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 1.21  2002/11/21 16:09:44  cblume
  19 Change fgkRpadW to 1.0 cm for new pad plane
  20
  21 Revision 1.20  2002/10/31 17:45:35  cblume
  22 New chamber geometry
  23
  24 Revision 1.19  2002/10/14 14:57:43  hristov
  25 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
  26
  27 Revision 1.15.6.2  2002/07/24 10:09:30  alibrary
  28 Updating VirtualMC
  29
  30 Revision 1.15.6.1  2002/06/10 15:28:58  hristov
  31 Merged with v3-08-02
  32
  33 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  34 Remove const for CreateGeometry
  35
  36 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  37 Coding conventions
  38
  39 Revision 1.18  2002/06/12 09:54:35  cblume
  40 Update of tracking code provided by Sergei
  41
  42 Revision 1.17  2002/04/05 13:20:12  cblume
  43 Remove const for CreateGeometry
  44
  45 Revision 1.16  2002/03/28 14:59:07  cblume
  46 Coding conventions
  47
  48 Revision 1.15  2002/02/11 14:21:16  cblume
  49 Update of the geometry. Get rid of MANY
  50
  51 Revision 1.14  2001/11/06 17:19:41  cblume
  52 Add detailed geometry and simple simulator
  53
  54 Revision 1.13  2001/08/02 08:30:45  cblume
  55 Fix positions of cooling material
  56
  57 Revision 1.12  2001/05/21 16:45:47  hristov
  58 Last minute changes (C.Blume)
  59
  60 Revision 1.11  2001/05/11 07:56:12  hristov
  61 Consistent declarations needed on Alpha
  62
  63 Revision 1.10  2001/05/07 08:08:05  cblume
  64 Update of TRD code
  65
  66 Revision 1.9  2001/03/27 12:48:33  cblume
  67 Correct for volume overlaps
  68
  69 Revision 1.8  2001/03/13 09:30:35  cblume
  70 Update of digitization. Moved digit branch definition to AliTRD
  71
  72 Revision 1.7  2001/02/14 18:22:26  cblume
  73 Change in the geometry of the padplane
  74
  75 Revision 1.6  2000/11/01 14:53:20  cblume
  76 Merge with TRD-develop
  77
  78 Revision 1.1.4.7  2000/10/16 01:16:53  cblume
  79 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
  80
  81 Revision 1.1.4.6  2000/10/15 23:35:57  cblume
  82 Include geometry constants as static member
  83
  84 Revision 1.1.4.5  2000/10/06 16:49:46  cblume
  85 Made Getters const
  86
  87 Revision 1.1.4.4  2000/10/04 16:34:58  cblume
  88 Replace include files by forward declarations
  89
  90 Revision 1.1.4.3  2000/09/22 14:43:40  cblume
  91 Allow the pad/timebin-dimensions to be changed after initialization
  92
  93 Revision 1.1.4.2  2000/09/18 13:37:01  cblume
  94 Minor coding corrections
  95
  96 Revision 1.5  2000/10/02 21:28:19  fca
  97 Removal of useless dependecies via forward declarations
  98
  99 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 100 Make code compliant to coding conventions
 101
 102 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 103 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 104
 105 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 106 Merge TRD-develop
 107
 108 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 109 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 110
 111 Revision 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
 112 Make code compliant to coding conventions
 113
 114 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
 115 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
 116
 117 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
 118 Merge TRD-develop
 119
 120 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
 121 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
 122
 123 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
 124 Add new TRD classes
 125
 126 */
 127
 128 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 129 //                                                                           //
 130 //  TRD geometry class                                                       //
 131 //                                                                           //
 132 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 133
 134
 135 #include "AliTRDgeometry.h"
 136 #include "AliTRDparameter.h"
 137
 138 ClassImp(AliTRDgeometry)
 139
 140 //_____________________________________________________________________________
 141
 142   //
 143   // The geometry constants
 144   //
 145   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
 146   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
 147   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
 148   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
 149
 150   //
 151   // Dimensions of the detector
 152   //
 153
 154   // Inner and outer radius of the mother volumes
 155   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
 156   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
 157
 158   // Upper and lower length of the mother volumes
 159   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
 160   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
 161
 162   // Parameter of the BTR mother volumes
 163   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
 164   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
 165   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
 166   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
 167   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
 168   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
 169
 170   // Height of different chamber parts
 171   // Radiator
 172   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
 173   // Drift region
 174   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
 175   // Amplification region
 176   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
 177   // Readout
 178   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.0;
 179   // Total height
 180   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
 181                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
 182                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
 183                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
 184
 185   // Vertical spacing of the chambers
 186   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   2.1;
 187
 188   // Horizontal spacing of the chambers
 189   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
 190
 191   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
 192   // Lower aluminum frame
 193   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
 194   // Lower G10 frame sides
 195   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
 196   // Lower G10 frame front
 197   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
 198   // Upper G10 frame
 199   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
 200   // Upper Al frame
 201   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
 202
 203   // Additional width of the readout chamber frames
 204   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 205
 206   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 207   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 208   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.0;
 209
 210   //
 211   // Thickness of the the material layers
 212   //
 213   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 214   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 215   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 216   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 217   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 218                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 219   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 220   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 221   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 222   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 223   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 224
 225   //
 226   // Position of the material layers
 227   //
 228   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 229   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 230   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 231   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 232   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 233   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 234   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 235   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 236   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 237
 238 //_____________________________________________________________________________
 239 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 240 {
 241   //
 242   // AliTRDgeometry default constructor
 243   //
 244
 245   Init();
 246
 247 }
 248
 249 //_____________________________________________________________________________
 250 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 251 {
 252   //
 253   // AliTRDgeometry destructor
 254   //
 255
 256 }
 257
 258 //_____________________________________________________________________________
 259 void AliTRDgeometry::Init()
 260 {
 261   //
 262   // Initializes the geometry parameter
 263   //
 264   // The maximum number of pads
 265   // and the position of pad 0,0,0
 266   //
 267   // chambers seen from the top:
 268   //     +----------------------------+
 269   //     |                            |
 270   //     |                            |      ^
 271   //     |                            |  rphi|
 272   //     |                            |      |
 273   //     |0                           |      |
 274   //     +----------------------------+      +------>
 275   //                                             z
 276   // chambers seen from the side:            ^
 277   //     +----------------------------+ drift|
 278   //     |0                           |      |
 279   //     |                            |      |
 280   //     +----------------------------+      +------>
 281   //                                             z
 282   //
 283   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 284   // closest to the readout !!!
