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 #include "AliRun.h"
  32 #include "AliTRD.h"
  33
  34 ClassImp(AliTRDgeometry)
  35
  36 //_____________________________________________________________________________
  37
  38   //
  39   // The geometry constants
  40   //
  41   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNsect   = kNsect;
  42   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNplan   = kNplan;
  43   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNcham   = kNcham;
  44   const Int_t   AliTRDgeometry::fgkNdet    = kNdet;
  45
  46   //
  47   // Dimensions of the detector
  48   //
  49
  50   // Inner and outer radius of the mother volumes
  51   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmin    = 294.0;
  52   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRmax    = 368.0;
  53
  54   // Upper and lower length of the mother volumes
  55   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax1   = 378.35;
  56   const Float_t AliTRDgeometry::fgkZmax2   = 302.0;
  57
  58   // Parameter of the BTR mother volumes
  59   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSheight =  74.0;
  60   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth1 =  99.613;
  61   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSwidth2 = 125.707;
  62   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR1 = 751.0;
  63   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR2 = 313.5;
  64   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSlenTR3 = 159.5;
  65
  66   // The super module side plates
  67   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMpltT  = 0.2;
  68   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSMgapT  = 0.5;
  69
  70   // Height of different chamber parts
  71   // Radiator
  72   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCraH    =   4.8;
  73   // Drift region
  74   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCdrH    =   3.0;
  75   // Amplification region
  76   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCamH    =   0.7;
  77   // Readout
  78   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroH    =   2.316;
  79   // Total height
  80   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCH      = AliTRDgeometry::fgkCraH
  81                                            + AliTRDgeometry::fgkCdrH
  82                                            + AliTRDgeometry::fgkCamH
  83                                            + AliTRDgeometry::fgkCroH;
  84
  85   // Vertical spacing of the chambers
  86   const Float_t AliTRDgeometry::fgkVspace  =   1.784;
  87
  88   // Horizontal spacing of the chambers
  89   const Float_t AliTRDgeometry::fgkHspace  =   2.0;
  90
  91   // Thicknesses of different parts of the chamber frame
  92   // Lower aluminum frame
  93   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCalT    =   0.3;
  94   // Lower G10 frame sides
  95   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclsT   =   0.3;
  96   // Lower G10 frame front
  97   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCclfT   =   1.0;
  98   // Upper G10 frame
  99   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCcuT    =   0.9;
 100   // Upper Al frame
 101   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCauT    =   1.5;
 102
 103   // Additional width of the readout chamber frames
 104   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCroW    =   0.9;
 105
 106   // Difference of outer chamber width and pad plane width
 107   //const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   1.0;
 108   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCpadW   =   0.0;
 109   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRpadW   =   1.0;
 110
 111   //
 112   // Thickness of the the material layers
 113   //
 114   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaThick = 0.3646;
 115   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyThick = 0.005;
 116   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrThick = AliTRDgeometry::fgkCdrH;
 117   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmThick = AliTRDgeometry::fgkCamH;
 118   const Float_t AliTRDgeometry::fgkXeThick = AliTRDgeometry::fgkDrThick
 119                                            + AliTRDgeometry::fgkAmThick;
 120   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuThick = 0.001;
 121   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuThick = 0.06;
 122   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeThick = 0.0044;
 123   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoThick = 0.02;
 124   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaThick = 0.02;
 125
 126   //
 127   // Position of the material layers
