TPC/AliTPCLaserTracks.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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                           //
  19 //  This class is a container class for the laser beam positions of          //
  20 //  the TPC laser system (ALICE-INT-2002-022  v.1 ).                         //
  21 //  The system consits of 6 Laser Rods, each contains four mirror bundels    //
  22 //  on each side of the TPC. Each bundle has seven mirrors.                  //
  23 //                                                                           //
  24 //  The TPC side 0 corresponds to the "Shaft Side (A)", side 1 corresponds   //
  25 //  to the "Muon Side (C)".
  26 //  The laser rods are counted counter clockwise starting with the one       //
  27 //  with the smalles phi angle.                                              //
  28 //  The mirror bundles in one rod for each side are counted starting from    //
  29 //  form the greatest z value to the smalles.                                //
  30 //  The beams in each bundel are counted counter clockwise. Having all beams //
  31 //  pointing downward, the first beam will be the leftmost.                  //
  32 //                                                                           //
  33 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  34
  35 /*
  36  Create File with design positions
  37
  38  .L AliTPCLaserTrack.cxx+
  39  AliTPCLaserTracks ltracks
  40  ltracks.WriteTreeDesignData()
  41  TFile f("LaserTracksDesing.root");
  42  TTree * tree =(TTree*)f.Get("LaserTracks");
  43
  44 */
  45
  46 #include <Riostream.h>
  47 #include <TString.h>
  48 #include <TPolyLine3D.h>
  49 #include <TMath.h>
  50 #include <TTree.h>
  51 #include <TFile.h>
  52 #include <TEventList.h>
  53 #include <TVector2.h>
  54 #include <TVector3.h>
  55 #include <TROOT.h>
  56
  57 #include <TGraph.h>
  58
  59
  60 #include "AliTPCLaserTracks.h"
  61
  62 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  63 //              Class AliTPCLaserTracks
  64 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  65
  66 using std::cout;
  67 using std::endl;
  68 ClassImp(AliTPCLaserTracks)
  69
  70   AliTPCLaserTracks::AliTPCLaserTracks():TObject(),
  71     fId(-1),
  72     fSide(-1),
  73     fRod(-1),
  74     fBundle(-1),
  75     fBeam(-1),
  76     fX(0.),
  77     fY(0.),
  78     fZ(0.),
  79     fTime(0.),
  80     fPhi(0.),
  81     fTheta(0.),
  82     fMaxSize(0),
  83     fNpoints(0),
  84     fXarr(0x0),
  85     fYarr(0x0),
  86     fZarr(0x0)
  87
  88 {
  89     //
  90     //  AliTPCLaserTracks default constructor
  91     //
  92 }
  93
  94 //_______________________________________________________________________
  95 AliTPCLaserTracks::AliTPCLaserTracks(Int_t npoints):TObject(),
  96     fId(-1),
  97     fSide(-1),
  98     fRod(-1),
  99     fBundle(-1),
 100     fBeam(-1),
 101     fX(0.),
 102     fY(0.),
 103     fZ(0.),
 104     fTime(0.),
 105     fPhi(0.),
 106     fTheta(0.),
 107     fMaxSize(0),
 108     fNpoints(0),
 109     fXarr(0x0),
 110     fYarr(0x0),
 111     fZarr(0x0)
 112
 113 {
 114     //
 115     //  AliTPCLaserTracks constructor to initialise array of points
 116     //
 117     fNpoints = npoints;
 118     InitPoints();
 119 }
 120
 121 //_______________________________________________________________________
 122 Double_t AliTPCLaserTracks::FindBeamLength(TVector3 vF, TVector3 vP)
 123 {
 124     //
 125     //  Find distance between mirror and the intersection between
 126     //  inner and outer field cage respectively
 127     //
