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 /* $Id: */
   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
  14 #include <TObject.h>
  15
  16 class AliITSgeomMatrix : public TObject {
  17  public:
  18         AliITSgeomMatrix(); // Default constructor
  19         // Standard constructor #1
  20         AliITSgeomMatrix(const Int_t idt,const Int_t id[3],
  21                          const Double_t rot[3],const Double_t tran[3]);
  22         // Standard constructor #2
  23         AliITSgeomMatrix(const Int_t idt,const Int_t id[3],
  24                          Double_t matrix[3][3],const Double_t tran[3]);
  25         // Standard constructor #3
  26         AliITSgeomMatrix(const Double_t rotd[6]/*degrees GEANT angles*/,
  27                          const Int_t idt,const Int_t id[3],
  28                          const Double_t tran[3]);
  29         // Copy operator
  30         AliITSgeomMatrix(const AliITSgeomMatrix &source);
  31         // Alignment operator
  32         void operator=(const AliITSgeomMatrix &sourse); // copy
  33         virtual ~AliITSgeomMatrix(){}; // default constructor.
  34         // Prints a line describing the output format of the function Print.
  35         void PrintComment(ostream *os);
  36         // Prints out the content of this class in ASCII format.
  37         void Print(ostream *os);
  38         // Prints out the content of this class in ASCII format but includes
  39         // formating and strings that make it more humanly readable.
  40         void PrintTitles(ostream *os);
  41         // Reads in the content of this class in the format of Print
  42         void Read(istream *is);
  43
  44         // Given the rotation angles [radians] it fills frot and computes
  45         // the rotation matrix fm.
  46         void SetAngles(const Double_t rot[3]){// [radians]
  47               for(Int_t i=0;i<3;i++)frot[i] = rot[i];this->MatrixFromAngle();}
  48         // Sets the translation vector and computes fCylR and fCylPhi.
  49         void SetTranslation(const Double_t tran[3]){
  50                             for(Int_t i=0;i<3;i++) ftran[i] = tran[i];
  51                             fCylR   = TMath::Sqrt(ftran[0]*ftran[0]+
  52                                                   ftran[1]*ftran[1]);
  53                             fCylPhi = TMath::ATan2(ftran[1],ftran[0]);
  54                             if(fCylPhi<0.0) fCylPhi += TMath::Pi();}
  55         // sets the rotation matrix and computes the rotation angles [radians]
  56         void SetMatrix(Double_t matrix[3][3]){ for(Int_t i=0;i<3;i++)
  57          for(Int_t j=0;j<3;j++) fm[i][j]=matrix[i][j];this->AngleFromMatrix();}
  58         // Sets the detector index value
  59         void SetDetectorIndex(const Int_t idt) {fDetectorIndex = idt;}
  60         // Sets the detector layer, ladder, detector (id) values.
  61         void SetIndex(const Int_t id[3]){
  62                            for(Int_t i=0;i<3;i++) fid[i] = id[i];}
  63         // Returns the rotation angles [radians]
  64         void GetAngles(Double_t rot[3]){// [radians]
  65                            for(Int_t i=0;i<3;i++)  rot[i] = frot[i];}
  66         // Returns the translation vector [cm]
  67         void GetTranslation(Double_t tran[3]){
  68                             for(Int_t i=0;i<3;i++) tran[i] = ftran[i];}
  69         // Returns the translation vector in cylindrical
  70         // coordinates [cm,radians]
  71         void GetTranslationCylinderical(Double_t tran[3]){
  72                             tran[0] = fCylR;
  73                             tran[1] = fCylPhi;
  74                             tran[2] = ftran[2];}
  75         // Returns the values of the rotation matrix
  76         void GetMatrix(Double_t matrix[3][3]){for(Int_t i=0;i<3;i++)
  77                          for(Int_t j=0;j<3;j++) matrix[i][j] = fm[i][j];}
  78         // Returns the detector index value.
  79         Int_t GetDetectorIndex() const {return fDetectorIndex;}
  80         // returns the modules index layer, ladder, detector
  81         void  GetIndex(Int_t id[3]){for(Int_t i=0;i<3;i++) id[i] = fid[i];}
  82         // Sets the rotation matrix based on the 6 GEANT rotation
  83         // angles [radian]
  84         void  MatrixFromSixAngles(const Double_t *ang);
  85         // Returns the 6 GEANT rotation angles [radians] from the
  86         // existing rotation matrix.
