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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 "TParticle.h"
26 #include "TVector3.h" 
27
28 // --- AliRoot header files ---
29
30 #include "AliGeometry.h"
31
32 #include "AliPHOSEMCAGeometry.h"
33 #include "AliPHOSCPVGeometry.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     fGeometryEMCA = 0;
46     fGeometrySUPP = 0;
47     fGeometryCPV  = 0;
48     fgGeom        = 0;
49     fRotMatrixArray = 0;  }  
50
51   AliPHOSGeometry(const AliPHOSGeometry & geom) {
52     // cpy ctor requested by Coding Convention but not yet needed
53     
54     assert(0==1) ;
55   } 
56   
57   virtual ~AliPHOSGeometry(void) ; 
58   static AliPHOSGeometry * GetInstance(const Text_t* name, const Text_t* title="") ; 
59   static AliPHOSGeometry * GetInstance() ; 
60   virtual void   GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos, TMatrix & gmat) const ;
61   virtual void   GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos) const ;
62   virtual Bool_t Impact(const TParticle * particle) const ;
63
64   AliPHOSGeometry & operator = (const AliPHOSGeometry  & rvalue) const {
65     // assignement operator requested by coding convention but not needed
66     assert(0==1) ;
67     return *(GetInstance()) ; 
68   }
69  
70   // General
71
72   static TString Degre(void) { return TString("deg") ; }  // a global for degree (deg)
73
74   static TString Radian(void){ return TString("rad") ; }  // a global for radian (rad)
75
76   Bool_t AbsToRelNumbering(const Int_t AbsId, Int_t * RelId) const ; 
77                                           // converts the absolute PHOS numbering to a relative 
78
79   void EmcModuleCoverage(const Int_t m, Double_t & tm, Double_t & tM, Double_t & pm, 
80                                           Double_t & pM, Option_t * opt = Radian() ) const ;
81                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a EMC module
82   void EmcXtalCoverage(Double_t & theta, Double_t & phi, Option_t * opt = Radian() ) const ; 
83                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a  
84                                          // single crystal in a EMC module
85   void ImpactOnEmc(const Double_t theta, const Double_t phi, Int_t & ModuleNumber, 
86                          Double_t & z, Double_t & x) const ; 
87                                          // calculates the impact coordinates of a neutral particle  
88                                          // emitted in direction theta and phi in ALICE
89   Bool_t IsInEMC(const Int_t id) const { if (id > GetNModules() *  GetNCristalsInModule() ) return kFALSE; return kTRUE; } 
90   void RelPosInModule(const Int_t * RelId, Float_t & y, Float_t & z) const ; 
91                                          // gets the position of element (pad or Xtal) relative to 
92                                          // center of PHOS module  
93   void RelPosInAlice(const Int_t AbsId, TVector3 &  pos) const ;             
94                                          // gets the position of element (pad or Xtal) relative to Alice
95   Bool_t RelToAbsNumbering(const Int_t * RelId, Int_t & AbsId) const ;         
96                                          // converts the absolute PHOS numbering to a relative 
97
98   Bool_t IsInitialized(void)                  const { return fgInit ; }  
99                                                                        
100   // Return general PHOS parameters
101   Int_t    GetNModules(void)                    const { return fNModules ; }
102   Float_t  GetPHOSAngle(Int_t index)            const { return fPHOSAngle[index-1] ; }
103   Float_t* GetPHOSParams(void)                        { return fPHOSParams;}  //Half-sizes of PHOS trapecoid
104   Float_t  GetIPtoUpperCPVsurface(void)         const { return fIPtoUpperCPVsurface ; }
105   Float_t  GetOuterBoxSize(Int_t index)         const { return 2.*fPHOSParams[index]; }
106   Float_t  GetCrystalSize(Int_t index)          const { return fGeometryEMCA->GetCrystalSize(index) ;  }
107
108   // Return EMCA geometry parameters
109
110   AliPHOSEMCAGeometry * GetEMCAGeometry()      const {return fGeometryEMCA ;}
111   Float_t   GetIPtoCrystalSurface(void)        const { return fGeometryEMCA->GetIPtoCrystalSurface() ; }
112   Float_t   GetIPtoOuterCoverDistance(void)    const { return fGeometryEMCA->GetIPtoOuterCoverDistance() ; }
113   Int_t     GetNPhi(void)                      const { return fGeometryEMCA->GetNPhi() ; }
114   Int_t     GetNZ(void)                        const { return fGeometryEMCA->GetNZ() ; }
115   Int_t     GetNCristalsInModule(void)         const { return fGeometryEMCA->GetNPhi() * fGeometryEMCA->GetNZ() ; }
116
