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 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
  19 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
  20
  21 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
  22 Merge TRD-develop
  23
  24 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
  25 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
  26
  27 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
  28 Add new TRD classes
  29
  30 */
  31
  32 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  33 //                                                                           //
  34 //  TRD geometry class                                                       //
  35 //                                                                           //
  36 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  37
  38 #include "AliTRDgeometry.h"
  39 #include "AliTRDrecPoint.h"
  40
  41 ClassImp(AliTRDgeometry)
  42
  43 //_____________________________________________________________________________
  44 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
  45 {
  46   //
  47   // AliTRDgeometry default constructor
  48   //
  49
  50   Init();
  51
  52 }
  53
  54 //_____________________________________________________________________________
  55 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
  56 {
  57   //
  58   // AliTRDgeometry destructor
  59   //
  60
  61 }
  62
  63 //_____________________________________________________________________________
  64 void AliTRDgeometry::Init()
  65 {
  66   //
  67   // Initializes the geometry parameter
  68   //
  69
  70   Int_t iplan;
  71
  72   // The width of the chambers
  73   fCwidth[0]    =  99.6;
  74   fCwidth[1]    = 104.1;
  75   fCwidth[2]    = 108.5;
  76   fCwidth[3]    = 112.9;
  77   fCwidth[4]    = 117.4;
  78   fCwidth[5]    = 121.8;
  79
  80   // The default pad dimensions
  81   fRowPadSize  = 4.5;
  82   fColPadSize  = 1.0;
  83   fTimeBinSize = 0.1;
  84
  85   // The maximum number of pads
  86   // and the position of pad 0,0,0
  87   //
  88   // chambers seen from the top:
  89   //     +----------------------------+
  90   //     |                            |
  91   //     |                            |     ^
  92   //     |                            | rphi|
  93   //     |                            |     |
  94   //     |0                           |     |
  95   //     +----------------------------+     +------>
  96   //                                             z
  97   // chambers seen from the side:           ^
  98   //     +----------------------------+ time|
  99   //     |                            |     |
 100   //     |0                           |     |
 101   //     +----------------------------+     +------>
 102   //                                             z
 103   //
 104
 105   // The pad column (rphi-direction)
 106   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 107     fColMax[iplan] = 1 + TMath::Nint((fCwidth[iplan] - 2. * kCcthick)
 108                                                      / fColPadSize - 0.5);
 109     fCol0[iplan]   = -fCwidth[iplan]/2. + kCcthick;
 110   }
 111
 112   // The time bucket
 113   fTimeMax = 1 + TMath::Nint(kDrThick / fTimeBinSize - 0.5);
 114   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 115     fTime0[iplan]  = kRmin + kCcframe/2. + kDrZpos - 0.5 * kDrThick
 116                            + iplan * (kCheight + kCspace);
 117   }
 118
 119 }
 120
 121 //_____________________________________________________________________________
 122 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 123 {
 124   //
 125   // Create the TRD geometry
 126   //
 127   // Author: Christoph Blume (C.Blume@gsi.de) 20/07/99
 128   //
 129   // The volumes:
 130   //    TRD1-3     (Air)   --- The TRD mother volumes for one sector.
 131   //                           To be placed into the spaceframe.
 132   //
 133   //    UAFI(/M/O) (Al)    --- The aluminum frame of the inner(/middle/outer) chambers (readout)
 134   //    UCFI(/M/O) (C)     --- The carbon frame of the inner(/middle/outer) chambers
 135   //                           (driftchamber + radiator)
 136   //    UAII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the readout of the inner(/middle/outer) chambers
 137   //    UFII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the chamner and radiator of the
 138   //                           inner(/middle/outer) chambers
 139   //
 140   // The material layers in one chamber:
 141   //    UL01       (G10)   --- The gas seal of the radiator
 142   //    UL02       (CO2)   --- The gas in the radiator
 143   //    UL03       (PE)    --- The foil stack
 144   //    UL04       (Mylar) --- Entrance window to the driftvolume and HV-cathode
 145   //    UL05       (Xe)    --- The driftvolume
 146   //    UL06       (Xe)    --- The amplification region
 147   //
 148   //    UL07       (Cu)    --- The pad plane
 149   //    UL08       (G10)   --- The Nomex honeycomb support structure
 150   //    UL09       (Cu)    --- FEE and signal lines
 151   //    UL10       (PE)    --- The cooling devices
 152   //    UL11       (Water) --- The cooling water
 153
 154   const Int_t kNparCha = 3;
 155
 156   Float_t parDum[3];
 157   Float_t parCha[kNparCha];
 158
 159   Float_t xpos, ypos, zpos;
 160
 161   // The aluminum frames - readout + electronics (Al)
 162   // The inner chambers
 163   gMC->Gsvolu("UAFI","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 164   // The middle chambers
 165   gMC->Gsvolu("UAFM","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 166   // The outer chambers
 167   gMC->Gsvolu("UAFO","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 168
 169   // The inner part of the aluminum frames (Air)
 170   // The inner chambers