 128     //  use the pq formula to find the intersection point between
 129     //  the beam and the inner and outer fieldcage cylinders
 130     //  The formulae solved are
 131     //
 132     //                        line = zylinder
 133     //  xPoint = vF.X() + n*vP.X() = r*cos(phi)
 134     //  yPoint = vF.Y() + n*vP.Y() = r*sin(phi)
 135     //  zPoint = vF.Y() + n*vP.Y()
 136     //
 137     //  get n from the first two equations, calculate x,y,zPoint
 138     //
 139     //  vF is the mirror position and vP the beam direction
 140     Double_t r[2];  //smalles r[0] and largest r[1] pad radius
 141     r[0] = 80.0;  //smalles pad radius
 142     r[1] = 260.0;   //largest pad radius
 143
 144     Double_t fxpxfypy = vF.X()*vP.X()+vF.Y()*vP.Y();
 145     Double_t px2py2   = vP.X()*vP.X()+vP.Y()*vP.Y();
 146
 147     for (Int_t i=0; i<2; i++){
 148         Double_t rad = (fxpxfypy/px2py2)*(fxpxfypy/px2py2)-
 149                       (vF.X()*vF.X()+vF.Y()*vF.Y()-r[i]*r[i])/px2py2;
 150
 151         if ( rad >= 0 ){
 152             Double_t n1   = -(fxpxfypy)/px2py2+TMath::Sqrt(rad);
 153             TVector3 vI1(vF.X()+n1*vP.X(),
 154                          vF.Y()+n1*vP.Y(),
 155                          vF.Z()+n1*vP.Z());
 156
 157             Double_t n2   = -(fxpxfypy)/px2py2-TMath::Sqrt(rad);
 158             TVector3 vI2(vF.X()+n2*vP.X(),
 159                          vF.Y()+n2*vP.Y(),
 160                          vF.Z()+n2*vP.Z());
 161
 162
 163             //if we cross two boarders on our way return the closer boarder
 164             if ( (n1>0) && (n2>0) ) {
 165                 if ( (vF-vI1).Mag() <= (vF-vI2).Mag() )
 166                     return (vF-vI1).Mag();
 167                 else
 168                     return (vF-vI2).Mag();
 169             }
 170
 171             if ( n1>0 )
 172                 return (vF-vI1).Mag();
 173
 174             if ( n2>0 )
 175                 return (vF-vI2).Mag();
 176
 177         }
 178     }
 179
 180     return 3.4e38;  //not found!!
 181 }
 182
 183 //_______________________________________________________________________
 184 void AliTPCLaserTracks::WriteTreeDesignData()
 185 {
 186     //
 187     //   Write a tree with the design data of the laser track positions
 188     //
 189
 190     TFile *f = TFile::Open("LaserTracksDesing.root","recreate");
 191
 192     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks(2);
 193
 194     TTree *t = new TTree("LaserTracks","LaserTracks");
 195     t->Branch("LaserTracks","AliTPCLaserTracks",&ltp);
 196     t->AutoSave();
 197
 198     Double_t phiBeam[7]         = {-31.8,-16.,-9.2,2.5,9.2,16.,31.8};
 199     Double_t phiRod[6]          = {40.,100.,160.,220.,280.,340.};     //-20. for the muon side
 200 //    Double_t zBundleCorse[2][4] = {{10,79,163,241},{13,85,169,247}};
 201     Double_t zBundleCorse[2][4] = {{241.,163.,79.,10.},{247.,169.,85.,13.}};
 202     Double_t zBeamFine[7]       = {1.45,1.3,1.15,1.3,1.15,1.3,1.45};
 203
 204     Int_t id=0;
 205     //loop over TPC side -- 0:A (Shaft) side -- 1:C (Muon) side
 206     for (Int_t side=0; side<2; side++){
 207         //loop over laser rods -- counterclockwise
 208         for (Int_t rod=0; rod<6; rod++){
 209             //center of the rod
 210             TVector2 vRod;
 211
 212             Double_t phiRod2 = phiRod[rod]-side*20;
 213             vRod.SetMagPhi(254.25,                   //center of the rod at 254.25cm
 214                            TMath::DegToRad()*
 215                            (phiRod2)  //-20 deg on C-Side
 216                           );
 217
