TRD/AliTRDgeometry.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 //                                                                           //
  20 //  TRD geometry class                                                       //
  21 //                                                                           //
  22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23
  24
  25 #include <TError.h>
  26
  27 #include "AliRunLoader.h"
  28 #include "AliTRDgeometry.h"
  29 #include "AliTRDparameter.h"
  30
  31 ClassImp(AliTRDgeometry)
  32
  33 //_____________________________________________________________________________
  34
  35   //
  36   // The geometry constants
  37   //
  38   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
  39   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
  40   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
  41   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
  42
  43   //
  44   // Dimensions of the detector
  45   //
  46
  47   // Inner and outer radius of the mother volumes
  48   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
  49   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
  50
  51   // Upper and lower length of the mother volumes
  52   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
  53   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
  54
  55   // Parameter of the BTR mother volumes
  56   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
  57   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
  58   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
  59   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
  60   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
  61   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
  62
  63   // The super module side plates
  64   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMpltT  = 0.2;
  65   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMgapT  = 0.5;
  66
  67   // Height of different chamber parts
  68   // Radiator
  69   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
  70   // Drift region
  71   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
  72   // Amplification region
  73   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
  74   // Readout
  75   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.316;
  76   // Total height
  77   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
  78                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
  79                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
  80                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
  81
  82   // Vertical spacing of the chambers
  83   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   1.784;
  84
  85   // Horizontal spacing of the chambers
  86   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
  87
  88   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
  89   // Lower aluminum frame
  90   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
  91   // Lower G10 frame sides
  92   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
  93   // Lower G10 frame front
  94   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
  95   // Upper G10 frame
  96   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
  97   // Upper Al frame
  98   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
  99
 100   // Additional width of the readout chamber frames
 101   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 102
 103   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 104   //const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 105   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   0.0;
 106   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.0;
 107
 108   //
 109   // Thickness of the the material layers
 110   //
 111   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 112   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 113   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 114   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 115   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 116                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 117   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 118   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 119   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 120   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 121   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 122
 123   //
 124   // Position of the material layers
 125   //
 126   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 127   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 128   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 129   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 130   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 131   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 132   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 133   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 134   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 135
 136 //_____________________________________________________________________________
 137 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 138 {
 139   //
 140   // AliTRDgeometry default constructor
 141   //
 142
 143   Init();
 144
 145 }
 146
 147 //_____________________________________________________________________________
 148 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 149 {
 150   //
 151   // AliTRDgeometry destructor
 152   //
 153
 154 }
 155
 156 //_____________________________________________________________________________
 157 void AliTRDgeometry::Init()
 158 {
 159   //
 160   // Initializes the geometry parameter
 161   //
 162   // The maximum number of pads
 163   // and the position of pad 0,0,0
 164   //
 165   // chambers seen from the top:
 166   //     +----------------------------+
 167   //     |                            |
 168   //     |                            |      ^
 169   //     |                            |  rphi|
 170   //     |                            |      |
 171   //     |0                           |      |
 172   //     +----------------------------+      +------>
 173   //                                             z
 174   // chambers seen from the side:            ^
 175   //     +----------------------------+ drift|
 176   //     |0                           |      |
 177   //     |                            |      |
 178   //     +----------------------------+      +------>
 179   //                                             z
 180   //
 181   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 182   // closest to the readout !!!
 183   //
 184
 185   Int_t icham;
 186   Int_t iplan;
 187   Int_t isect;
 188
 189   // The outer width of the chambers
 190   fCwidth[0] =  94.8;
 191   fCwidth[1] =  99.3;
 192   fCwidth[2] = 103.7;
 193   fCwidth[3] = 108.1;
 194   fCwidth[4] = 112.6;
 195   fCwidth[5] = 117.0;
 196
 197   // The outer lengths of the chambers
 198   // Includes the spacings between the chambers!
 199   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 200                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 201                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 202                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 203                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 204                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 205
 206   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 207     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 208       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 209       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 210       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 211     }
 212   }
 213
 214   // The rotation matrix elements
 215   Float_t phi = 0;
 216   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 217     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 218     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 219     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 220     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 221     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 222     phi = -1.0 * phi;
 223     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 224     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 225     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 226     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 227   }
 228
 229 }
 230
 231 //_____________________________________________________________________________
 232 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t* )
 233 {
 234   //
 235   // Create TRD geometry
 236   //
 237
 238 }
 239
 240 //_____________________________________________________________________________
 241 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 242                                    , Float_t *global
