PHOS/AliPHOSGeometry.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 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Geometry class  for PHOS : singleton
  20 // PHOS consists of the electromagnetic calorimeter (EMCA)
  21 // and a charged particle veto either in the Subatech's version (PPSD)
  22 // or in the IHEP's one (CPV).
  23 // The EMCA/PPSD/CPV modules are parametrized so that any configuration
  24 // can be easily implemented
  25 // The title is used to identify the version of CPV used.
  26 //
  27 // -- Author: Yves Schutz (SUBATECH) & Dmitri Peressounko (RRC "KI" & SUBATECH)
  28
  29 // --- ROOT system ---
  30
  31 #include "TVector3.h"
  32 #include "TRotation.h"
  33 #include "TParticle.h"
  34 #include <TGeoManager.h>
  35 #include <TGeoMatrix.h>
  36
  37 // --- Standard library ---
  38
  39 // --- AliRoot header files ---
  40 #include "AliLog.h"
  41 #include "AliPHOSGeometry.h"
  42 #include "AliPHOSEMCAGeometry.h"
  43 #include "AliPHOSRecPoint.h"
  44
  45 ClassImp(AliPHOSGeometry)
  46
  47 // these initialisations are needed for a singleton
  48 AliPHOSGeometry  * AliPHOSGeometry::fgGeom = 0 ;
  49 Bool_t             AliPHOSGeometry::fgInit = kFALSE ;
  50
  51 //____________________________________________________________________________
  52 AliPHOSGeometry::AliPHOSGeometry() :
  53                     AliPHOSGeoUtils(),
  54                     fAngle(0.f),
  55                     fPHOSAngle(0),
  56                     fIPtoUpperCPVsurface(0),
  57                     fCrystalShift(0),
  58                     fCryCellShift(0),
  59                     fRotMatrixArray(0)
  60 {
  61     // default ctor
  62     // must be kept public for root persistency purposes, but should never be called by the outside world
  63     fgGeom          = 0 ;
  64
  65     fPHOSParams[0] = 0.;
  66     fPHOSParams[1] = 0.;
  67     fPHOSParams[2] = 0.;
  68     fPHOSParams[3] = 0.;
  69 }
  70
  71 //____________________________________________________________________________
  72 AliPHOSGeometry::AliPHOSGeometry(const AliPHOSGeometry & rhs)
  73                     : AliPHOSGeoUtils(rhs),
  74                       fAngle(rhs.fAngle),
  75                       fPHOSAngle(0),
  76                       fIPtoUpperCPVsurface(rhs.fIPtoUpperCPVsurface),
  77                       fCrystalShift(rhs.fCrystalShift),
  78                       fCryCellShift(rhs.fCryCellShift),
  79                       fRotMatrixArray(0)
  80 {
  81   Fatal("cpy ctor", "not implemented") ;
  82 }
  83
  84 //____________________________________________________________________________
  85 AliPHOSGeometry::AliPHOSGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title)
  86                   : AliPHOSGeoUtils(name, title),
  87                     fAngle(0.f),
  88                     fPHOSAngle(0),
  89                     fIPtoUpperCPVsurface(0),
  90                     fCrystalShift(0),
  91                     fCryCellShift(0),
  92                     fRotMatrixArray(0)
  93 {
  94   // ctor only for internal usage (singleton)
  95   Init() ;
  96   fgGeom = this;
  97 }
  98
  99 //____________________________________________________________________________
 100 AliPHOSGeometry::~AliPHOSGeometry(void)
 101 {
 102   // dtor
 103
 104   if (fRotMatrixArray) fRotMatrixArray->Delete() ;
 105   if (fRotMatrixArray) delete fRotMatrixArray ;
 106   if (fPHOSAngle     ) delete[] fPHOSAngle ;
 107 }
 108
 109 //____________________________________________________________________________
 110 void AliPHOSGeometry::Init(void)
 111 {
 112   // Initializes the PHOS parameters :
 113   //  IHEP is the Protvino CPV (cathode pad chambers)
 114
