Code from MUON-dev joined
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONTrackParam.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.1.2.3  2000/06/09 21:03:09  morsch
19 Make includes consistent with new file structure.
20
21 Revision 1.1.2.2  2000/06/09 12:58:05  gosset
22 Removed comment beginnings in Log sections of .cxx files
23 Suppressed most violations of coding rules
24
25 Revision 1.1.2.1  2000/06/07 14:44:53  gosset
26 Addition of files for track reconstruction in C++
27 */
28
29 //__________________________________________________________________________
30 //
31 // Track parameters in ALICE dimuon spectrometer
32 //__________________________________________________________________________
33
34 #include <iostream.h>
35
36 #include "AliCallf77.h" 
37 #include "AliMUON.h" 
38 #include "AliMUONHitForRec.h" 
39 #include "AliMUONSegment.h" 
40 #include "AliMUONTrackParam.h" 
41 #include "AliMUONChamber.h" 
42 #include "AliRun.h" 
43
44 ClassImp(AliMUONTrackParam) // Class implementation in ROOT context
45
46 #ifndef WIN32 
47 # define reco_ghelix reco_ghelix_
48 #else 
49 # define reco_ghelix RECO_GHELIX
50 #endif 
51
52 extern "C"
53 {
54 void type_of_call reco_ghelix(Double_t &Charge, Double_t &StepLength, Double_t *VGeant3, Double_t *VGeant3New);
55 }
56
57 // Inline functions for Get and Set: inline removed because it does not work !!!!
58 Double_t AliMUONTrackParam::GetInverseBendingMomentum(void) {
59   // Get fInverseBendingMomentum
60   return fInverseBendingMomentum;}
61 void AliMUONTrackParam::SetInverseBendingMomentum(Double_t InverseBendingMomentum) {
62   // Set fInverseBendingMomentum
63   fInverseBendingMomentum = InverseBendingMomentum;}
64 Double_t AliMUONTrackParam::GetBendingSlope(void) {
65   // Get fBendingSlope
66   return fBendingSlope;}
67 void AliMUONTrackParam::SetBendingSlope(Double_t BendingSlope) {
68   // Set fBendingSlope
69   fBendingSlope = BendingSlope;}
70 Double_t AliMUONTrackParam::GetNonBendingSlope(void) {
71   // Get fNonBendingSlope
72   return fNonBendingSlope;}
73 void AliMUONTrackParam::SetNonBendingSlope(Double_t NonBendingSlope) {
74   // Set fNonBendingSlope
75   fNonBendingSlope = NonBendingSlope;}
76 Double_t AliMUONTrackParam::GetZ(void) {
77   // Get fZ
78   return fZ;}
79 void AliMUONTrackParam::SetZ(Double_t Z) {
80   // Set fZ
81   fZ = Z;}
82 Double_t AliMUONTrackParam::GetBendingCoor(void) {
83   // Get fBendingCoor
84   return fBendingCoor;}
85 void AliMUONTrackParam::SetBendingCoor(Double_t BendingCoor) {
86   // Set fBendingCoor
87   fBendingCoor = BendingCoor;}
88 Double_t AliMUONTrackParam::GetNonBendingCoor(void) {
89   // Get fNonBendingCoor
90   return fNonBendingCoor;}
91 void AliMUONTrackParam::SetNonBendingCoor(Double_t NonBendingCoor) {
92   // Set fNonBendingCoor
93   fNonBendingCoor = NonBendingCoor;}
94
95   //__________________________________________________________________________
96 void AliMUONTrackParam::ExtrapToZ(Double_t Z)
97 {
98   // Track parameter extrapolation to the plane at "Z".
99   // On return, the track parameters resulting from the extrapolation
100   // replace the current track parameters.
101   // Use "reco_ghelix" which should be replaced by something else !!!!
102   if (this->fZ == Z) return; // nothing to be done if same Z
103   Double_t forwardBackward; // +1 if forward, -1 if backward
104   if (Z > this->fZ) forwardBackward = 1.0;
105   else forwardBackward = -1.0;
106   Double_t temp, vGeant3[7], vGeant3New[7]; // 7 in parameter ????
107   Int_t iGeant3, stepNumber;
108   Int_t maxStepNumber = 5000; // in parameter ????
109   // For safety: return kTRUE or kFALSE ????