117   // Return CPV geometry parameters
118   Int_t   GetNumberOfCPVLayers(void)           const { return fGeometryCPV ->GetNumberOfCPVLayers();      }
119   Float_t GetCPVActiveSize(Int_t index)        const { return fGeometryCPV->GetCPVActiveSize(index);      }
120   Int_t   GetNumberOfCPVChipsPhi(void)         const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVChipsPhi();     }
121   Int_t   GetNumberOfCPVChipsZ(void)           const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVChipsZ();       }
122   Int_t   GetNumberOfCPVPadsPhi(void)          const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVPadsPhi();      }
123   Int_t   GetNumberOfCPVPadsZ(void)            const { return fGeometryCPV->GetNumberOfCPVPadsZ();        }
124   Float_t GetPadSizePhi(void)                  const { return fGeometryCPV->GetCPVPadSizePhi();           }
125   Float_t GetPadSizeZ(void)                    const { return fGeometryCPV->GetCPVPadSizeZ();             }
126   Float_t GetGassiplexChipSize(Int_t index)    const { return fGeometryCPV->GetGassiplexChipSize(index);  }
127   Float_t GetCPVGasThickness(void)             const { return fGeometryCPV->GetCPVGasThickness();         }
128   Float_t GetCPVTextoliteThickness(void)       const { return fGeometryCPV->GetCPVTextoliteThickness();   }
129   Float_t GetCPVCuNiFoilThickness(void)        const { return fGeometryCPV->GetCPVCuNiFoilThickness();    }
130   Float_t GetFTPosition(Int_t index)           const { return fGeometryCPV->GetFTPosition(index);         }
131   Float_t GetCPVFrameSize(Int_t index)         const { return fGeometryCPV->GetCPVFrameSize(index);       }
132   Float_t GetCPVBoxSize(Int_t index)           const { return fGeometryCPV ->GetCPVBoxSize(index);        } 
133   Float_t GetIPtoCPVDistance(void)             const { return  GetIPtoOuterCoverDistance() - 
134                                                                GetCPVBoxSize(1) - 1.0; }
135
136   // Return PHOS' support geometry parameters
137
138   Float_t GetRailOuterSize(Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailOuterSize(index); }
139   Float_t GetRailPart1    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart1    (index); }
140   Float_t GetRailPart2    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart2    (index); }
141   Float_t GetRailPart3    (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPart3    (index); }
142   Float_t GetRailPos      (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailPos      (index); }
143   Float_t GetRailLength   (void)         const { return fGeometrySUPP->GetRailLength   ();      }
144   Float_t GetDistanceBetwRails(void)     const { return fGeometrySUPP->GetDistanceBetwRails();  }
145   Float_t GetRailsDistanceFromIP(void)   const { return fGeometrySUPP->GetRailsDistanceFromIP();}
146   Float_t GetRailRoadSize (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetRailRoadSize (index); }
147   Float_t GetCradleWallThickness(void)   const { return fGeometrySUPP->GetCradleWallThickness();}
148   Float_t GetCradleWall   (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetCradleWall   (index); }
149   Float_t GetCradleWheel  (Int_t index)  const { return fGeometrySUPP->GetCradleWheel  (index); }
150
151 protected:
152
153   AliPHOSGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") : AliGeometry(name, title) { 
154     // ctor only for internal usage (singleton)
155     Init() ; 
156   }
157   void Init(void) ;            // steering method for PHOS and PPSD/CPV
158
159 private:
160
161   Int_t                    fNModules ;       // Number of modules constituing PHOS
162   Float_t                  fAngle ;          // Position angles between modules
163   Float_t                 *fPHOSAngle ;      //[fNModules] Position angles of modules
164   Float_t                  fPHOSParams[4] ;  // Half-sizes of PHOS trapecoid
165   Float_t                  fIPtoUpperCPVsurface; // Minimal distance from IP to PHOS
166   TObjArray               *fRotMatrixArray ; // Liste of rotation matrices (one per phos module)
167   AliPHOSEMCAGeometry     *fGeometryEMCA ;   // Geometry object for Electromagnetic calorimeter
168   AliPHOSCPVGeometry      *fGeometryCPV ;    // Geometry object for CPV  (IHEP)
169   AliPHOSSupportGeometry  *fGeometrySUPP ;   // Geometry object for PHOS support
170
171   void                     SetPHOSAngles();  // calculates the PHOS modules PHI angle
172
173   static AliPHOSGeometry * fgGeom ; // pointer to the unique instance of the singleton 
174   static Bool_t fgInit ;            // Tells if geometry has been succesfully set up 
175
176   ClassDef(AliPHOSGeometry,1)       // PHOS geometry class 
177
178 } ;
179
180 #endif // AliPHOSGEOMETRY_H