 128   //
 129   const Float_t AliTRDgeometry::fgkRaZpos  = -1.50;
 130   const Float_t AliTRDgeometry::fgkMyZpos  =  0.895;
 131   const Float_t AliTRDgeometry::fgkDrZpos  =  2.4;
 132   const Float_t AliTRDgeometry::fgkAmZpos  =  0.0;
 133   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCuZpos  = -0.9995;
 134   const Float_t AliTRDgeometry::fgkSuZpos  =  0.0000;
 135   const Float_t AliTRDgeometry::fgkFeZpos  =  0.0322;
 136   const Float_t AliTRDgeometry::fgkCoZpos  =  0.97;
 137   const Float_t AliTRDgeometry::fgkWaZpos  =  0.99;
 138
 139 //_____________________________________________________________________________
 140 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
 141 {
 142   //
 143   // AliTRDgeometry default constructor
 144   //
 145
 146   Init();
 147
 148 }
 149
 150 //_____________________________________________________________________________
 151 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
 152 {
 153   //
 154   // AliTRDgeometry destructor
 155   //
 156
 157 }
 158
 159 //_____________________________________________________________________________
 160 void AliTRDgeometry::Init()
 161 {
 162   //
 163   // Initializes the geometry parameter
 164   //
 165   // The maximum number of pads
 166   // and the position of pad 0,0,0
 167   //
 168   // chambers seen from the top:
 169   //     +----------------------------+
 170   //     |                            |
 171   //     |                            |      ^
 172   //     |                            |  rphi|
 173   //     |                            |      |
 174   //     |0                           |      |
 175   //     +----------------------------+      +------>
 176   //                                             z
 177   // chambers seen from the side:            ^
 178   //     +----------------------------+ drift|
 179   //     |0                           |      |
 180   //     |                            |      |
 181   //     +----------------------------+      +------>
 182   //                                             z
 183   //
 184   // IMPORTANT: time bin 0 is now the first one in the drift region
 185   // closest to the readout !!!
 186   //
 187
 188   Int_t icham;
 189   Int_t iplan;
 190   Int_t isect;
 191
 192   // The outer width of the chambers
 193   fCwidth[0] =  94.8;
 194   fCwidth[1] =  99.3;
 195   fCwidth[2] = 103.7;
 196   fCwidth[3] = 108.1;
 197   fCwidth[4] = 112.6;
 198   fCwidth[5] = 117.0;
 199
 200   // The outer lengths of the chambers
 201   // Includes the spacings between the chambers!
 202   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 124.0, 124.0, 110.0, 124.0, 124.0 }
 203                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 204                                      , { 138.0, 138.0, 110.0, 138.0, 138.0 }
 205                                      , { 145.0, 145.0, 110.0, 145.0, 145.0 }
 206                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 }
 207                                      , { 147.0, 147.0, 110.0, 147.0, 147.0 } };
 208
 209   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 210     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 211       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 212       fClengthPH[iplan][icham] = 0.0;
 213       fClengthRH[iplan][icham] = 0.0;
 214     }
 215   }
 216
 217   // The rotation matrix elements
 218   Float_t phi = 0;
 219   for (isect = 0; isect < fgkNsect; isect++) {
 220     phi = -2.0 * TMath::Pi() /  (Float_t) fgkNsect * ((Float_t) isect + 0.5);
 221     fRotA11[isect] = TMath::Cos(phi);
 222     fRotA12[isect] = TMath::Sin(phi);
 223     fRotA21[isect] = TMath::Sin(phi);
 224     fRotA22[isect] = TMath::Cos(phi);
 225     phi = -1.0 * phi;
 226     fRotB11[isect] = TMath::Cos(phi);
 227     fRotB12[isect] = TMath::Sin(phi);
 228     fRotB21[isect] = TMath::Sin(phi);
 229     fRotB22[isect] = TMath::Cos(phi);
 230   }
 231
 232 }
 233
 234 //_____________________________________________________________________________
 235 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t* )
 236 {
 237   //
 238   // Create TRD geometry
 239   //
 240
 241 }
 242
 243 //_____________________________________________________________________________
 244 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local
 245                                    , Float_t *global
 246                                    , AliTRDparameter *par) const
 247 {
 248   //
 249   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 250   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 251   //
 252
 253   Int_t icham = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 254   Int_t isect = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 255   Int_t iplan = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 256