 285   //
 286
 287   Int_t icham;
 288   Int_t iplan;
 289   Int_t isect;
 290
 291   // The outer width of the chambers
 292   fCwidth[0] =  95.6;
 293   fCwidth[1] = 100.1;
 294   fCwidth[2] = 104.5;
 295   fCwidth[3] = 108.9;
 296   fCwidth[4] = 113.4;
 297   fCwidth[5] = 117.8;
 298
 299   // The outer lengths of the chambers
 300   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 301                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 302                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 303                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 304                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 305                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 306
 307   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 308     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 309       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 310       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 311       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 312     }
 313   }
 314
 315   // The rotation matrix elements
 316   Float_t phi = 0;
 317   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 318     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 319     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 320     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 321     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 322     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 323     phi = -1.0 * phi;
 324     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 325     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 326     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 327     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 328   }
 329
 330 }
 331
 332 //_____________________________________________________________________________
 333 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 334 {
 335   //
 336   // Create TRD geometry
 337   //
 338
 339 }
 340
 341 //_____________________________________________________________________________
 342 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 343                                    , Float_t *global
 344                                    , AliTRDparameter *par) const
 345 {
 346   //
 347   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 348   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 349   //
 350
 351   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 352   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 353   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 354
 355   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 356
 357 }
 358
 359 //_____________________________________________________________________________
 360 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 361                                   , Float_t *local, Float_t *global
 362                                   , AliTRDparameter *par) const
 363 {
 364   //
 365   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 366   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 367   //
 368
 369   if (!par) {
 370     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 371     return kFALSE;
 372   }
 373
 374   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 375
 376   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 377   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 378   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 379
 380   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 381   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 382   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 383
 384   Float_t  rot[3];
 385
 386   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 387   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 388          * par->GetTimeBinSize();
 389   rot[1] = col0  + padCol
 390          * par->GetColPadSize(iplan);
 391   rot[2] = row0  + padRow
 392          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 393
 394   // Rotate back to original position
 395   return RotateBack(idet,rot,global);
 396
 397 }
 398
 399 //_____________________________________________________________________________
 400 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 401 {
 402   //
 403   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 404   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 405   // corresponding local frame <rot>.
 406   //
 407
 408   Int_t sector = GetSector(d);
 409
 410   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 411   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 412   rot[2] =  pos[2];
 413
 414   return kTRUE;
 415
 416 }
 417
 418 //_____________________________________________________________________________
 419 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 420 {
 421   //
 422   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 423   // original position and transforms the corresponding local frame
 424   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 425   //
 426
 427   Int_t sector = GetSector(d);
 428
 429   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 430   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 431   pos[2] =  rot[2];
 432
 433   return kTRUE;
 434
 435 }
 436
 437 //_____________________________________________________________________________
 438 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(const Int_t p, const Int_t c) const
 439 {
 440   //
 441   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 442   //
 443
 444   return (p + c * fgkNplan);
 445
 446 }
 447
 448 //_____________________________________________________________________________
 449 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(const Int_t p, const Int_t c, const Int_t s) const
 450 {
 451   //
 452   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 453   //
 454
 455   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 456
 457 }
 458
 459 //_____________________________________________________________________________
 460 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(const Int_t d) const
 461 {
 462   //
 463   // Reconstruct the plane number from the detector number
 464   //
 465
 466   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 467
 468 }
 469
 470 //_____________________________________________________________________________
 471 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(const Int_t d) const
 472 {
 473   //
 474   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 475   //
 476
 477   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 478
 479 }
 480
 481 //_____________________________________________________________________________
 482 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(const Int_t d) const
 483 {
 484   //
 485   // Reconstruct the sector number from the detector number
 486   //
 487
 488   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 489
 490 }
 491
 492 //_____________________________________________________________________________
 493 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 494 {
 495   //
 496   // Use the old chamber lengths
 497   //
 498
 499   Int_t icham;
 500   Int_t iplan;
 501
 502   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 503                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 504                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 505                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 506                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 507                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 508
 509   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 510     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 511       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 512     }
 513   }
 514
 515 }