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