 171   gMC->Gsvolu("UAII","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 172   // The middle chambers
 173   gMC->Gsvolu("UAIM","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 174   // The outer chambers
 175   gMC->Gsvolu("UAIO","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 176
 177   // The carbon frames - radiator + driftchamber (C)
 178   // The inner chambers
 179   gMC->Gsvolu("UCFI","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 180   // The middle chambers
 181   gMC->Gsvolu("UCFM","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 182   // The outer chambers
 183   gMC->Gsvolu("UCFO","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 184
 185   // The inner part of the carbon frames (Air)
 186   // The inner chambers
 187   gMC->Gsvolu("UCII","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 188   // The middle chambers
 189   gMC->Gsvolu("UCIM","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 190   // The outer chambers
 191   gMC->Gsvolu("UCIO","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 192
 193   // The material layers inside the chambers
 194   parCha[0] = -1.;
 195   parCha[1] = -1.;
 196   // G10 layer (radiator seal)
 197   parCha[2] = kSeThick/2;
 198   gMC->Gsvolu("UL01","BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
 199   // CO2 layer (radiator)
 200   parCha[2] = kRaThick/2;
 201   gMC->Gsvolu("UL02","BOX ",idtmed[1312-1],parCha,kNparCha);
 202   // PE layer (radiator)
 203   parCha[2] = kPeThick/2;
 204   gMC->Gsvolu("UL03","BOX ",idtmed[1303-1],parCha,kNparCha);
 205   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 206   parCha[2] = kMyThick/2;
 207   gMC->Gsvolu("UL04","BOX ",idtmed[1308-1],parCha,kNparCha);
 208   // Xe/Isobutane layer (drift volume, sensitive)
 209   parCha[2] = kDrThick/2.;
 210   gMC->Gsvolu("UL05","BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
 211   // Xe/Isobutane layer (amplification volume, not sensitive)
 212   parCha[2] = kAmThick/2.;
 213   gMC->Gsvolu("UL06","BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
 214
 215   // Cu layer (pad plane)
 216   parCha[2] = kCuThick/2;
 217   gMC->Gsvolu("UL07","BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
 218   // G10 layer (support structure)
 219   parCha[2] = kSuThick/2;
 220   gMC->Gsvolu("UL08","BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
 221   // Cu layer (FEE + signal lines)
 222   parCha[2] = kFeThick/2;
 223   gMC->Gsvolu("UL09","BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
 224   // PE layer (cooling devices)
 225   parCha[2] = kCoThick/2;
 226   gMC->Gsvolu("UL10","BOX ",idtmed[1303-1],parCha,kNparCha);
 227   // Water layer (cooling)
 228   parCha[2] = kWaThick/2;
 229   gMC->Gsvolu("UL11","BOX ",idtmed[1314-1],parCha,kNparCha);
 230
 231   // Position the layers in the chambers
 232   xpos = 0;
 233   ypos = 0;
 234
 235   // G10 layer (radiator seal)
 236   zpos = kSeZpos;
 237   gMC->Gspos("UL01",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 238   gMC->Gspos("UL01",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 239   gMC->Gspos("UL01",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 240   // CO2 layer (radiator)
 241   zpos = kRaZpos;
 242   gMC->Gspos("UL02",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 243   gMC->Gspos("UL02",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 244   gMC->Gspos("UL02",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 245   // PE layer (radiator)
 246   zpos = 0;
 247   gMC->Gspos("UL03",1,"UL02",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 248   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 249   zpos = kMyZpos;
 250   gMC->Gspos("UL04",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 251   gMC->Gspos("UL04",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 252   gMC->Gspos("UL04",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 253   // Xe/Isobutane layer (drift volume)
 254   zpos = kDrZpos;
 255   gMC->Gspos("UL05",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 256   gMC->Gspos("UL05",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 257   gMC->Gspos("UL05",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 258   // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
 259   zpos = kAmZpos;
 260   gMC->Gspos("UL06",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 261   gMC->Gspos("UL06",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 262   gMC->Gspos("UL06",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 263
 264   // Cu layer (pad plane)
 265   zpos = kCuZpos;
 266   gMC->Gspos("UL07",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 267   gMC->Gspos("UL07",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 268   gMC->Gspos("UL07",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 269   // G10 layer (support structure)
 270   zpos = kSuZpos;
 271   gMC->Gspos("UL08",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 272   gMC->Gspos("UL08",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 273   gMC->Gspos("UL08",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 274   // Cu layer (FEE + signal lines)
 275   zpos = kFeZpos;
 276   gMC->Gspos("UL09",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 277   gMC->Gspos("UL09",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 278   gMC->Gspos("UL09",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 279   // PE layer (cooling devices)
 280   zpos = kCoZpos;
 281   gMC->Gspos("UL10",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 282   gMC->Gspos("UL10",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 283   gMC->Gspos("UL10",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 284   // Water layer (cooling)
 285   zpos = kWaZpos;