 218             //loop over bundle -- counted from large z to small z
 219             for (Int_t bundle=0; bundle<4; bundle++){
 220                 //center of the bundle; not yet rotated
 221                 Int_t bundleS = bundle;
 222                 //              if ( side == 1 ) bundleS = 4-bundle;
 223                 if ( side == 1 ) bundleS = 3-bundle;
 224
 225                 TVector2 vBundle;
 226                 vBundle.SetMagPhi(.65,
 227                                   TMath::DegToRad()*
 228                                 //?  TMath::Power(-1,side)*
 229                                   (phiRod2+180.-90.*bundleS)
 230                                  );
 231
 232                 //loop over beam
 233                 Int_t i=0;
 234                 for (Int_t beam=0; beam<7; beam++){
 235                     TVector2 vBeam;
 236                     if ( beam == 3 )
 237                         vBeam.Set(0.,0.);
 238                     else{
 239                         vBeam.SetMagPhi(1.,TMath::DegToRad()*(phiRod2+i*60));
 240                         i++;
 241                     }
 242
 243                     TVector2 xyMirror = vRod+vBundle+vBeam;
 244                     Double_t zMirror   = (zBundleCorse[rod%2][bundleS]+zBeamFine[beam])*TMath::Power(-1,side);
 245                     TVector3 v3Mirror(xyMirror.X(),xyMirror.Y(),zMirror);
 246
 247                     Double_t phi      = TMath::DegToRad()*(phiRod2+180+phiBeam[beam]*TMath::Power(-1,side));
 248                     Double_t theta    = TMath::DegToRad()*90;
 249
 250                     TVector3 v3Beam;
 251                     v3Beam.SetMagThetaPhi(1,theta,phi);  //Direction Vector
 252                     v3Beam.SetMagThetaPhi(FindBeamLength(v3Mirror,v3Beam), theta, phi);
 253
 254
 255
 256                     ltp->SetId(id);
 257                     ltp->SetSide(side);
 258                     ltp->SetRod(rod);
 259                     ltp->SetBundle(bundleS);
 260                     ltp->SetBeam(beam);
 261
 262                     ltp->SetX(xyMirror.X());
 263                     ltp->SetY(xyMirror.Y());
 264                     ltp->SetZ(zMirror);
 265
 266                     ltp->SetPhi(phi);
 267                     ltp->SetTheta(theta);
 268
 269 //                  ltp->InitPoints(2);
 270                     ltp->SetPoint(0,xyMirror.X(),xyMirror.Y(),zMirror);
 271                     ltp->SetPoint(1,xyMirror.X()+v3Beam.X(),xyMirror.Y()+v3Beam.Y(),zMirror+v3Beam.Z());
 272
 273                     cout<< "Id: " << id
 274                         << "  Side: " << side
 275                         << "  Rod: " << rod
 276                         << "  Bundle: " << bundleS
 277                         << "  Beam: " << beam
 278                         << endl;
 279
 280
 281                     t->Fill();
 282                     //delete line;
 283                     id++;
 284 //                  cout << "Filled!!!" << endl;
 285                 }
 286             }
 287         }
 288     }
 289
 290     t->Write();
 291     delete f;
 292 //    delete t;
 293 //    delete ltp;
 294 //    delete line;
 295 }
 296
 297 //_______________________________________________________________________
 298 TPolyLine3D* AliTPCLaserTracks::GetLine()
 299 {
 300   //
 301   // Make a polilyne object oout of the points
 302   //
 303    if ( fNpoints ) return new TPolyLine3D(fNpoints,fXarr,fYarr,fZarr);
 304
 305     return 0x0;
 306 }
 307
 308 //_______________________________________________________________________
 309 TObjArray* AliTPCLaserTracks::GetLines(const Char_t* file, const Char_t *cuts)
