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[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOSGeometry.h
1 #ifndef ALIPHOSGEOMETRY_H
2 #define ALIPHOSGEOMETRY_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 //_________________________________________________________________________
9 // Geometry class  for PHOS : singleton
10 // PHOS consists of the electromagnetic calorimeter (EMCA)
11 // and a charged particle veto either in the Subatech's version (PPSD)
12 // or in the IHEP's one (CPV).
13 // The EMCA/PPSD/CPV modules are parametrized so that any configuration
14 // can be easily implemented 
15 // The title is used to identify the version of CPV used.
16 // 
17 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
18
19 #include <assert.h> 
20
21 // --- ROOT system ---
22
23 #include "TString.h"
24 #include "TObjArray.h"
25 #include "TVector3.h" 
26
27 // --- AliRoot header files ---
28
29 #include "AliGeometry.h"
30
31 #include "AliPHOSEMCAGeometry.h"
32 #include "AliPHOSCPVGeometry.h"
33 #include "AliPHOSPPSDGeometry.h"
34 #include "AliPHOSSupportGeometry.h"
35
36
37 class AliPHOSGeometry : public AliGeometry {
38
39 public: 
40
41   AliPHOSGeometry() {
42     // default ctor 
43     // must be kept public for root persistency purposes, but should never be called by the outside world
44     fPHOSAngle = 0 ; 
45   } ;  
46
47   AliPHOSGeometry(const AliPHOSGeometry & geom) {
48     // cpy ctor requested by Coding Convention but not yet needed
49     assert(0==1) ;
50   } 
51   
52   virtual ~AliPHOSGeometry(void) ; 
53   static AliPHOSGeometry * GetInstance(const Text_t* name, const Text_t* title="") ; 
54   static AliPHOSGeometry * GetInstance() ; 
55   virtual void  GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos, TMatrix & gmat) const ;
56   virtual void  GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos) const ;
57
58   AliPHOSGeometry & operator = (const AliPHOSGeometry  & rvalue) const {
59     // assignement operator requested by coding convention but not needed
60     assert(0==1) ;
61     return *(GetInstance()) ; 
62   }
63  
64   // General
65
66   static TString Degre(void) {
67     // a global for degree (deg)
68     return TString("deg") ; 
69   }
70
71   static TString Radian(void) { 
72     // a global for radian (rad)
73     return TString("rad") ; 
74   }
75
76   Bool_t AbsToRelNumbering(const Int_t AbsId, Int_t * RelId) ; // converts the absolute PHOS numbering to a relative 
77
78   void EmcModuleCoverage(const Int_t m, Double_t & tm, Double_t & tM, Double_t & pm, Double_t & pM, Option_t * opt = Radian() );
79                                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a EMC module
80   void EmcXtalCoverage(Double_t & theta, Double_t & phi, Option_t * opt = Radian() ) ; 
81                                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a 
82                                                          // single crystal in a EMC module
83
84   void ImpactOnEmc(const Double_t theta, const Double_t phi, Int_t & ModuleNumber, Double_t & z, Double_t & x) ; 
85                                                          // calculates the impact coordinates of a neutral particle  
86                                                          // emitted in direction theta and phi in ALICE
87  
88   void   RelPosInModule(const Int_t * RelId, Float_t & y, Float_t & z) ; // gets the position of element (pad or Xtal) relative to 
89                                                                          // center of PHOS module  
90   void   RelPosInAlice(const Int_t AbsId, TVector3 &  pos) ;             // gets the position of element (pad or Xtal) relative to 
91                                                                          // Alice
92   Bool_t RelToAbsNumbering(const Int_t * RelId, Int_t & AbsId) ;         // converts the absolute PHOS numbering to a relative 
93
94   Bool_t  IsInitialized(void)                  const { return fgInit ; }  
95                                                                        
96   // Return general PHOS parameters
97
98   Int_t   GetNModules(void)                    const { return fNModules ; }
99   Int_t   GetNPPSDModules(void)                const { return fNPPSDModules ; }
100   Int_t   GetNCPVModules(void)                 const { return fNModules - fNPPSDModules ; }
101   Float_t GetPHOSAngle(Int_t index)            const { return fPHOSAngle[index-1] ; }
102
103   // Return EMCA geometrical parameters
104
105   Float_t GetOuterBoxSize(Int_t index)         const { return fGeometryEMCA->GetOuterBoxSize(index);            }
106   Float_t GetAirFilledBoxSize(Int_t index)     const { return fGeometryEMCA->GetAirFilledBoxSize(index) ;       }
107   Float_t GetCrystalHolderThickness(void)      const { return fGeometryEMCA->GetCrystalHolderThickness() ;      }
108   Float_t GetCrystalSize(Int_t index)          const { return fGeometryEMCA->GetCrystalSize(index) ;            }