 115   fgInit     = kTRUE ;
 116
 117   fAngle        = 20;
 118
 119
 120   fPHOSAngle = new Float_t[fNModules] ;
 121
 122   const Float_t * emcParams = fGeometryEMCA->GetEMCParams() ;
 123
 124   fPHOSParams[0] =  TMath::Max((Double_t)fGeometryCPV->GetCPVBoxSize(0)/2.,
 125                                (Double_t)(emcParams[0] - (emcParams[1]-emcParams[0])*
 126                                           fGeometryCPV->GetCPVBoxSize(1)/2/emcParams[3]));
 127   fPHOSParams[1] = emcParams[1] ;
 128   fPHOSParams[2] = TMath::Max((Double_t)emcParams[2], (Double_t)fGeometryCPV->GetCPVBoxSize(2)/2.);
 129   fPHOSParams[3] = emcParams[3] + fGeometryCPV->GetCPVBoxSize(1)/2. ;
 130
 131   fIPtoUpperCPVsurface = fGeometryEMCA->GetIPtoOuterCoverDistance() - fGeometryCPV->GetCPVBoxSize(1) ;
 132
 133   //calculate offset to crystal surface
 134   const Float_t * inthermo = fGeometryEMCA->GetInnerThermoHalfSize() ;
 135   const Float_t * strip = fGeometryEMCA->GetStripHalfSize() ;
 136   const Float_t * splate = fGeometryEMCA->GetSupportPlateHalfSize();
 137   const Float_t * crystal = fGeometryEMCA->GetCrystalHalfSize() ;
 138   const Float_t * pin = fGeometryEMCA->GetAPDHalfSize() ;
 139   const Float_t * preamp = fGeometryEMCA->GetPreampHalfSize() ;
 140   fCrystalShift=-inthermo[1]+strip[1]+splate[1]+crystal[1]-fGeometryEMCA->GetAirGapLed()/2.+pin[1]+preamp[1] ;
 141   fCryCellShift=crystal[1]-(fGeometryEMCA->GetAirGapLed()-2*pin[1]-2*preamp[1])/2;
 142
 143   Int_t index ;
 144   for ( index = 0; index < fNModules; index++ )
 145     fPHOSAngle[index] = 0.0 ; // Module position angles are set in CreateGeometry()
 146
 147   fRotMatrixArray = new TObjArray(fNModules) ;
 148
 149   // Geometry parameters are calculated
 150
 151   SetPHOSAngles();
 152   Double_t const kRADDEG = 180.0 / TMath::Pi() ;
 153   Float_t r = GetIPtoOuterCoverDistance() + fPHOSParams[3] - GetCPVBoxSize(1) ;
 154   for (Int_t iModule=0; iModule<fNModules; iModule++) {
 155     fModuleCenter[iModule][0] = r * TMath::Sin(fPHOSAngle[iModule] / kRADDEG );
 156     fModuleCenter[iModule][1] =-r * TMath::Cos(fPHOSAngle[iModule] / kRADDEG );
 157     fModuleCenter[iModule][2] = 0.;
 158
 159     fModuleAngle[iModule][0][0] =  90;
 160     fModuleAngle[iModule][0][1] =   fPHOSAngle[iModule];
 161     fModuleAngle[iModule][1][0] =   0;
 162     fModuleAngle[iModule][1][1] =   0;
 163     fModuleAngle[iModule][2][0] =  90;
 164     fModuleAngle[iModule][2][1] = 270 + fPHOSAngle[iModule];
 165   }
 166
 167 }
 168
 169 //____________________________________________________________________________
 170 AliPHOSGeometry *  AliPHOSGeometry::GetInstance()
 171 {
 172   // Returns the pointer of the unique instance; singleton specific
 173
 174   return static_cast<AliPHOSGeometry *>( fgGeom ) ;
 175 }
 176
 177 //____________________________________________________________________________
 178 AliPHOSGeometry *  AliPHOSGeometry::GetInstance(const Text_t* name, const Text_t* title)
 179 {
 180   // Returns the pointer of the unique instance
 181   // Creates it with the specified options (name, title) if it does not exist yet
 182
 183   AliPHOSGeometry * rv = 0  ;
 184   if ( fgGeom == 0 ) {
 185     if ( strcmp(name,"") == 0 )
 186       rv = 0 ;
 187     else {
 188       fgGeom = new AliPHOSGeometry(name, title) ;
 189       if ( fgInit )
 190         rv = (AliPHOSGeometry * ) fgGeom ;
 191       else {
 192         rv = 0 ;
 193         delete fgGeom ;
 194         fgGeom = 0 ;
 195       }
 196     }
 197   }
 198   else {
 199     if ( strcmp(fgGeom->GetName(), name) != 0 )
 200       ::Error("GetInstance", "Current geometry is %s. You cannot call %s",
 201                       fgGeom->GetName(), name) ;
