ITS/UPGRADE/AliITSUGeomTGeo.h

   1 #ifndef ALIITSUGEOMTGEO_H
   2 #define ALIITSUGEOMTGEO_H
   3
   4 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   5  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   6
   7 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   8 //  AliITSUGeomTGeo is a simple interface class to TGeoManager       //
   9 //  It is used in the simulation and reconstruction in order to        //
  10 //  query the TGeo ITS geometry                                        //
  11 //                                                                     //
  12 //  author - cvetan.cheshkov@cern.ch                                   //
  13 //  15/02/2007                                                         //
  14 //  adapted to ITSupg 18/07/2012 - ruben.shahoyan@cern.ch              //
  15 //  RS: in order to preserve the static character of the class but     //
  16 //  make it dynamically access geometry, we need to check in every     //
  17 //  method if the structures are initialized. To be converted to       //
  18 //  singleton at later stage.                                          //
  19 //                                                                     //
  20 //  Note on the upgrade detector types:                                //
  21 //  The coarse type defines detectors served by different classes,     //
  22 //  like Pix. Each such a detector type can have kMaxSegmPerDetType    //
  23 //  segmentations (pitch etc.) whose parameteres are stored in the     //
  24 //  AliITSsegmentation derived class (like AliITSUSegmentationPix)     //
  25 //  This allows to have in the setup modules served by the same        //
  26 //  classes but with different segmentations.                          //
  27 //  The full detector type is composed as:                             //
  28 //  CoarseType*kMaxSegmPerDetType + segmentationType                   //
  29 //  The only requirement on the segmentationType that should be        //
  30 //  < kMaxSegmPerDetType.                                              //
  31 //  The methods like GetLayerDetTypeID return the full detector type   //
  32 //                                                                     //
  33 //                                                                     //
  34 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  35
  36 #include <TObject.h>
  37 #include <TGeoMatrix.h>
  38 #include <TString.h>
  39 #include <TObjArray.h>
  40
  41 class TGeoPNEntry;
  42 class TDatime;
  43
  44 class AliITSUGeomTGeo : public TObject {
  45
  46  public:
  47   enum {kITSVNA, kITSVUpg}; // ITS version
  48   enum {kDetTypePix=0, kNDetTypes, kMaxSegmPerDetType=10}; // defined detector types (each one can have different segmentations)
  49   //
  50   AliITSUGeomTGeo(Bool_t build = kFALSE);
  51   virtual ~AliITSUGeomTGeo();
  52   AliITSUGeomTGeo(const AliITSUGeomTGeo &src);
  53   AliITSUGeomTGeo& operator=(const AliITSUGeomTGeo &geom);
  54   //
  55   Int_t  GetNModules()                                                    const {return fNModules;}
  56   Int_t  GetNDetectors(Int_t lay)                                         const {return fNDetectors[lay];}
  57   Int_t  GetNLadders(Int_t lay)                                           const {return fNLadders[lay];}
  58   Int_t  GetNLayers()                                                     const {return fNLayers;}
  59
  60   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,int detInLay)                           const {return GetFirstModIndex(lay)+detInLay;}
  61   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                    const;
  62   Bool_t GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)        const;
  63   Int_t  GetLayer(Int_t index)                                            const;
  64   Int_t  GetLadder(Int_t index)                                           const;
  65   Int_t  GetModIdInLayer(Int_t index)                                     const;
  66   Int_t  GetModIdInLadder(Int_t index)                                    const;
  67   //
  68   Int_t  GetLastModIndex(Int_t lay)                                       const {return fLastModIndex[lay];}
  69   Int_t  GetFirstModIndex(Int_t lay)                                      const {return (lay==0) ? 0:fLastModIndex[lay-1]+1;}
  70   //
  71   const char *GetSymName(Int_t index)                                     const;
  72   const char *GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  73   //
  74   // Attention: these are the matrices for the alignable volumes of the modules, i.e. not necessarily the sensors
  75   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t index)                                     const;
  76   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  77   Bool_t GetTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                       const;
  78   Bool_t GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3])     const;
  79   Bool_t GetRotation(Int_t index, Double_t r[9])                          const;
  80   Bool_t GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])        const;
  81   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m)                       const;
  82   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)     const;
  83   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                   const;
  84   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const;
  85   Bool_t GetOrigRotation(Int_t index, Double_t r[9])                      const;
  86   Bool_t GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])    const;
  87   //
  88   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t index);
  89   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)  {return GetMatrixT2L( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  90   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t index);
  91   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) {return GetMatrixSens( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  92   //
  93   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m);
  94   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m);
  95   //
  96   // Attention: these are transformations wrt sensitive volume!