  87         void  SixAnglesFromMatrix(Double_t *ang);
  88
  89         // Given a position in Cartesian ALICE global coordinates [cm]
  90         // returns the position in Cartesian detector/module local
  91         //coordinates [cm]
  92         void GtoLPosition(const Double_t g[3],Double_t l[3]);
  93         // Given a position in Cartesian detector/module local coordinates [cm]
  94         // returns the position in Cartesian ALICE global
  95         //coordinates [cm]
  96         void LtoGPosition(const Double_t l[3],Double_t g[3]);
  97         // Given a momentum in Cartesian ALICE global coordinates
  98         // returns the momentum in Cartesian detector/module local
  99         //coordinates
 100         void GtoLMomentum(const Double_t g[3],Double_t l[3]);
 101         // Given a momentum in Cartesian detector/module local coordinates
 102         // returns the momentum in Cartesian ALICE global coordinates
 103         void LtoGMomentum(const Double_t l[3],Double_t g[3]);
 104         // given a position error matrix in ALICE Cartesian global
 105         // coordinates [cm] returns a position error matrix in detector/
 106         // module local Cartesian local coordinates [cm]
 107         void GtoLPositionError(const Double_t g[3][3],Double_t l[3][3]);
 108         // given a position error matrix in detector/module Cartesian local
 109         // coordinates [cm] returns a position error matrix in ALICE
 110         // Cartesian global coordinates [cm]
 111         void LtoGPositionError(const Double_t l[3][3],Double_t g[3][3]);
 112         // Tracking Related Routines
 113         void GtoLPositionTracking(const Double_t g[3],Double_t l[3]);
 114         // Given a position in Cartesian Tracking global coordinates [cm]
 115         // returns the position in Cartesian detector/module local
 116         // coordinates [cm]
 117         void LtoGPositionTracking(const Double_t l[3],Double_t g[3]);
 118         // Given a position in Cartesian detector/module local coordinates [cm]
 119         // returns the position in Cartesian Tracking global
 120         //coordinates [cm]
 121         void GtoLMomentumTracking(const Double_t g[3],Double_t l[3]);
 122         // Given a momentum in Cartesian detector/module local coordinates
 123         // returns the momentum in Cartesian Tracking global coordinates
 124         void LtoGMomentumTracking(const Double_t l[3],Double_t g[3]);
 125         // given a position error matrix in Tracking Cartesian global
 126         // coordinates [cm] returns a position error matrix in detector/
 127         // module local Cartesian local coordinates [cm]
 128         void GtoLPositionErrorTracking(const Double_t g[3][3],
 129                                        Double_t l[3][3]);
 130         // given a position error matrix in detector/module Cartesian local
 131         // coordinates [cm] returns a position error matrix in Tracking
 132         // Cartesian global coordinates [cm]
 133         void LtoGPositionErrorTracking(const Double_t l[3][3],
 134                                        Double_t g[3][3]);
 135         // Computes the distance squared [cm^2] between a point t[3] and
 136         // this module/detector
 137         Double_t Distance2(const Double_t t[3]){Double_t d=0.0,q;
 138                  for(Int_t i=0;i<3;i++){q = t[i]-ftran[i]; d += q*q;}
 139                  return d;}
 140  private: // private functions
 141         // Given the rotation matrix fm it fills the rotation angles frot
 142         void MatrixFromAngle();
 143         // Given the rotation angles frot it fills the rotation matrix fm
 144         void AngleFromMatrix();
 145  private: // Data members.
 146         Int_t    fDetectorIndex; // Detector type index (like fShapeIndex was)
 147         Int_t    fid[3];         // layer, ladder, detector numbers.
 148         Double_t frot[3];        //! vector of rotations about x,y,z [radians].
 149         Double_t ftran[3];       // Translation vector of module x,y,z.
 150         Double_t fCylR,fCylPhi;  //! Translation vector in Cylindrical coord.
 151         Double_t fm[3][3];       // Rotation matrix based on frot.
 152
 153         // Note, fCylR and fCylPhi are added as data members because it costs
 154         // about a factor of 10 to compute them over looking them up. Since
 155         // they are used in some tracking algorithms this can be a large cost
 156         // in computing time. They are not written out but computed.
 157
 158         ClassDef(AliITSgeomMatrix,1) // Matrix class used by AliITSgeom.
 159 };
 160 // Input and output function for standard C++ input/output.
 161 ostream &operator<<(ostream &os,AliITSgeomMatrix &source);
 162 istream &operator>>(istream &os,AliITSgeomMatrix &source);
 163
 164 #endif