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 #include "AliITSUAux.h"
  41
  42 class TGeoPNEntry;
  43 class TDatime;
  44 class AliITSsegmentation;
  45
  46 class AliITSUGeomTGeo : public TObject {
  47
  48  public:
  49   enum {kITSVNA, kITSVUpg}; // ITS version
  50   enum {kDetTypePix=0, kNDetTypes, kMaxSegmPerDetType=10}; // defined detector types (each one can have different segmentations)
  51   //
  52   AliITSUGeomTGeo(Bool_t build = kFALSE, Bool_t loadSegmentations = kTRUE);
  53   virtual ~AliITSUGeomTGeo();
  54   AliITSUGeomTGeo(const AliITSUGeomTGeo &src);
  55   AliITSUGeomTGeo& operator=(const AliITSUGeomTGeo &geom);
  56   //
  57   Int_t  GetNModules()                                                    const {return fNModules;}
  58   Int_t  GetNDetectors(Int_t lay)                                         const {return fNDetectors[lay];}
  59   Int_t  GetNLadders(Int_t lay)                                           const {return fNLadders[lay];}
  60   Int_t  GetNLayers()                                                     const {return fNLayers;}
  61
  62   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,int detInLay)                           const {return GetFirstModIndex(lay)+detInLay;}
  63   Int_t  GetModuleIndex(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                    const;
  64   Bool_t GetModuleId(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &lad,Int_t &det)        const;
  65   Int_t  GetLayer(Int_t index)                                            const;
  66   Int_t  GetLadder(Int_t index)                                           const;
  67   Int_t  GetModIdInLayer(Int_t index)                                     const;
  68   Int_t  GetModIdInLadder(Int_t index)                                    const;
  69   //
  70   Int_t  GetLastModIndex(Int_t lay)                                       const {return fLastModIndex[lay];}
  71   Int_t  GetFirstModIndex(Int_t lay)                                      const {return (lay==0) ? 0:fLastModIndex[lay-1]+1;}
  72   //
  73   const char *GetSymName(Int_t index)                                     const;
  74   const char *GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  75   //
  76   // Attention: these are the matrices for the alignable volumes of the modules, i.e. not necessarily the sensors
  77   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t index)                                     const;
  78   TGeoHMatrix* GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)                   const;
  79   Bool_t GetTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                       const;
  80   Bool_t GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3])     const;
  81   Bool_t GetRotation(Int_t index, Double_t r[9])                          const;
  82   Bool_t GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])        const;
  83   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m)                       const;
  84   Bool_t GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)     const;
  85   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t index, Double_t t[3])                   const;
  86   Bool_t GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const;
  87   Bool_t GetOrigRotation(Int_t index, Double_t r[9])                      const;
  88   Bool_t GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9])    const;
  89   //
  90   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t index);
  91   const TGeoHMatrix* GetMatrixT2L(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det)  {return GetMatrixT2L( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  92   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t index);
  93   const TGeoHMatrix* GetMatrixSens(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) {return GetMatrixSens( GetModuleIndex(lay,lad,det) );}
  94   //
  95   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t index, TGeoHMatrix &m);
  96   Bool_t GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m);
  97   //
  98   // Attention: these are transformations wrt sensitive volume!