  97   void   LocalToGlobal(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
  98   void   LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob);
  99   //
 100   void   GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 101   void   GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc);
 102   //
 103   void   LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
 104   void   GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 105   Int_t  GetLayerDetTypeID(Int_t lr)                                         const;
 106   Int_t  GetModuleDetTypeID(Int_t id)                                        const;
 107   //
 108   virtual void Print(Option_t *opt="")  const;
 109
 110   static const char* GetITSVolPattern()                                 {return fgkITSVolName;}
 111   static const char* GetITSLayerPattern()                               {return fgkITSLrName;}
 112   static const char* GetITSLadderPattern()                              {return fgkITSLadName;}
 113   static const char* GetITSModulePattern()                              {return fgkITSModName;}
 114   static const char* GetITSSensorPattern()                              {return fgkITSSensName;}
 115   static const char* GetITSsegmentationFileName()                       {return fgITSsegmFileName.Data();}
 116   static const char* GetDetTypeName(Int_t i);
 117   static void        SetITSsegmentationFileName(const char* nm)         {fgITSsegmFileName = nm;}
 118   static UInt_t      ComposeDetTypeID(UInt_t segmId);
 119   //
 120   static const char *ComposeSymNameITS();
 121   static const char *ComposeSymNameLayer(Int_t lr);
 122   static const char *ComposeSymNameLadder(Int_t lr, Int_t lad);
 123   static const char *ComposeSymNameModule(Int_t lr, Int_t lad, int det);
 124   //
 125   // hack to avoid using AliGeomManager
 126   Int_t              LayerToVolUID(Int_t lay,int detInLay)        const {return GetModuleIndex(lay,detInLay);}
 127   static Int_t       ModuleVolUID(Int_t mod)                            {return mod;}
 128   //
 129  protected:
 130   void         FetchMatrices();
 131   void         CreateT2LMatrices();
 132   TGeoHMatrix* ExtractMatrixT2L(Int_t index)                      const;
 133   TGeoHMatrix* ExtractMatrixSens(Int_t index)                     const;
 134   Bool_t       GetLayer(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &index2)     const;
 135   TGeoPNEntry* GetPNEntry(Int_t index)                            const;
 136   Int_t        ExtractNumberOfDetectors(Int_t lay)                const;
 137   Int_t        ExtractNumberOfLadders(Int_t lay)                  const;
 138   Int_t        ExtractLayerDetType(Int_t lay)                     const;
 139   Int_t        ExtractNumberOfLayers()                            const;
 140   void         BuildITS();
 141   //
 142  private:
 143   //
 144   //
 145   Int_t  fVersion;             // ITS Version
 146   Int_t  fNLayers;             // number of layers
 147   Int_t  fNModules;            // The total number of modules
 148   Int_t *fNLadders;            //[fNLayers] Array of the number of ladders/layer(layer)
 149   Int_t *fLrDetType;           //[fNLayers] Array of layer detector types
 150   Int_t *fNDetectors;          //[fNLayers] Array of the number of detector/ladder(layer)
 151   Int_t *fLastModIndex;        //[fNLayers] max ID of the detctor in the layer
 152   //
 153   TObjArray* fMatSens;         // Sensor's matrices pointers in the geometry
 154   TObjArray* fMatT2L;          // Tracking to Local matrices pointers in the geometry
 155   //
 156   static const char*  fgkITSVolName;             // ITS mother volume name
 157   static const char*  fgkITSLrName;              // ITS Layer name
 158   static const char*  fgkITSLadName;             // ITS Ladder name
 159   static const char*  fgkITSModName;             // ITS Module name
 160   static const char*  fgkITSSensName;            // ITS Sensor name
 161   static const char*  fgkITSDetTypeName[kNDetTypes]; // ITS upg detType Names
 162   //
 163   static TString      fgITSsegmFileName;         // file name for segmentations
 164   //
 165   ClassDef(AliITSUGeomTGeo, 1) // ITS geometry based on TGeo
 166 };
 167
 168 //_____________________________________________________________________________________________
 169 inline const char *AliITSUGeomTGeo::GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 170 {
 171   // sym name
 172   return GetSymName(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 173 }
 174
 175 //_____________________________________________________________________________________________
 176 inline TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 177 {
 178   // module current matrix
 179   return GetMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 180 }
