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