  99   void   LocalToGlobal(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
 100   void   LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob);
 101   //
 102   void   GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 103   void   GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc);
 104   //
 105   void   LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob);
 106   void   GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc);
 107   Int_t  GetLayerDetTypeID(Int_t lr)                                         const;
 108   Int_t  GetModuleDetTypeID(Int_t id)                                        const;
 109   //
 110   const AliITSsegmentation* GetSegmentationByID(Int_t id)                    const;
 111   const AliITSsegmentation* GetSegmentation(Int_t lr)                        const;
 112   TObjArray*          GetSegmentations()                                     const {return (TObjArray*)fSegm;}
 113   virtual void Print(Option_t *opt="")  const;
 114
 115   static const char* GetITSVolPattern()                                 {return fgkITSVolName;}
 116   static const char* GetITSLayerPattern()                               {return fgkITSLrName;}
 117   static const char* GetITSWrapVolPattern()                             {return fgkITSWrapVolName;}
 118   static const char* GetITSLadderPattern()                              {return fgkITSLadName;}
 119   static const char* GetITSModulePattern()                              {return fgkITSModName;}
 120   static const char* GetITSSensorPattern()                              {return fgkITSSensName;}
 121   static const char* GetITSsegmentationFileName()                       {return fgITSsegmFileName.Data();}
 122   static const char* GetDetTypeName(Int_t i);
 123   static void        SetITSsegmentationFileName(const char* nm)         {fgITSsegmFileName = nm;}
 124   static UInt_t      ComposeDetTypeID(UInt_t segmId);
 125   //
 126   static const char *ComposeSymNameITS();
 127   static const char *ComposeSymNameLayer(Int_t lr);
 128   static const char *ComposeSymNameLadder(Int_t lr, Int_t lad);
 129   static const char *ComposeSymNameModule(Int_t lr, Int_t lad, int det);
 130   //
 131   // hack to avoid using AliGeomManager
 132   Int_t              LayerToVolUID(Int_t lay,int detInLay)        const {return GetModuleIndex(lay,detInLay);}
 133   static Int_t       ModuleVolUID(Int_t mod)                            {return mod;}
 134   //
 135  protected:
 136   void         FetchMatrices();
 137   void         CreateT2LMatrices();
 138   TGeoHMatrix* ExtractMatrixT2L(Int_t index)                      const;
 139   TGeoHMatrix* ExtractMatrixSens(Int_t index)                     const;
 140   Bool_t       GetLayer(Int_t index,Int_t &lay,Int_t &index2)     const;
 141   TGeoPNEntry* GetPNEntry(Int_t index)                            const;
 142   Int_t        ExtractNumberOfDetectors(Int_t lay)                const;
 143   Int_t        ExtractNumberOfLadders(Int_t lay)                  const;
 144   Int_t        ExtractLayerDetType(Int_t lay)                     const;
 145   Int_t        ExtractNumberOfLayers();
 146   void         BuildITS(Bool_t loadSegm);
 147   //
 148  protected:
 149   //
 150   //
 151   Int_t  fVersion;             // ITS Version
 152   Int_t  fNLayers;             // number of layers
 153   Int_t  fNModules;            // The total number of modules
 154   Int_t *fNLadders;            //[fNLayers] Array of the number of ladders/layer(layer)
 155   Int_t *fLrDetType;           //[fNLayers] Array of layer detector types
 156   Int_t *fNDetectors;          //[fNLayers] Array of the number of detector/ladder(layer)
 157   Int_t *fLastModIndex;        //[fNLayers] max ID of the detctor in the layer
 158   Char_t fLr2Wrapper[AliITSUAux::kMaxLayers]; // layer -> wrapper correspondence
 159   //
 160   TObjArray* fMatSens;         // Sensor's matrices pointers in the geometry
 161   TObjArray* fMatT2L;          // Tracking to Local matrices pointers in the geometry
 162   TObjArray* fSegm;            // segmentations
 163   //
 164   static const char*  fgkITSVolName;             // ITS mother volume name
 165   static const char*  fgkITSLrName;              // ITS Layer name
 166   static const char*  fgkITSLadName;             // ITS Ladder name
 167   static const char*  fgkITSModName;             // ITS Module name
 168   static const char*  fgkITSSensName;            // ITS Sensor name
 169   static const char*  fgkITSWrapVolName;         // ITS Wrapper volume name
 170   static const char*  fgkITSDetTypeName[kNDetTypes]; // ITS upg detType Names
 171   //
 172   static TString      fgITSsegmFileName;         // file name for segmentations
 173   //
 174   ClassDef(AliITSUGeomTGeo, 1) // ITS geometry based on TGeo
 175 };
 176
 177 //_____________________________________________________________________________________________
 178 inline const char *AliITSUGeomTGeo::GetSymName(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 179 {
 180   // sym name
 181   return GetSymName(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 182 }
 183
 184 //_____________________________________________________________________________________________
 185 inline TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det) const
 186 {
 187   // module current matrix
 188   return GetMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det));
 189 }
 190
 191 //_____________________________________________________________________________________________
 192 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 193 {