110   // Parameter vector for calling GHELIX in Geant3
111   SetGeant3Parameters(vGeant3, forwardBackward);
112   // For use of reco_ghelix...: invert X and Y, PX/PTOT and PY/PTOT !!!!
113   temp = vGeant3[0]; vGeant3[0] = vGeant3[1]; vGeant3[1] = temp;
114   temp = vGeant3[3]; vGeant3[3] = vGeant3[4]; vGeant3[4] = temp;
115   // charge must be changed with momentum for backward motion
116   Double_t charge =
117     forwardBackward * TMath::Sign(Double_t(1.0), this->fInverseBendingMomentum);
118   Double_t stepLength = 6.0; // in parameter ????
119   // Extrapolation loop
120   stepNumber = 0;
121   while (((forwardBackward * (vGeant3[2] - Z)) <= 0.0) &&
122          (stepNumber < maxStepNumber)) {
123     stepNumber++;
124     // call Geant3 "ghelix" subroutine through a copy in "reco_muon.F":
125     // the true function should be called, but how ???? and remove prototyping ...
126     reco_ghelix(charge, stepLength, vGeant3, vGeant3New);
127     if ((forwardBackward * (vGeant3New[2] - Z)) > 0.0) break; // one is beyond Z
128     // better use TArray ????
129     for (iGeant3 = 0; iGeant3 < 7; iGeant3++)
130       {vGeant3[iGeant3] = vGeant3New[iGeant3];}
131   }
132   // check maxStepNumber ????
133   // For use of reco_ghelix...:
134   // invert back X and Y, PX/PTOT and PY/PTOT, both for vGeant3 and vGeant3New !!!!
135   temp = vGeant3[0]; vGeant3[0] = vGeant3[1]; vGeant3[1] = temp;
136   temp = vGeant3New[0]; vGeant3New[0] = vGeant3New[1]; vGeant3New[1] = temp;
137   temp = vGeant3[3]; vGeant3[3] = vGeant3[4]; vGeant3[4] = temp;
138   temp = vGeant3New[3]; vGeant3New[3] = vGeant3New[4]; vGeant3New[4] = temp;
139   // Interpolation back to exact Z (2nd order)
140   // should be in function ???? using TArray ????
141   Double_t dZ12 = vGeant3New[2] - vGeant3[2]; // 1->2
142   Double_t dZ1i = Z - vGeant3[2]; // 1-i
143   Double_t dZi2 = vGeant3New[2] - Z; // i->2
144   Double_t xPrime = (vGeant3New[0] - vGeant3[0]) / dZ12;
145   Double_t xSecond =
146     ((vGeant3New[3] / vGeant3New[5]) - (vGeant3[3] / vGeant3[5])) / dZ12;
147   Double_t yPrime = (vGeant3New[1] - vGeant3[1]) / dZ12;
148   Double_t ySecond =
149     ((vGeant3New[4] / vGeant3New[5]) - (vGeant3[4] / vGeant3[5])) / dZ12;
150   vGeant3[0] = vGeant3[0] + xPrime * dZ1i - 0.5 * xSecond * dZ1i * dZi2; // X
151   vGeant3[1] = vGeant3[1] + yPrime * dZ1i - 0.5 * ySecond * dZ1i * dZi2; // Y
152   vGeant3[2] = Z; // Z
153   Double_t xPrimeI = xPrime - 0.5 * xSecond * (dZi2 - dZ1i);
154   Double_t yPrimeI = yPrime - 0.5 * ySecond * (dZi2 - dZ1i);
155   vGeant3[5] =
156     1.0 / TMath::Sqrt(1.0 + xPrimeI * xPrimeI + yPrimeI * yPrimeI); // PZ/PTOT
157   vGeant3[3] = xPrimeI * vGeant3[5]; // PX/PTOT
158   vGeant3[4] = yPrimeI * vGeant3[5]; // PY/PTOT
159   // Track parameters from Geant3 parameters
160   GetFromGeant3Parameters(vGeant3, charge);
161 }
162
163   //__________________________________________________________________________
164 void AliMUONTrackParam::SetGeant3Parameters(Double_t *VGeant3, Double_t ForwardBackward)
165 {
166   // Set vector of Geant3 parameters pointed to by "VGeant3"
167   // from track parameters in current AliMUONTrackParam.