 243                                    , AliTRDparameter *par) const
 244 {
 245   //
 246   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 247   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 248   //
 249
 250   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 251   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 252   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 253
 254   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 255
 256 }
 257
 258 //_____________________________________________________________________________
 259 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 260                                   , Float_t *local, Float_t *global
 261                                   , AliTRDparameter *par) const
 262 {
 263   //
 264   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 265   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 266   //
 267
 268   if (!par) {
 269     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 270     return kFALSE;
 271   }
 272
 273   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 274
 275   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 276   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 277   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 278
 279   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 280   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 281   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 282
 283   Float_t  rot[3];
 284
 285   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 286   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 287          * par->GetTimeBinSize();
 288   rot[1] = col0  + padCol
 289          * par->GetColPadSize(iplan);
 290   rot[2] = row0  + padRow
 291          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 292
 293   // Rotate back to original position
 294   return RotateBack(idet,rot,global);
 295
 296 }
 297
 298
 299
 300 //_____________________________________________________________________________
 301 Bool_t AliTRDgeometry::Global2Local(Int_t mode, Float_t *local, Float_t *global, Int_t* index,  AliTRDparameter *par) const
 302 {
 303   //
 304   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 305   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 306   //
 307   //index[0]=plane number
 308   //index[1]=chamber number
 309   //index[2]=sector number
 310   //
 311   // mode=0  - local coordinate in y, z,             x - rotated global
 312   // mode=2  - local coordinate in pad, and pad row, x - rotated global
 313   //
 314   if (!par) {
 315     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 316     return kFALSE;
 317   }
 318
 319   //Int_t    idet    = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 320   Int_t    idet      = GetDetector(index[0],index[1],index[2]); // Detector number
 321   Rotate(idet,global,local);
 322   if (mode==0) return kTRUE;
 323   //
 324   //  Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 325   //Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 326   //Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 327   //
 328   // mode 1 to be implemented later
 329   // calculate (x,y,z) position in time bin pad row pad
 330   //
 331   //rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 332   //       * par->GetTimeBinSize();
 333   //rot[1] = col0  + padCol
 334   //       * par->GetColPadSize(iplan);
 335   //rot[2] = row0  + padRow
 336   //       * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 337
 338   return kTRUE;
 339
 340 }
 341
 342 //___________________________________________________________________
 343 Bool_t   AliTRDgeometry::Global2Detector(Float_t global[3], Int_t index[3], AliTRDparameter *par)
 344 {
 345   //
 346   //
 347   //input = global position
 348   //output =index
 349   //index[0]=plane number
 350   //index[1]=chamber number
 351   //index[2]=sector number
 352   Float_t fi;
 353   //
 354   fi = TMath::ATan2(global[1],global[0]);
 355   if (fi<0) fi += 2*TMath::Pi();
 356   index[2] = Int_t(TMath::Nint((fi - GetAlpha()/2.)/GetAlpha()));
 357   //
 358   //
 359   Float_t locx = global[0] * fRotA11[index[2]] + global[1] * fRotA12[index[2]];
 360   index[0] = 0;
 361   Float_t max = locx-par->GetTime0(0);
 362   for (Int_t iplane=1; iplane<fgkNplan;iplane++){
 363     Float_t dist = TMath::Abs(locx-par->GetTime0(iplane));
 364     if (dist < max){
 365       index[0] = iplane;
 366       max = dist;
 367     }
 368   }
 369   Float_t theta = TMath::ATan2(global[2],locx);
 370   index[1] = TMath::Nint(float(fgkNcham)*theta/(0.25*TMath::Pi()));
 371   return kTRUE;
 372
 373 }
 374
 375
 376 //_____________________________________________________________________________
 377 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 378 {
 379   //
 380   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 381   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 382   // corresponding local frame <rot>.
 383   //
 384
 385   Int_t sector = GetSector(d);
 386
 387   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 388   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 389   rot[2] =  pos[2];
 390
 391   return kTRUE;
 392
 393 }
 394
 395 //_____________________________________________________________________________
 396 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 397 {
 398   //
 399   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 400   // original position and transforms the corresponding local frame
 401   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 402   //
 403
 404   Int_t sector = GetSector(d);
 405
 406   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 407   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 408   pos[2] =  rot[2];
 409
 410   return kTRUE;
 411
 412 }
 413
 414 //_____________________________________________________________________________
 415 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(Int_t p, Int_t c) const
 416 {
 417   //
 418   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 419   //
 420
 421   return (p + c * fgkNplan);
 422
 423 }
 424
 425 //_____________________________________________________________________________
 426 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(Int_t p, Int_t c, Int_t s) const
 427 {
 428   //
 429   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 430   //
 431
 432   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 433
 434 }
 435
 436 //_____________________________________________________________________________
 437 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(Int_t d) const
 438 {
 439   //
 440   // Reconstruct the plane number from the detector number
 441   //
 442
 443   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 444
 445 }
 446
 447 //_____________________________________________________________________________
 448 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(Int_t d) const
 449 {
 450   //
 451   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 452   //
 453
 454   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 455
 456 }
 457
 458 //_____________________________________________________________________________
 459 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(Int_t d) const
 460 {
 461   //
 462   // Reconstruct the sector number from the detector number
 463   //
 464
 465   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 466
 467 }
 468
 469 //_____________________________________________________________________________
 470 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 471 {
 472   //
 473   // Use the old chamber lengths
 474   //
 475
 476   Int_t icham;
 477   Int_t iplan;
 478
 479   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 480                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 481                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 482                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 483                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 484                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 485
 486   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 487     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 488       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 489     }
 490   }
 491
 492 }
 493
 494 //_____________________________________________________________________________
 495 AliTRDgeometry* AliTRDgeometry::GetGeometry(AliRunLoader* runLoader)
 496 {
 497   //
 498   // load the geometry from the galice file
 499   //
 500
 501   if (!runLoader) runLoader = AliRunLoader::GetRunLoader();
 502   if (!runLoader) {
 503     ::Error("AliTRDgeometry::GetGeometry", "No run loader");
 504     return NULL;
 505   }
 506
 507   TDirectory* saveDir = gDirectory;
 508   runLoader->CdGAFile();
 509
 510   AliTRDgeometry* geom = (AliTRDgeometry*) gDirectory->Get("TRDgeometry");
 511   if (!geom) ::Error("AliTRDgeometry::GetGeometry", "Geometry not found");
 512
 513   saveDir->cd();
 514   return geom;
 515 }