109   Float_t GetCrystalSupportHeight(void)        const { return fGeometryEMCA->GetCrystalSupportHeight() ;        }
110   Float_t GetCrystalWrapThickness(void)        const { return fGeometryEMCA->GetCrystalWrapThickness() ;        }
111   Float_t GetGapBetweenCrystals(void)          const { return fGeometryEMCA->GetGapBetweenCrystals() ;          }
112   Float_t GetIPtoCrystalSurface(void)          const { return fGeometryEMCA->GetIPtoCrystalSurface() ;          }
113   Float_t GetIPtoOuterCoverDistance(void)      const { return fGeometryEMCA->GetIPtoOuterCoverDistance() ;      }
114   Float_t GetLowerThermoPlateThickness(void)   const { return fGeometryEMCA->GetLowerThermoPlateThickness() ;   }
115   Float_t GetLowerTextolitPlateThickness(void) const { return fGeometryEMCA->GetLowerTextolitPlateThickness() ; }
116   Float_t GetModuleBoxThickness(void)          const { return fGeometryEMCA->GetModuleBoxThickness() ;          }
117   Int_t   GetNPhi(void)                        const { return fGeometryEMCA->GetNPhi() ;                        }
118   Int_t   GetNZ(void)                          const { return fGeometryEMCA->GetNZ() ;                          }
119   Float_t GetOuterBoxThickness(Int_t index)    const { return fGeometryEMCA->GetOuterBoxThickness(index) ;      }
120   Float_t GetPinDiodeSize(Int_t index)         const { return fGeometryEMCA->GetPinDiodeSize(index) ;           }
121   Float_t GetSecondUpperPlateThickness(void)   const { return fGeometryEMCA->GetSecondUpperPlateThickness() ;   }
122   Float_t GetSupportPlateThickness(void)       const { return fGeometryEMCA->GetSupportPlateThickness() ;       }
123   Float_t GetTextolitBoxSize(Int_t index)      const { return fGeometryEMCA->GetTextolitBoxSize(index) ;        }
124   Float_t GetTextolitBoxThickness(Int_t index) const { return fGeometryEMCA->GetTextolitBoxThickness(index);    }
125   Float_t GetUpperPlateThickness(void)         const { return fGeometryEMCA->GetUpperPlateThickness() ;         }
126   Float_t GetUpperCoolingPlateThickness(void)  const { return fGeometryEMCA->GetUpperCoolingPlateThickness() ;  }
127
128   // Return PPSD geometrical parameters
129
130   Float_t GetAnodeThickness(void)              const { return fGeometryPPSD->GetAnodeThickness();         }
131   Float_t GetAvalancheGap(void)                const { return fGeometryPPSD->GetAvalancheGap();           }
132   Float_t GetCathodeThickness(void)            const { return fGeometryPPSD->GetCathodeThickness();       }
133   Float_t GetCompositeThickness(void)          const { return fGeometryPPSD->GetCompositeThickness();     }
134   Float_t GetConversionGap(void)               const { return fGeometryPPSD->GetConversionGap();          }
135   Float_t GetLeadConverterThickness(void)      const { return fGeometryPPSD->GetLeadConverterThickness(); }
136   Float_t GetLeadToMicro2Gap(void)             const { return fGeometryPPSD->GetLeadToMicro2Gap();        }
137   Float_t GetLidThickness(void)                const { return fGeometryPPSD->GetLidThickness();           }
138   Float_t GetMicromegas1Thickness(void)        const { return fGeometryPPSD->GetMicromegas1Thickness();   }
139   Float_t GetMicromegas2Thickness(void)        const { return fGeometryPPSD->GetMicromegas2Thickness();   }
140   Float_t GetMicromegasWallThickness(void)     const { return fGeometryPPSD->GetMicromegasWallThickness();}
141   Float_t GetMicro1ToLeadGap(void)             const { return fGeometryPPSD->GetMicro1ToLeadGap();        }
142   Int_t   GetNumberOfModulesPhi(void)          const { return fGeometryPPSD->GetNumberOfModulesPhi();     }
143   Int_t   GetNumberOfModulesZ(void)            const { return fGeometryPPSD->GetNumberOfModulesZ();       }
144   Int_t   GetNumberOfPadsPhi(void)             const { return fGeometryPPSD->GetNumberOfPadsPhi();        }
145   Int_t   GetNumberOfPadsZ(void)               const { return fGeometryPPSD->GetNumberOfPadsZ();          }
146   Float_t GetPCThickness(void)                 const { return fGeometryPPSD->GetPCThickness();            }
147   Float_t GetPhiDisplacement(void)             const { return fGeometryPPSD->GetPhiDisplacement();        }
148   Float_t GetPPSDModuleSize(Int_t index)       const { return fGeometryPPSD->GetPPSDModuleSize(index);    }
149   Float_t GetZDisplacement(void)               const { return fGeometryPPSD->GetZDisplacement();          }
150   void    SetLeadConverterThickness(Float_t x) const {        fGeometryPPSD->SetLeadConverterThickness(x);}
151
152   // Return CPV geometrical parameters
153
154   Int_t   GetNumberOfCPVLayers(void)           const { return fGeometryCPV ->GetNumberOfCPVLayers();      }
155   Bool_t  IsLeadConverterExists(void)          const { return fGeometryCPV->IsLeadConverterExists();      }
156   Float_t GetCPVActiveSize(Int_t index)        const { return fGeometryCPV->GetCPVActiveSize(index);      }