 257   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global,par);
 258
 259 }
 260
 261 //_____________________________________________________________________________
 262 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 263                                   , Float_t *local, Float_t *global
 264                                   , AliTRDparameter *par) const
 265 {
 266   //
 267   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 268   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 269   //
 270
 271   if (!par) {
 272     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 273     return kFALSE;
 274   }
 275
 276   Int_t    idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 277
 278   Float_t  padRow    = local[0]+0.5;                   // Pad Row position
 279   Float_t  padCol    = local[1]+0.5;                   // Pad Column position
 280   Float_t  timeSlice = local[2]+0.5;                   // Time "position"
 281
 282   Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 283   Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 284   Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 285
 286   Float_t  rot[3];
 287
 288   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 289   rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 290          * par->GetTimeBinSize();
 291   rot[1] = col0  + padCol
 292          * par->GetColPadSize(iplan);
 293   rot[2] = row0  + padRow
 294          * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 295
 296   // Rotate back to original position
 297   return RotateBack(idet,rot,global);
 298
 299 }
 300
 301
 302
 303 //_____________________________________________________________________________
 304 Bool_t AliTRDgeometry::Global2Local(Int_t mode, Float_t *local, Float_t *global, Int_t* index,  AliTRDparameter *par) const
 305 {
 306   //
 307   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 308   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 309   //
 310   //index[0]=plane number
 311   //index[1]=chamber number
 312   //index[2]=sector number
 313   //
 314   // mode=0  - local coordinate in y, z,             x - rotated global
 315   // mode=2  - local coordinate in pad, and pad row, x - rotated global
 316   //
 317   if (!par) {
 318     Error("Local2Global","No parameter defined\n");
 319     return kFALSE;
 320   }
 321
 322   //Int_t    idet    = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 323   Int_t    idet      = GetDetector(index[0],index[1],index[2]); // Detector number
 324   Rotate(idet,global,local);
 325   if (mode==0) return kTRUE;
 326   //
 327   //  Float_t  row0      = par->GetRow0(iplan,icham,isect);
 328   //Float_t  col0      = par->GetCol0(iplan);
 329   //Float_t  time0     = par->GetTime0(iplan);
 330   //
 331   // mode 1 to be implemented later
 332   // calculate (x,y,z) position in time bin pad row pad
 333   //
 334   //rot[0] = time0 - (timeSlice - par->GetTimeBefore())
 335   //       * par->GetTimeBinSize();
 336   //rot[1] = col0  + padCol
 337   //       * par->GetColPadSize(iplan);
 338   //rot[2] = row0  + padRow
 339   //       * par->GetRowPadSize(iplan,icham,isect);
 340
 341   return kTRUE;
 342
 343 }
 344
 345 //___________________________________________________________________
 346 Bool_t   AliTRDgeometry::Global2Detector(Float_t global[3], Int_t index[3], AliTRDparameter *par)
 347 {
 348   //
 349   //
 350   //input = global position
 351   //output =index
 352   //index[0]=plane number
 353   //index[1]=chamber number
 354   //index[2]=sector number
 355   Float_t fi;
 356   //
 357   fi = TMath::ATan2(global[1],global[0]);
 358   if (fi<0) fi += 2*TMath::Pi();
 359   index[2] = Int_t(TMath::Nint((fi - GetAlpha()/2.)/GetAlpha()));
 360   //
 361   //
 362   Float_t locx = global[0] * fRotA11[index[2]] + global[1] * fRotA12[index[2]];
 363   index[0] = 0;
 364   Float_t max = locx-par->GetTime0(0);
 365   for (Int_t iplane=1; iplane<fgkNplan;iplane++){
 366     Float_t dist = TMath::Abs(locx-par->GetTime0(iplane));
 367     if (dist < max){
 368       index[0] = iplane;
 369       max = dist;
 370     }
 371   }
 372   Float_t theta = TMath::ATan2(global[2],locx);
 373   index[1] = TMath::Nint(float(fgkNcham)*theta/(0.25*TMath::Pi()));
 374   return kTRUE;
 375
 376 }
 377
 378
 379 //_____________________________________________________________________________
 380 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot) const
 381 {
 382   //
 383   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 384   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 385   // corresponding local frame <rot>.