 310 {
 311   //
 312   // Read the input files with the laser track
 313   // Make a array of polylines for visualization
 314
 315     TObjArray *array = new TObjArray;
 316
 317     TFile *f = TFile::Open(file,"read");
 318     TTree *tree = (TTree*)f->Get("LaserTracks");
 319
 320     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks();
 321 //    TEventList *evList = new TEventList("evList");
 322     TEventList evList("evList");
 323
 324     tree->SetBranchAddress("LaserTracks",&ltp);
 325
 326     tree->Draw(">>evList",cuts,"goff");
 327
 328 //    cout << "N: " << evList.GetN() << endl;
 329     gROOT->cd();
 330     for (Int_t ev = 0; ev < evList.GetN(); ev++){
 331 //        cout << ev << endl;
 332         tree->GetEntry( evList.GetEntry(ev) );
 333         array->Add(ltp->GetLine());
 334     }
 335 //    cout << "delte f"<< endl;
 336 //    delete f;
 337
 338 //    cout << "evlist" << endl;
 339
 340     return array;
 341 }
 342
 343 //_______________________________________________________________________
 344 void AliTPCLaserTracks::InitPoints()
 345 {
 346     //
 347     //  Init point arrays
 348     //
 349
 350     fMaxSize = fNpoints;
 351     fXarr = new Double_t[fMaxSize];
 352     fYarr = new Double_t[fMaxSize];
 353     fZarr = new Double_t[fMaxSize];
 354 }
 355
 356 //_______________________________________________________________________
 357 Int_t AliTPCLaserTracks::SetPoint(Int_t point, Double_t x, Double_t y, Double_t z)
 358 {
 359     //
 360     // Set point to point arrays
 361     //
 362
 363     if ( !fXarr || !fYarr || !fZarr ) return 1;
 364     if ( point > fNpoints-1 ) return 1;
 365
 366     fXarr[point] = x;
 367     fYarr[point] = y;
 368     fZarr[point] = z;
 369     return 0;
 370 }
 371
 372 //_______________________________________________________________________
 373 Int_t AliTPCLaserTracks::FindMirror(Char_t *file, Double_t x, Double_t y, Double_t z, Double_t phi)
 374 {
 375     //
 376     //  return the id of the mirror in 'file' that maches best the given parameters
 377     //
 378
 379     TFile *f = TFile::Open(file,"read");
 380     TTree *tree = (TTree*)f->Get("LaserTracks");
 381
 382     AliTPCLaserTracks *ltp = new AliTPCLaserTracks();
 383     TEventList evList("evList");
 384
 385     tree->SetBranchAddress("LaserTracks",&ltp);
 386
 387     TString s;
 388     s = "abs(fX-"; s+= x;
 389     s+= ")<3&&abs(fY-"; s+=y;
 390     s+= ")<3&&abs(fZ-"; s+= z;
 391     s+= ")<1.5";
 392 //    s+= "&&((abs(fPhi-";s+= phi;
 393 //    s+= ")<.06)||(abs(fPhi-";s+= (phi-TMath::DegToRad()*180);
 394 //    s+= ")<.06))";
 395     cout << s.Data() << endl;
 396
 397     tree->Draw(">>evList",s.Data());
 398
 399     Double_t dphiMin=TMath::Pi();
 400     Int_t id=-1;
 401
 402     cout << "nev: " << evList.GetN() << endl;
 403     for (Int_t i=0; i<evList.GetN(); i++){
 404         tree->GetEntry( evList.GetEntry(i) );
 405         Double_t dphi = TMath::Abs(ltp->GetPhi() - phi);
 406         if ( dphi > TMath::DegToRad()*180 ) dphi-=TMath::DegToRad()*180;
 407         if ( dphi<dphiMin ) {
 408             dphiMin = dphi;
 409             id = ltp->GetId();
 410         }
 411     }
 412     delete f;
 413     return id;
 414 }
 415
 416 //_______________________________________________________________________
 417 AliTPCLaserTracks::~AliTPCLaserTracks()
 418 {
 419     //
 420     //  standard destructor
 421     //
 422
 423 //    if ( fP ) delete fP;
 424     if ( fXarr ) delete [] fXarr;
 425     if ( fYarr ) delete [] fYarr;
 426     if ( fZarr ) delete [] fZarr;
 427 }