157   Int_t   GetNumberOfCPVChipsPhi(void)         const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVChipsPhi();     }
158   Int_t   GetNumberOfCPVChipsZ(void)           const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVChipsZ();       }
159   Int_t   GetNumberOfCPVPadsPhi(void)          const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVPadsPhi();      }
160   Int_t   GetNumberOfCPVPadsZ(void)            const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVPadsZ();        }
161   Float_t GetPadSizePhi(void)                  const { return fGeometryCPV->GetCPVPadSizePhi();           }
162   Float_t GetPadSizeZ(void)                    const { return fGeometryCPV->GetCPVPadSizeZ();             }
163   Float_t GetGassiplexChipSize(Int_t index)    const { return fGeometryCPV->GetGassiplexChipSize(index);  }
164   Float_t GetCPVGasThickness(void)             const { return fGeometryCPV->GetCPVGasThickness();         }
165   Float_t GetCPVTextoliteThickness(void)       const { return fGeometryCPV->GetCPVTextoliteThickness();   }
166   Float_t GetCPVCuNiFoilThickness(void)        const { return fGeometryCPV->GetCPVCuNiFoilThickness();    }
167   Float_t GetFTPosition(Int_t index)           const { return fGeometryCPV->GetFTPosition(index);         }
168   Float_t GetCPVFrameSize(Int_t index)         const { return fGeometryCPV->GetCPVFrameSize(index);       }
169
170   // Common PPSD and CPV parameters
171
172   Float_t GetCPVBoxSize(Int_t index)  const ;
173
174   // Mixed EMCA and PPSD parameters
175
176   Float_t GetIPtoPpsdUp(void)                  const {
177     return (GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) + GetPPSDModuleSize(1)/2 ); } 
178   Float_t GetIPtoTopLidDistance(void)          const { 
179     return  GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) - 1. ; } 
180   Float_t GetIPtoPpsdLow(void)                 const { 
181     return (GetIPtoOuterCoverDistance() - GetPPSDModuleSize(1)/2 ); } 
182
183   // Mixed EMCA and CPV parameters
184
185   Float_t GetIPtoCPVDistance(void)             const {
186     return  GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) - 1.0; }
187
188   // Return PHOS' support geometrical parameters
189
190   Float_t GetRailOuterSize(Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailOuterSize(index); }
191   Float_t GetRailPart1    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart1    (index); }
192   Float_t GetRailPart2    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart2    (index); }
193   Float_t GetRailPart3    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart3    (index); }
194   Float_t GetRailPos      (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPos      (index); }
195   Float_t GetRailLength   ()             const { return fGeometrySUPP->GetRailLength   ();      }
196   Float_t GetDistanceBetwRails()         const { return fGeometrySUPP->GetDistanceBetwRails();  }
197   Float_t GetRailsDistanceFromIP()       const { return fGeometrySUPP->GetRailsDistanceFromIP();}
198   Float_t GetRailRoadSize (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailRoadSize (index); }
199   Float_t GetCradleWallThickness()       const { return fGeometrySUPP->GetCradleWallThickness();}
200   Float_t GetCradleWall   (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetCradleWall   (index); }
201   Float_t GetCradleWheel  (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetCradleWheel  (index); }
202
203 protected:
204
205   AliPHOSGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") : AliGeometry(name, title) { 
206     // ctor only for internal usage (singleton)
207     Init() ; 
208   }
209   void Init(void) ;            // steering method for PHOS and PPSD/CPV
210
211 private:
212
213   Int_t                    fNModules ;       // Number of modules constituing PHOS
214   Int_t                    fNPPSDModules ;   // Number of PPSD modules
215   Float_t                  fAngle ;          // Position angles between modules
216   Float_t                 *fPHOSAngle ;      //[fNModules] Position angles of modules
217   TObjArray               *fRotMatrixArray ; // Liste of rotation matrices (one per phos module)
218   AliPHOSEMCAGeometry     *fGeometryEMCA ;   // Geometry object for Electromagnetic calorimeter
219   AliPHOSCPVGeometry      *fGeometryCPV ;    // Geometry object for CPV  (IHEP)
220   AliPHOSPPSDGeometry     *fGeometryPPSD ;   // Geometry object for PPSD (GPS2)
221   AliPHOSSupportGeometry  *fGeometrySUPP ;   // Geometry object for PHOS support
222
223   void                     SetPHOSAngles();  // calculates the PHOS modules PHI angle
224
225   static AliPHOSGeometry * fgGeom ; // pointer to the unique instance of the singleton 
226   static Bool_t fgInit ;            // Tells if geometry has been succesfully set up 
227
228   ClassDef(AliPHOSGeometry,1)       // PHOS geometry class 
229
230 } ;
231
232 #endif // AliPHOSGEOMETRY_H