 286   gMC->Gspos("UL11",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 287   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 288   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 289
 290 }
 291
 292 //_____________________________________________________________________________
 293 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local, Float_t *global)
 294 {
 295   //
 296   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 297   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 298   //
 299
 300   Int_t        icham     = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 301   Int_t        isect     = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 302   Int_t        iplan     = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 303
 304   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global);
 305
 306 }
 307
 308 //_____________________________________________________________________________
 309 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 310                                   , Float_t *local, Float_t *global)
 311 {
 312   //
 313   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 314   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 315   //
 316
 317   Int_t        idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 318
 319   Float_t      padRow    = local[0];                       // Pad Row position
 320   Float_t      padCol    = local[1];                       // Pad Column position
 321   Float_t      timeSlice = local[2];                       // Time "position"
 322
 323   Float_t      row0      = GetRow0(iplan,icham,isect);
 324   Float_t      col0      = GetCol0(iplan);
 325   Float_t      time0     = GetTime0(iplan);
 326
 327   Float_t      rot[3];
 328
 329   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 330   rot[0] = time0 + timeSlice * fTimeBinSize;
 331   rot[1] = col0  + padCol    * fColPadSize;
 332   rot[2] = row0  + padRow    * fRowPadSize;
 333
 334   // Rotate back to original position
 335   return RotateBack(idet,rot,global);
 336
 337 }
 338
 339 //_____________________________________________________________________________
 340 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot)
 341 {
 342   //
 343   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 344   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 345   // corresponding local frame <rot>.
 346   //
 347
 348   Int_t   sector = GetSector(d);
 349
 350   Float_t phi    = -2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 351
 352   rot[0] =  pos[0] * TMath::Cos(phi) + pos[1] * TMath::Sin(phi);
 353   rot[1] = -pos[0] * TMath::Sin(phi) + pos[1] * TMath::Cos(phi);
 354   rot[2] =  pos[2];
 355
 356   return kTRUE;
 357
 358 }
 359
 360 //_____________________________________________________________________________
 361 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos)
 362 {
 363   //
 364   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 365   // original position and transforms the corresponding local frame
 366   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 367   //
 368
 369   Int_t   sector = GetSector(d);
 370
 371   Float_t phi    =  2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 372
 373   pos[0] =  rot[0] * TMath::Cos(phi) + rot[1] * TMath::Sin(phi);
 374   pos[1] = -rot[0] * TMath::Sin(phi) + rot[1] * TMath::Cos(phi);
 375   pos[2] =  rot[2];
 376
 377   return kTRUE;
 378
 379 }
 380
 381 //_____________________________________________________________________________
 382 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(Int_t p, Int_t c, Int_t s)
 383 {
 384   //
 385   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 386   //
 387
 388   return (p + c * kNplan + s * kNplan * kNcham);
 389
 390 }
 391
 392 //_____________________________________________________________________________
 393 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(Int_t d)
 394 {
 395   //
 396   // Reconstruct the plane number from the detector number
 397   //
 398
 399   return ((Int_t) (d % kNplan));
 400
 401 }
 402
 403 //_____________________________________________________________________________
 404 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(Int_t d)
 405 {
 406   //
 407   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 408   //
 409
 410   return ((Int_t) (d % (kNplan * kNcham)) / kNplan);
 411
 412 }
 413
 414 //_____________________________________________________________________________
 415 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(Int_t d)
 416 {
 417   //
 418   // Reconstruct the sector number from the detector number
 419   //
 420
 421   return ((Int_t) (d / (kNplan * kNcham)));
 422
 423 }
 424
 425 //_____________________________________________________________________________
 426 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos, TMatrix &mat)
 427 {
 428   //
 429   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 430   //
 431
 432   GetGlobal(p,pos);
 433   mat.Zero();
 434
 435 }
 436
 437 //_____________________________________________________________________________
 438 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos)
 439 {
 440   //
 441   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 442   //
 443
 444   Int_t detector = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetDetector();
 445
 446   Float_t global[3];
 447   Float_t local[3];
 448   local[0] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalRow();
 449   local[1] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalCol();
 450   local[2] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalTime();
 451
 452   if (Local2Global(detector,local,global)) {
 453     pos.SetX(global[0]);
 454     pos.SetY(global[1]);
 455     pos.SetZ(global[2]);
 456   }
 457   else {
 458     pos.SetX(0.0);
 459     pos.SetY(0.0);
 460     pos.SetZ(0.0);
 461   }
 462
 463 }