 194   // translation
 195   return GetTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 196 }
 197
 198 //_____________________________________________________________________________________________
 199 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 200 {
 201   // rot
 202   return GetRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 203 }
 204
 205 //_____________________________________________________________________________________________
 206 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m) const
 207 {
 208   // orig matrix
 209   return GetOrigMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 210 }
 211
 212 //_____________________________________________________________________________________________
 213 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigTranslation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t t[3]) const
 214 {
 215   // orig trans
 216   return GetOrigTranslation(GetModuleIndex(lay,lad,det),t);
 217 }
 218
 219 //_____________________________________________________________________________________________
 220 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetOrigRotation(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, Double_t r[9]) const
 221 {
 222   // orig rot
 223   return GetOrigRotation(GetModuleIndex(lay,lad,det),r);
 224 }
 225
 226 //_____________________________________________________________________________________________
 227 inline Bool_t AliITSUGeomTGeo::GetTrackingMatrix(Int_t lay,Int_t lad,Int_t det, TGeoHMatrix &m)
 228 {
 229   // tracking mat
 230   return GetTrackingMatrix(GetModuleIndex(lay,lad,det),m);
 231 }
 232
 233 //_____________________________________________________________________________________________
 234 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetLayerDetTypeID(Int_t lr) const
 235 {
 236   // detector type ID of layer
 237   return fLrDetType[lr];
 238 }
 239
 240 //_____________________________________________________________________________________________
 241 inline Int_t  AliITSUGeomTGeo::GetModuleDetTypeID(Int_t id) const
 242 {
 243   // detector type ID of module
 244   return GetLayerDetTypeID(GetLayer(id));
 245 }
 246
 247 //_____________________________________________________________________________________________
 248 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixSens(Int_t index)
 249 {
 250   // access global to sensor matrix
 251   if (!fMatSens) FetchMatrices();
 252   return (TGeoHMatrix*)fMatSens->At(index);
 253 }
 254
 255 //_____________________________________________________________________________________________
 256 inline const TGeoHMatrix* AliITSUGeomTGeo::GetMatrixT2L(Int_t index)
 257 {
 258   // access tracking to local matrix
 259   if (!fMatT2L) FetchMatrices();
 260   return (TGeoHMatrix*)fMatT2L->At(index);
 261 }
 262
 263 //______________________________________________________________________
 264 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t index,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 265 {
 266   // sensor local to global
 267   GetMatrixSens(index)->LocalToMaster(loc,glob);
 268 }
 269
 270 //______________________________________________________________________
 271 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 272 {
 273   // global to sensor local
 274   GetMatrixSens(index)->MasterToLocal(glob,loc);
 275 }
 276
 277 //______________________________________________________________________
 278 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobalVect(Int_t index, const Double_t *loc, Double_t *glob)
 279 {
 280   // sensor local to global
 281   GetMatrixSens(index)->LocalToMasterVect(loc,glob);
 282 }
 283
 284 //______________________________________________________________________
 285 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocalVect(Int_t index, const Double_t *glob, Double_t *loc)
 286 {
 287   // global to sensor local
 288   GetMatrixSens(index)->MasterToLocalVect(glob,loc);
 289 }
 290
 291 //_____________________________________________________________________________________________
 292 inline void AliITSUGeomTGeo::LocalToGlobal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *loc, Double_t *glob)
 293 {
 294   // Local2Master (sensor)
 295   LocalToGlobal(GetModuleIndex(lay,lad,det), loc, glob);
 296 }
 297
 298 //_____________________________________________________________________________________________
 299 inline void AliITSUGeomTGeo::GlobalToLocal(Int_t lay, Int_t lad, Int_t det,const Double_t *glob, Double_t *loc)
 300 {
 301   // master2local (sensor)
 302   GlobalToLocal(GetModuleIndex(lay,lad,det), glob, loc);
 303 }
 304
 305 //_____________________________________________________________________________________________
 306 inline const char* AliITSUGeomTGeo::GetDetTypeName(Int_t i)
 307 {
 308   if (i>=kNDetTypes) i/=kMaxSegmPerDetType; // full type is provided
 309   return fgkITSDetTypeName[i];
 310 }
 311
 312 //_____________________________________________________________________________________________
 313 inline const AliITSsegmentation* AliITSUGeomTGeo::GetSegmentationByID(Int_t id) const
 314 {
 315   // get segmentation by ID
 316   return fSegm ? (AliITSsegmentation*)fSegm->At(id) : 0;
 317 }
 318
 319 //_____________________________________________________________________________________________
 320 inline const AliITSsegmentation* AliITSUGeomTGeo::GetSegmentation(Int_t lr) const
 321 {
 322   // get segmentation of layer
 323   return fSegm ? (AliITSsegmentation*)fSegm->At( GetLayerDetTypeID(lr) ) : 0;
 324 }
 325
 326 #endif