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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.19  2002/10/14 14:57:43  hristov
  19 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
  20
  21 Revision 1.15.6.2  2002/07/24 10:09:30  alibrary
  22 Updating VirtualMC
  23
  24 Revision 1.15.6.1  2002/06/10 15:28:58  hristov
  25 Merged with v3-08-02
  26
  27 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  28 Remove const for CreateGeometry
  29
  30 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  31 Coding conventions
  32
  33 Revision 1.18  2002/06/12 09:54:35  cblume
  34 Update of tracking code provided by Sergei
  35
  36 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  37 Remove const for CreateGeometry
  38
  39 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  40 Coding conventions
  41
  42 Revision 1.15  2002/02/11 14:21:16  cblume
  43 Update of the geometry. Get rid of MANY
  44
  45 Revision 1.14  2001/11/06 17:19:41  cblume
  46 Add detailed geometry and simple simulator
  47
  48 Revision 1.13  2001/08/02 08:30:45  cblume
  49 Fix positions of cooling material
  50
  51 Revision 1.12  2001/05/21 16:45:47  hristov
  52 Last minute changes (C.Blume)
  53
  54 Revision 1.11  2001/05/11 07:56:12  hristov
  55 Consistent declarations needed on Alpha
  56
  57 Revision 1.10  2001/05/07 08:08:05  cblume
  58 Update of TRD code
  59
  60 Revision 1.9  2001/03/27 12:48:33  cblume
  61 Correct for volume overlaps
  62
  63 Revision 1.8  2001/03/13 09:30:35  cblume
  64 Update of digitization. Moved digit branch definition to AliTRD
  65
  66 Revision 1.7  2001/02/14 18:22:26  cblume
  67 Change in the geometry of the padplane
  68
  69 Revision 1.6  2000/11/01 14:53:20  cblume
  70 Merge with TRD-develop
  71
  72 Revision 1.1.4.7  2000/10/16 01:16:53  cblume
  73 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
  74
  75 Revision 1.1.4.6  2000/10/15 23:35:57  cblume
  76 Include geometry constants as static member
  77
  78 Revision 1.1.4.5  2000/10/06 16:49:46  cblume
  79 Made Getters const
  80
  81 Revision 1.1.4.4  2000/10/04 16:34:58  cblume
  82 Replace include files by forward declarations
  83
  84 Revision 1.1.4.3  2000/09/22 14:43:40  cblume
  85 Allow the pad/timebin-dimensions to be changed after initialization
  86
  87 Revision 1.1.4.2  2000/09/18 13:37:01  cblume
  88 Minor coding corrections
  89
  90 Revision 1.5  2000/10/02 21:28:19  fca
  91 Removal of useless dependecies via forward declarations
  92
  93 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
  94 Make code compliant to coding conventions
  95
  96 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
  97 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
  98
  99 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 100 Merge TRD-develop
 101
 102 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 103 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 104
 105 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 106 Make code compliant to coding conventions
 107
 108 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 109 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 110
 111 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 112 Merge TRD-develop
 113
 114 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 115 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 116
 117 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
 118 Add new TRD classes
 119
 120 */
 121
 122 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 123 //                                                                           //
 124 //  TRD geometry class                                                       //
 125 //                                                                           //
 126 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 127
 128 #include "AliMC.h"
 129
 130 #include "AliTRDgeometry.h"
 131 #include "AliTRDparameter.h"
 132 #include "AliMC.h"
 133
 134 ClassImp(AliTRDgeometry)
 135
 136 //_____________________________________________________________________________
 137
 138   //
 139   // The geometry constants
 140   //
 141   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
 142   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
 143   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
 144   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
 145
 146   //
 147   // Dimensions of the detector
 148   //
 149
 150   // Inner and outer radius of the mother volumes
 151   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
 152   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
 153
 154   // Upper and lower length of the mother volumes
 155   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
 156   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
 157
 158   // Parameter of the BTR mother volumes
 159   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
 160   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
 161   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
 162   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
 163   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
 164   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
 165
 166   // Height of different chamber parts
 167   // Radiator
 168   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
 169   // Drift region
 170   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
 171   // Amplification region
 172   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
 173   // Readout
 174   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.0;
 175   // Total height
 176   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
 177                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
 178                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
 179                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
 180
 181   // Vertical spacing of the chambers
 182   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   2.1;
 183
 184   // Horizontal spacing of the chambers
 185   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
 186
 187   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
 188   // Lower aluminum frame
 189   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
 190   // Lower G10 frame sides
 191   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
 192   // Lower G10 frame front
 193   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
 194   // Upper G10 frame
 195   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
 196   // Upper Al frame
 197   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
 198
 199   // Additional width of the readout chamber frames
 200   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 201
 202   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 203   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 204   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.5;
 205
 206   //
 207   // Thickness of the the material layers
 208   //
 209   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 210   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 211   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 212   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 213   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 214                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 215   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 216   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 217   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 218   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 219   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 220
 221   //
 222   // Position of the material layers
 223   //
 224   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 225   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 226   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 227   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 228   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 229   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 230   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 231   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 232   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 233
 234 //_____________________________________________________________________________
 235 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 236 {
 237   //
 238   // AliTRDgeometry default constructor
 239   //
 240
 241   Init();
 242
 243 }
 244
 245 //_____________________________________________________________________________
 246 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 247 {
 248   //
 249   // AliTRDgeometry destructor
 250   //
 251
 252 }
 253
 254 //_____________________________________________________________________________
 255 void AliTRDgeometry::Init()
 256 {
 257   //
 258   // Initializes the geometry parameter
 259   //
 260   // The maximum number of pads
 261   // and the position of pad 0,0,0
 262   //
 263   // chambers seen from the top:
 264   //     +----------------------------+
 265   //     |                            |
 266   //     |                            |      ^
 267   //     |                            |  rphi|
 268   //     |                            |      |
 269   //     |0                           |      |
 270   //     +----------------------------+      +------>
 271   //                                             z
 272   // chambers seen from the side:            ^
 273   //     +----------------------------+ drift|
 274   //     |0                           |      |
 275   //     |                            |      |
 276   //     +----------------------------+      +------>
 277   //                                             z
 278   //
 279   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 280   // closest to the readout !!!
