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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 "TNamed.h"
24 #include "TString.h"
25 #include "TObjArray.h"
26 #include "TVector3.h" 
27
28 // --- AliRoot header files ---
29
30 #include "AliGeometry.h"
31 #include "AliPHOSEMCAGeometry.h"
32 #include "AliPHOSCPVGeometry.h"
33 #include "AliPHOSPPSDGeometry.h"
34 #include "AliPHOSRecPoint.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 & x, Double_t & z) ; 
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   Float_t GetPHOSAngle(Int_t index)            const { return fPHOSAngle[index-1] ; }
100
101   // Return EMCA geometrical parameters
102
103   Float_t GetOuterBoxSize(Int_t index)         const { return fGeometryEMCA->GetOuterBoxSize(index);            }
104   Float_t GetAirFilledBoxSize(Int_t index)     const { return fGeometryEMCA->GetAirFilledBoxSize(index) ;       }
105   Float_t GetCrystalHolderThickness(void)      const { return fGeometryEMCA->GetCrystalHolderThickness() ;      }
106   Float_t GetCrystalSize(Int_t index)          const { return fGeometryEMCA->GetCrystalSize(index) ;            }
107   Float_t GetCrystalSupportHeight(void)        const { return fGeometryEMCA->GetCrystalSupportHeight() ;        }
108   Float_t GetCrystalWrapThickness(void)        const { return fGeometryEMCA->GetCrystalWrapThickness() ;        }
109   Float_t GetGapBetweenCrystals(void)          const { return fGeometryEMCA->GetGapBetweenCrystals() ;          }
110   Float_t GetIPtoCrystalSurface(void)          const { return fGeometryEMCA->GetIPtoCrystalSurface() ;          }
111   Float_t GetIPtoOuterCoverDistance(void)      const { return fGeometryEMCA->GetIPtoOuterCoverDistance() ;      }
112   Float_t GetLowerThermoPlateThickness(void)   const { return fGeometryEMCA->GetLowerThermoPlateThickness() ;   }
113   Float_t GetLowerTextolitPlateThickness(void) const { return fGeometryEMCA->GetLowerTextolitPlateThickness() ; }
114   Float_t GetModuleBoxThickness(void)          const { return fGeometryEMCA->GetModuleBoxThickness() ;          }
115   Int_t   GetNPhi(void)                        const { return fGeometryEMCA->GetNPhi() ;                        }
116   Int_t   GetNZ(void)                          const { return fGeometryEMCA->GetNZ() ;                          }
117   Float_t GetOuterBoxThickness(Int_t index)    const { return fGeometryEMCA->GetOuterBoxThickness(index) ;      }
118   Float_t GetPinDiodeSize(Int_t index)         const { return fGeometryEMCA->GetPinDiodeSize(index) ;           }
119   Float_t GetSecondUpperPlateThickness(void)   const { return fGeometryEMCA->GetSecondUpperPlateThickness() ;   }
120   Float_t GetSupportPlateThickness(void)       const { return fGeometryEMCA->GetSupportPlateThickness() ;       }
121   Float_t GetTextolitBoxSize(Int_t index)      const { return fGeometryEMCA->GetTextolitBoxSize(index) ;        }
122   Float_t GetTextolitBoxThickness(Int_t index) const { return fGeometryEMCA->GetTextolitBoxThickness(index);    }
123   Float_t GetUpperPlateThickness(void)         const { return fGeometryEMCA->GetUpperPlateThickness() ;         }
124   Float_t GetUpperCoolingPlateThickness(void)  const { return fGeometryEMCA->GetUpperCoolingPlateThickness() ;  }
125
126   // Return PPSD geometrical parameters
127
128   Float_t GetAnodeThickness(void)              const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetAnodeThickness();         }
129   Float_t GetAvalancheGap(void)                const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetAvalancheGap();           }
130   Float_t GetCathodeThickness(void)            const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetCathodeThickness();       }
131   Float_t GetCompositeThickness(void)          const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetCompositeThickness();     }
132   Float_t GetConversionGap(void)               const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetConversionGap();          }
133   Float_t GetLeadConverterThickness(void)      const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetLeadConverterThickness(); }
134   Float_t GetLeadToMicro2Gap(void)             const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetLeadToMicro2Gap();        }
135   Float_t GetLidThickness(void)                const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetLidThickness();           }
136   Float_t GetMicromegas1Thickness(void)        const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetMicromegas1Thickness();   }
137   Float_t GetMicromegas2Thickness(void)        const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetMicromegas2Thickness();   }
138   Float_t GetMicromegasWallThickness(void)     const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetMicromegasWallThickness();}
139   Float_t GetMicro1ToLeadGap(void)             const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetMicro1ToLeadGap();        }
140   Float_t GetPCThickness(void)                 const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetPCThickness();            }
141   Float_t GetPhiDisplacement(void)             const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetPhiDisplacement();        }
142   Float_t GetPPSDModuleSize(Int_t index)       const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetPPSDModuleSize(index);    }
143   Float_t GetZDisplacement(void)               const { return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetZDisplacement();          }
144
145   // Return CPV geometrical parameters