 202     else
 203       rv = (AliPHOSGeometry *) fgGeom ;
 204   }
 205   return rv ;
 206 }
 207
 208 //____________________________________________________________________________
 209 void AliPHOSGeometry::SetPHOSAngles()
 210 {
 211   // Calculates the position of the PHOS modules in ALICE global coordinate system
 212   // in ideal geometry
 213
 214   Double_t const kRADDEG = 180.0 / TMath::Pi() ;
 215   Float_t pphi =  2 * TMath::ATan( GetOuterBoxSize(0)  / ( 2.0 * GetIPtoUpperCPVsurface() ) ) ;
 216   pphi *= kRADDEG ;
 217   if (pphi > fAngle){
 218     AliError(Form("PHOS modules overlap!\n pphi = %f fAngle = %f",
 219                   pphi, fAngle));
 220
 221   }
 222   pphi = fAngle;
 223
 224   for( Int_t i = 1; i <= fNModules ; i++ ) {
 225     Float_t angle = pphi * ( i - fNModules / 2.0 - 0.5 ) ;
 226     fPHOSAngle[i-1] = -  angle ;
 227   }
 228 }
 229 //____________________________________________________________________________
 230 void AliPHOSGeometry::GetGlobal(const AliRecPoint* , TVector3 & ) const
 231 {
 232   AliFatal(Form("Please use GetGlobalPHOS(recPoint,gpos) instead of GetGlobal!"));
 233 }
 234
 235 //____________________________________________________________________________
 236 void AliPHOSGeometry::GetGlobalPHOS(const AliPHOSRecPoint* recPoint, TVector3 & gpos) const
 237 {
 238   // Calculates the coordinates of a RecPoint and the error matrix in the ALICE global coordinate system
 239
 240   const AliPHOSRecPoint * tmpPHOS = recPoint ;
 241   TVector3 localposition ;
 242
 243   tmpPHOS->GetLocalPosition(gpos) ;
 244
 245   if (!gGeoManager){
 246     AliFatal("Geo manager not initialized\n");
 247   }
 248   //construct module name
 249   char path[100] ;
 250   Double_t dy ;
 251   if(tmpPHOS->IsEmc()){
 252     TString spath="/ALIC_1/PHOS_%d/PEMC_1/PCOL_1/PTIO_1/PCOR_1/PAGA_1/PTII_1";
 253     snprintf(path,spath.Length(),spath.Data(),tmpPHOS->GetPHOSMod()) ;
 254 //    sprintf(path,"/ALIC_1/PHOS_%d",tmpPHOS->GetPHOSMod()) ;
 255     dy=fCrystalShift ;
 256   }
 257   else{
 258     TString spath="/ALIC_1/PHOS_%d/PCPV_1";
 259     snprintf(path,spath.Length(),spath.Data(),tmpPHOS->GetPHOSMod()) ;
 260     dy= GetCPVBoxSize(1)/2. ; //center of CPV module
 261   }
 262   Double_t pos[3]={gpos.X(),gpos.Y()-dy,gpos.Z()} ;
 263   if(tmpPHOS->IsEmc())
 264     pos[2]=-pos[2] ; //Opposite z directions in EMC matrix and local frame!!!
 265   Double_t posC[3] = {};
 266   //now apply possible shifts and rotations
 267   if (!gGeoManager->cd(path)){
 268     AliFatal("Geo manager can not find path \n");
 269   }
 270   TGeoHMatrix *m = gGeoManager->GetCurrentMatrix();
 271   if (m){
 272      m->LocalToMaster(pos,posC);
 273   }
 274   else{
 275     AliFatal("Geo matrixes are not loaded \n") ;
 276   }
 277   gpos.SetXYZ(posC[0],posC[1],posC[2]) ;
 278
 279 }
 280 //____________________________________________________________________________
 281
 282 void AliPHOSGeometry::GetModuleCenter(TVector3& center,
 283                                       const char *det,
 284                                       Int_t module) const
 285 {
 286   // Returns a position of the center of the CPV or EMC module
 287   // in ideal (not misaligned) geometry
 288   Float_t rDet = 0.;
 289   if      (strcmp(det,"CPV") == 0) rDet  = GetIPtoCPVDistance   ();
 290   else if (strcmp(det,"EMC") == 0) rDet  = GetIPtoCrystalSurface();
 291   else
 292     AliFatal(Form("Wrong detector name %s",det));
 293
 294   Float_t angle = GetPHOSAngle(module); // (40,20,0,-20,-40) degrees
 295   angle *= TMath::Pi()/180;
 296   angle += 3*TMath::Pi()/2.;
 297   center.SetXYZ(rDet*TMath::Cos(angle), rDet*TMath::Sin(angle), 0.);
 298 }
 299