168   // Since AliMUONTrackParam is only geometry, one uses "ForwardBackward"
169   // to know whether the particle is going forward (+1) or backward (-1).
170   VGeant3[0] = this->fNonBendingCoor; // X
171   VGeant3[1] = this->fBendingCoor; // Y
172   VGeant3[2] = this->fZ; // Z
173   Double_t pYZ = TMath::Abs(1.0 / this->fInverseBendingMomentum);
174   Double_t pZ =
175     pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + this->fBendingSlope * this->fBendingSlope);
176   VGeant3[6] =
177     TMath::Sqrt(pYZ * pYZ +
178                 pZ * pZ * this->fNonBendingSlope * this->fNonBendingSlope); // PTOT
179   VGeant3[5] = ForwardBackward * pZ / VGeant3[6]; // PZ/PTOT
180   VGeant3[3] = this->fNonBendingSlope * VGeant3[5]; // PX/PTOT
181   VGeant3[4] = this->fBendingSlope * VGeant3[5]; // PY/PTOT
182 }
183
184   //__________________________________________________________________________
185 void AliMUONTrackParam::GetFromGeant3Parameters(Double_t *VGeant3, Double_t Charge)
186 {
187   // Get track parameters in current AliMUONTrackParam
188   // from Geant3 parameters pointed to by "VGeant3".
189   // "InverseBendingMomentum" is signed with "Charge".
190   this->fNonBendingCoor = VGeant3[0]; // X
191   this->fBendingCoor = VGeant3[1]; // Y
192   this->fZ = VGeant3[2]; // Z
193   Double_t pYZ = VGeant3[6] * TMath::Sqrt(1.0 - VGeant3[3] * VGeant3[3]);
194   this->fInverseBendingMomentum = Charge / pYZ;
195   this->fBendingSlope = VGeant3[4] / VGeant3[5];
196   this->fNonBendingSlope = VGeant3[3] / VGeant3[5];
197 }
198
199   //__________________________________________________________________________
200 void AliMUONTrackParam::ExtrapToStation(Int_t Station, AliMUONTrackParam *TrackParam)
201 {
202   // Track parameters extrapolated from current track parameters ("this")
203   // to both chambers of the station(0..) "Station"
204   // are returned in the array (dimension 2) of track parameters
205   // pointed to by "TrackParam" (index 0 and 1 for first and second chambers).
206   Double_t extZ[2], z1, z2;
207   Int_t i1, i2;
208   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
209   // range of Station to be checked ????
210   z1 = (&(pMUON->Chamber(2 * Station)))->Z(); // Z of first chamber
211   z2 = (&(pMUON->Chamber(2 * Station + 1)))->Z(); // Z of second chamber
212   // First and second Z to extrapolate at
213   if ((z1 > this->fZ) && (z2 > this->fZ)) {i1 = 0; i2 = 1;}
214   else if ((z1 < this->fZ) && (z2 < this->fZ)) {i1 = 1; i2 = 0;}
215   else {
216     cout << "ERROR in AliMUONTrackParam::CreateExtrapSegmentInStation" << endl;
217     cout << "Starting Z (" << this->fZ << ") in between z1 (" << z1 <<
218       ") and z2 (" << z2 << ") of station(0..) " << Station << endl;
219   }
220   extZ[i1] = z1;
221   extZ[i2] = z2;
222   // copy of track parameters
223   TrackParam[i1] = *this;
224   // first extrapolation
225   (&(TrackParam[i1]))->ExtrapToZ(extZ[0]);
226   TrackParam[i2] = TrackParam[i1];
227   // second extrapolation
228   (&(TrackParam[i2]))->ExtrapToZ(extZ[1]);
229   return;
230 }
231