 281   //
 282
 283   Int_t icham;
 284   Int_t iplan;
 285   Int_t isect;
 286
 287   // The outer width of the chambers
 288   fCwidth[0] =  95.6;
 289   fCwidth[1] = 100.1;
 290   fCwidth[2] = 104.5;
 291   fCwidth[3] = 108.9;
 292   fCwidth[4] = 113.4;
 293   fCwidth[5] = 117.8;
 294
 295   // The outer lengths of the chambers
 296   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 297                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 298                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 299                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 300                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 301                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 302
 303   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 304     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 305       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 306       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 307       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 308     }
 309   }
 310
 311   // The rotation matrix elements
 312   Float_t phi = 0;
 313   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 314     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 315     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 316     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 317     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 318     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 319     phi = -1.0 * phi;
 320     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 321     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 322     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 323     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 324   }
 325
 326 }
 327
 328 //_____________________________________________________________________________
 329 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 330 {
 331   //
 332   // Create TRD geometry
 333   //
 334
 335 }
 336
 337 //_____________________________________________________________________________
 338 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 339                                    , Float_t *global
 340                                    , AliTRDparameter *par) const
 341 {
 342   //
 343   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 344   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 345   //
 346
 347   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 348   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 349   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 350
 351   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 352
 353 }
 354
 355 //_____________________________________________________________________________
 356 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 357                                   , Float_t *local, Float_t *global
 358                                   , AliTRDparameter *par) const
 359 {
 360   //
 361   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 362   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 363   //
 364
 365   if (!par) {
 366     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 367     return kFALSE;
 368   }
 369
 370   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 371
 372   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 373   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 374   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 375
 376   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 377   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 378   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 379
 380   Float_t  rot[3];
 381
 382   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 383   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 384          * par->GetTimeBinSize();
 385   rot[1] = col0  + padCol
 386          * par->GetColPadSize(iplan);
 387   rot[2] = row0  + padRow
 388          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 389
 390   // Rotate back to original position
 391   return RotateBack(idet,rot,global);
 392
 393 }
 394
 395 //_____________________________________________________________________________
 396 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 397 {
 398   //
 399   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 400   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 401   // corresponding local frame <rot>.
 402   //
 403
 404   Int_t sector = GetSector(d);
 405
 406   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 407   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 408   rot[2] =  pos[2];
 409
 410   return kTRUE;
 411
 412 }
 413
 414 //_____________________________________________________________________________
 415 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 416 {
 417   //
 418   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 419   // original position and transforms the corresponding local frame
 420   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 421   //
 422
 423   Int_t sector = GetSector(d);
 424
 425   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 426   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 427   pos[2] =  rot[2];
 428
 429   return kTRUE;
 430
 431 }
 432
 433 //_____________________________________________________________________________
 434 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(const Int_t p, const Int_t c) const
 435 {
 436   //
 437   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 438   //
 439
 440   return (p + c * fgkNplan);
 441
 442 }
 443
 444 //_____________________________________________________________________________
 445 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(const Int_t p, const Int_t c, const Int_t s) const
 446 {
 447   //
 448   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 449   //
 450
 451   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 452
 453 }
 454
 455 //_____________________________________________________________________________
 456 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(const Int_t d) const
 457 {
 458   //
 459   // Reconstruct the plane number from the detector number
 460   //
 461
 462   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 463
 464 }
 465
 466 //_____________________________________________________________________________
 467 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(const Int_t d) const
 468 {
 469   //
 470   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 471   //
 472
 473   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 474
 475 }
 476
 477 //_____________________________________________________________________________
 478 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(const Int_t d) const
 479 {
 480   //
 481   // Reconstruct the sector number from the detector number
 482   //
 483
 484   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 485
 486 }
 487
 488 //_____________________________________________________________________________
 489 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 490 {
 491   //
 492   // Use the old chamber lengths
 493   //
 494
 495   Int_t icham;
 496   Int_t iplan;
 497
 498   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 499                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 500                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 501                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 502                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 503                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 504
 505   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 506     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 507       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 508     }
 509   }
 510
 511 }