 181
 182 //_____________________________________________________________________________________________
 183 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 184 {
 185   // translation
 186   return GetTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 187 }
 188
 189 //_____________________________________________________________________________________________
 190 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 191 {
 192   // rot
 193   return GetRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 194 }
 195
 196 //_____________________________________________________________________________________________
 197 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m) const
 198 {
 199   // orig matrix
 200   return GetOrigMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 201 }
 202
 203 //_____________________________________________________________________________________________
 204 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 205 {
 206   // orig trans
 207   return GetOrigTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 208 }
 209
 210 //_____________________________________________________________________________________________
 211 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 212 {
 213   // orig rot
 214   return GetOrigRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 215 }
 216
 217 //_____________________________________________________________________________________________
 218 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)
 219 {
 220   // tracking mat
 221   return GetTrackingMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 222 }
 223
 224 //_____________________________________________________________________________________________
 225 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetLayerDetTypeID(Int_t lr) const
 226 {
 227   // detector type ID of layer
 228   return fLrDetType[lr];
 229 }
 230
 231 //_____________________________________________________________________________________________
 232 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetModuleDetTypeID(Int_t id) const
 233 {
 234   // detector type ID of module
 235   return GetLayerDetTypeID(GetLayer(id));
 236 }
 237
 238 //_____________________________________________________________________________________________
 239 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixSens(Int_t index)
 240 {
 241   // access global to sensor matrix
 242   if (!fMatSens) FetchMatrices();
 243   return (TGeoHMatrix*)fMatSens->At(index);
 244 }
 245
 246 //_____________________________________________________________________________________________
 247 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixT2L(Int_t index)
 248 {
 249   // access tracking to local matrix
 250   if (!fMatT2L) FetchMatrices();
 251   return (TGeoHMatrix*)fMatT2L->At(index);
 252 }
 253
 254 //______________________________________________________________________
 255 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t index,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 256 {
 257   // sensor local to global
 258   GetMatrixSens(index)->LocalToMaster(loc,glob);
 259 }
 260
 261 //______________________________________________________________________
 262 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 263 {
 264   // global to sensor local
 265   GetMatrixSens(index)->MasterToLocal(glob,loc);
 266 }
 267
 268 //______________________________________________________________________
 269 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob)
 270 {
 271   // sensor local to global
 272   GetMatrixSens(index)->LocalToMasterVect(loc,glob);
 273 }
 274
 275 //______________________________________________________________________
 276 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 277 {
 278   // global to sensor local
 279   GetMatrixSens(index)->MasterToLocalVect(glob,loc);
 280 }
 281
 282 //_____________________________________________________________________________________________
 283 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 284 {
 285   // Local2Master (sensor)
 286   LocalToGlobal(GetModuleIndex(lay,lad,det), loc, glob);
 287 }
 288
 289 //_____________________________________________________________________________________________
 290 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc)
 291 {
 292   // master2local (sensor)
 293   GlobalToLocal(GetModuleIndex(lay,lad,det), glob, loc);
 294 }
 295
 296 //_____________________________________________________________________________________________
 297 inline const char* AliITSUGeomTGeo::GetDetTypeName(Int_t i)
 298 {
 299   if (i>=kNDetTypes) i/=kMaxSegmPerDetType; // full type is provided
 300   return fgkITSDetTypeName[i];
 301 }
 302
 303 #endif