146
147   Bool_t  IsLeadConverterExists(void)          const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->IsLeadConverterExists();      }
148   Float_t GetCPVActiveSize(Int_t index)        const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVActiveSize(index);         }
149   Int_t   GetNumberOfCPVChipsPhi(void)         const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfCPVChipsPhi();     }
150   Int_t   GetNumberOfCPVChipsZ(void)           const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfCPVChipsZ();       }
151   Float_t GetGassiplexChipSize(Int_t index)    const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetGassiplexChipSize(index);  }
152   Float_t GetCPVGasThickness(void)             const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVGasThickness();         }
153   Float_t GetCPVTextoliteThickness(void)       const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVTextoliteThickness();   }
154   Float_t GetCPVCuNiFoilThickness(void)        const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVCuNiFoilThickness();    }
155   Float_t GetFTPosition(Int_t index)           const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetFTPosition(index);         }
156   Float_t GetCPVFrameSize(Int_t index)         const { return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVFrameSize(index);       }
157
158   // Common PPSD and CPV parameters
159
160   Int_t   GetNumberOfCPVLayers(void)  const {
161     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return 2;
162     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfCPVLayers();
163     else                              return 0;
164   }
165
166   Float_t GetCPVBoxSize(Int_t index)  const { 
167     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVBoxSize(index);
168     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry* ) fGeometryCPV)->GetCPVBoxSize(index);
169     else                              return 0;
170   }
171
172   Int_t   GetNumberOfModulesPhi(void) const {
173     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfModulesPhi();
174     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return 1;
175     else                              return 0;
176   }
177
178   Int_t   GetNumberOfModulesZ(void)   const {
179     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfModulesZ();
180     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return 1;
181     else                              return 0;
182   }
183
184   Int_t   GetNumberOfPadsPhi(void)    const { 
185     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfPadsPhi();
186     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry* ) fGeometryCPV)->GetNumberOfCPVPadsPhi();
187     else                              return 0;
188   }
189
190   Int_t   GetNumberOfPadsZ(void)      const { 
191     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return ((AliPHOSPPSDGeometry*) fGeometryCPV)->GetNumberOfPadsZ();
192     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry* ) fGeometryCPV)->GetNumberOfCPVPadsZ();
193     else                              return 0;
194   }
195
196   Float_t GetPadSizePhi(void)         const {
197     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return GetPPSDModuleSize(0) / GetNumberOfPadsPhi();
198     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVPadSizePhi();
199     else                              return 0;
200   }
201
202   Float_t GetPadSizeZ(void)           const {
203     if      (strcmp(fName,"GPS2")==0) return GetPPSDModuleSize(2) / GetNumberOfPadsZ();
204     else if (strcmp(fName,"IHEP")==0) return ((AliPHOSCPVGeometry*) fGeometryCPV)->GetCPVPadSizeZ();
205     else                              return 0;
206   }
207
208   // Mixed EMCA and PPSD parameters
209
210   Float_t GetIPtoPpsdUp(void)                  const {
211     return (GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) + GetPPSDModuleSize(1)/2 ); } 
212   Float_t GetIPtoTopLidDistance(void)          const { 
213     return  GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) - 1. ; } 
214   Float_t GetIPtoPpsdLow(void)                 const { 
215     return (GetIPtoOuterCoverDistance() - GetPPSDModuleSize(1)/2 ); } 
216
217   // Mixed EMCA and CPV parameters
218
219   Float_t GetIPtoCPVDistance(void)             const {
220     return  GetIPtoOuterCoverDistance() - GetCPVBoxSize(1) - 1.0; }
221
222
223 protected:
224
225   AliPHOSGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") : AliGeometry(name, title) { 
226     // ctor only for internal usage (singleton)
227     Init() ; 
228   }
229   void Init(void) ;            // steering method for PHOS and PPSD/CPV
230
231 private:
232
233   Int_t                    fNModules ;       // Number of modules constituing PHOS
234   Float_t                 *fPHOSAngle ;      //[fNModules] Position angles of modules
235   TObjArray               *fRotMatrixArray ; // Liste of rotation matrices (one per phos module)
236   AliPHOSEMCAGeometry     *fGeometryEMCA ;   // Geometry object for Electromagnetic calorimeter
237   AliPHOSCPVBaseGeometry  *fGeometryCPV ;    // Geometry object for CPV (either GPS2 or IHEP)
238
239   void                 SetPHOSAngles(); // calculates the PHOS modules PHI angle
240
241   static AliPHOSGeometry * fgGeom ; // pointer to the unique instance of the singleton 
242   static Bool_t fgInit ;            // Tells if geometry has been succesfully set up 
243
244   ClassDef(AliPHOSGeometry,1)       // PHOS geometry class 
245
246 } ;
247
248 #endif // AliPHOSGEOMETRY_H