void GetMatrix(Double_t matrix[3][3]) const {for(Int_t i=0;i<3;i++)
  83                          for(Int_t j=0;j<3;j++) matrix[i][j] = fm[i][j];}
  84         // Returns the detector index value.
  85         Int_t GetDetectorIndex() const {return fDetectorIndex;}
  86         // returns the modules index layer, ladder, detector
  87         void  GetIndex(Int_t id[3]) const {for(Int_t i=0;i<3;i++) id[i] = fid[i];}
  88         // Sets the rotation matrix based on the 6 GEANT rotation
  89         // angles [radian]
  90         void  MatrixFromSixAngles(const Double_t *ang);
  91         // Returns the 6 GEANT rotation angles [radians] from the
  92         // existing rotation matrix.
  93         void  SixAnglesFromMatrix(Double_t *ang)const;
  94
  95         // Given a position in Cartesian ALICE global coordinates [cm]
  96         // returns the position in Cartesian detector/module local
  97         //coordinates [cm]
  98         void GtoLPosition(const Double_t g[3],Double_t l[3]) const;
  99         // Given a position in Cartesian detector/module local coordinates [cm]
 100         // returns the position in Cartesian ALICE global
 101         //coordinates [cm]
 102         void LtoGPosition(const Double_t l[3],Double_t g[3]) const;
 103         // Given a momentum in Cartesian ALICE global coordinates
 104         // returns the momentum in Cartesian detector/module local
 105         //coordinates
 106         void GtoLMomentum(const Double_t g[3],Double_t l[3]) const;
 107         // Given a momentum in Cartesian detector/module local coordinates
 108         // returns the momentum in Cartesian ALICE global coordinates
 109         void LtoGMomentum(const Double_t l[3],Double_t g[3]) const;
 110         // given a position error matrix in ALICE Cartesian global
 111         // coordinates [cm] returns a position error matrix in detector/
 112         // module local Cartesian local coordinates [cm]
 113         void GtoLPositionError(const Double_t g[3][3],Double_t l[3][3]) const;
 114         // given a position error matrix in detector/module Cartesian local
 115         // coordinates [cm] returns a position error matrix in ALICE
 116         // Cartesian global coordinates [cm]
 117         void LtoGPositionError(const Double_t l[3][3],Double_t g[3][3]) const;
 118         // Tracking Related Routines
 119         void GtoLPositionTracking(const Double_t g[3],Double_t l[3]) const;
 120         // Given a position in Cartesian Tracking global coordinates [cm]
 121         // returns the position in Cartesian detector/module local
 122         // coordinates [cm]
 123         void LtoGPositionTracking(const Double_t l[3],Double_t g[3]) const;
 124         // Given a position in Cartesian detector/module local coordinates [cm]
 125         // returns the position in Cartesian Tracking global
 126         //coordinates [cm]
 127         void GtoLMomentumTracking(const Double_t g[3],Double_t l[3]) const;
 128         // Given a momentum in Cartesian detector/module local coordinates
 129         // returns the momentum in Cartesian Tracking global coordinates
 130         void LtoGMomentumTracking(const Double_t l[3],Double_t g[3]) const;
 131         // given a position error matrix in Tracking Cartesian global
 132         // coordinates [cm] returns a position error matrix in detector/
 133         // module local Cartesian local coordinates [cm]
 134         void GtoLPositionErrorTracking(const Double_t g[3][3],
 135                                        Double_t l[3][3]) const;
 136         // given a position error matrix in detector/module Cartesian local
 137         // coordinates [cm] returns a position error matrix in Tracking
 138         // Cartesian global coordinates [cm]
 139         void LtoGPositionErrorTracking(const Double_t l[3][3],
 140                                        Double_t g[3][3]) const;
 141         // Computes the distance squared [cm^2] between a point t[3] and
 142         // this module/detector
 143         Double_t Distance2(const Double_t t[3]) const {Double_t d=0.0,q;
 144                  for(Int_t i=0;i<3;i++){q = t[i]-ftran[i]; d += q*q;}
 145                  return d;}
 146      //
 147      // Documentation related Class
 148      TPolyLine3D* CreateLocalAxis() const;
 149      TPolyLine3D* CreateLocalAxisTracking() const;
 150      TNode* CreateNode(const Char_t *nodeName,const Char_t *nodeTitle,
 151                        TNode *mother,TShape *shape,Bool_t axis=kTRUE) const;
 152      void MakeFigures() const;
 153      //
 154  private: // private functions
 155         // Given the rotation matrix fm it fills the rotation angles frot
 156         void MatrixFromAngle();
 157         // Given the rotation angles frot it fills the rotation matrix fm
 158         void AngleFromMatrix();
 159  private: // Data members.
 160         Int_t    fDetectorIndex; // Detector type index (like fShapeIndex was)
 161         Int_t    fid[3];         // layer, ladder, detector numbers.
 162         Double_t frot[3];        //! vector of rotations about x,y,z [radians].
 163         Double_t ftran[3];       // Translation vector of module x,y,z.
 164         Double_t fCylR,fCylPhi;  //! Translation vector in Cylindrical coord.
 165         Double_t fm[3][3];       // Rotation matrix based on frot.
 166         TString  fPath;          // Path within Geometry to this volume
 167
 168         // Note, fCylR and fCylPhi are added as data members because it costs
 169         // about a factor of 10 to compute them over looking them up. Since
 170         // they are used in some tracking algorithms this can be a large cost
 171         // in computing time. They are not written out but computed.
 172
 173         ClassDef(AliITSgeomMatrix,2) // Matrix class used by AliITSgeom.
 174 };
 175 // Input and output function for standard C++ input/output.
 176 ostream &operator<<(ostream &os,AliITSgeomMatrix &source);
 177 istream &operator>>(istream &os,AliITSgeomMatrix &source);
 178
 179 #endif