 386   //
 387
 388   Int_t sector = GetSector(d);
 389
 390   rot[0] =  pos[0] * fRotA11[sector] + pos[1] * fRotA12[sector];
 391   rot[1] = -pos[0] * fRotA21[sector] + pos[1] * fRotA22[sector];
 392   rot[2] =  pos[2];
 393
 394   return kTRUE;
 395
 396 }
 397
 398 //_____________________________________________________________________________
 399 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 400 {
 401   //
 402   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 403   // original position and transforms the corresponding local frame
 404   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 405   //
 406
 407   Int_t sector = GetSector(d);
 408
 409   pos[0] =  rot[0] * fRotB11[sector] + rot[1] * fRotB12[sector];
 410   pos[1] = -rot[0] * fRotB21[sector] + rot[1] * fRotB22[sector];
 411   pos[2] =  rot[2];
 412
 413   return kTRUE;
 414
 415 }
 416
 417 //_____________________________________________________________________________
 418 Int_t AliTRDgeometry::GetDetectorSec(Int_t p, Int_t c) const
 419 {
 420   //
 421   // Convert plane / chamber into detector number for one single sector
 422   //
 423
 424   return (p + c * fgkNplan);
 425
 426 }
 427
 428 //_____________________________________________________________________________
 429 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(Int_t p, Int_t c, Int_t s) const
 430 {
 431   //
 432   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 433   //
 434
 435   return (p + c * fgkNplan + s * fgkNplan * fgkNcham);
 436
 437 }
 438
 439 //_____________________________________________________________________________
 440 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(Int_t d) const
 441 {
 442   //
 443   // Reconstruct the plane number from the detector number
 444   //
 445
 446   return ((Int_t) (d % fgkNplan));
 447
 448 }
 449
 450 //_____________________________________________________________________________
 451 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(Int_t d) const
 452 {
 453   //
 454   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 455   //
 456
 457   return ((Int_t) (d % (fgkNplan * fgkNcham)) / fgkNplan);
 458
 459 }
 460
 461 //_____________________________________________________________________________
 462 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(Int_t d) const
 463 {
 464   //
 465   // Reconstruct the sector number from the detector number
 466   //
 467
 468   return ((Int_t) (d / (fgkNplan * fgkNcham)));
 469
 470 }
 471
 472 //_____________________________________________________________________________
 473 void AliTRDgeometry::SetOldGeometry()
 474 {
 475   //
 476   // Use the old chamber lengths
 477   //
 478
 479   Int_t icham;
 480   Int_t iplan;
 481
 482   Float_t length[kNplan][kNcham]   = { { 123.5, 123.5, 110.0, 123.5, 123.5 }
 483                                      , { 131.0, 131.0, 110.0, 131.0, 131.0 }
 484                                      , { 134.5, 138.5, 110.0, 138.5, 134.5 }
 485                                      , { 142.0, 146.0, 110.0, 146.0, 142.0 }
 486                                      , { 142.0, 153.0, 110.0, 153.0, 142.0 }
 487                                      , { 134.0, 160.5, 110.0, 160.5, 134.0 } };
 488
 489   for (icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
 490     for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 491       fClength[iplan][icham]   = length[iplan][icham];
 492     }
 493   }
 494
 495 }
 496
 497 //_____________________________________________________________________________
 498 AliTRDgeometry* AliTRDgeometry::GetGeometry(AliRunLoader* runLoader)
 499 {
 500   //
 501   // load the geometry from the galice file
 502   //
 503
 504   if (!runLoader) runLoader = AliRunLoader::GetRunLoader();
 505   if (!runLoader) {
 506     ::Error("AliTRDgeometry::GetGeometry", "No run loader");
 507     return NULL;
 508   }
 509
 510   TDirectory* saveDir = gDirectory;
 511   runLoader->CdGAFile();
 512
 513   // Try from the galice.root file
 514   AliTRDgeometry* geom = (AliTRDgeometry*) gDirectory->Get("TRDgeometry");
 515
 516   if (!geom) {
 517     // It is not in the file, try to get it from gAlice,
 518     // which corresponds to the run loader
 519     AliTRD * trd = (AliTRD*)runLoader->GetAliRun()->GetDetector("TRD");
 520     geom = trd->GetGeometry();
 521   }
 522   if (!geom) ::Error("AliTRDgeometry::GetGeometry", "Geometry not found");
 523
 524   saveDir->cd();
 525   return geom;
 526 }