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 1.4  2000/06/08 18:32:58  cblume
  19 Make code compliant to coding conventions
  20
  21 Revision 1.3  2000/06/07 16:25:37  cblume
  22 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
  23
  24 Revision 1.2  2000/05/08 16:17:27  cblume
  25 Merge TRD-develop
  26
  27 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:45:55  cblume
  28 Bug fix in RotateBack(). Geometry update
  29
  30 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:44  cblume
  31 Add new TRD classes
  32
  33 */
  34
  35 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  36 //                                                                           //
  37 //  TRD geometry class                                                       //
  38 //                                                                           //
  39 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  40
  41 #include "AliTRDgeometry.h"
  42 #include "AliTRDrecPoint.h"
  43 #include "AliMC.h"
  44
  45 ClassImp(AliTRDgeometry)
  46
  47 //_____________________________________________________________________________
  48 AliTRDgeometry::AliTRDgeometry():AliGeometry()
  49 {
  50   //
  51   // AliTRDgeometry default constructor
  52   //
  53
  54   Init();
  55
  56 }
  57
  58 //_____________________________________________________________________________
  59 AliTRDgeometry::~AliTRDgeometry()
  60 {
  61   //
  62   // AliTRDgeometry destructor
  63   //
  64
  65 }
  66
  67 //_____________________________________________________________________________
  68 void AliTRDgeometry::Init()
  69 {
  70   //
  71   // Initializes the geometry parameter
  72   //
  73
  74   Int_t iplan;
  75
  76   // The width of the chambers
  77   fCwidth[0]    =  99.6;
  78   fCwidth[1]    = 104.1;
  79   fCwidth[2]    = 108.5;
  80   fCwidth[3]    = 112.9;
  81   fCwidth[4]    = 117.4;
  82   fCwidth[5]    = 121.8;
  83
  84   // The default pad dimensions
  85   fRowPadSize  = 4.5;
  86   fColPadSize  = 1.0;
  87   fTimeBinSize = 0.1;
  88
  89   // The maximum number of pads
  90   // and the position of pad 0,0,0
  91   //
  92   // chambers seen from the top:
  93   //     +----------------------------+
  94   //     |                            |
  95   //     |                            |     ^
  96   //     |                            | rphi|
  97   //     |                            |     |
  98   //     |0                           |     |
  99   //     +----------------------------+     +------>
 100   //                                             z
 101   // chambers seen from the side:           ^
 102   //     +----------------------------+ time|
 103   //     |                            |     |
 104   //     |0                           |     |
 105   //     +----------------------------+     +------>
 106   //                                             z
 107   //
 108
 109   // The pad column (rphi-direction)
 110   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 111     fColMax[iplan] = 1 + TMath::Nint((fCwidth[iplan] - 2. * kCcthick)
 112                                                      / fColPadSize - 0.5);
 113     fCol0[iplan]   = -fCwidth[iplan]/2. + kCcthick;
 114   }
 115
 116   // The time bucket
 117   fTimeMax = 1 + TMath::Nint(kDrThick / fTimeBinSize - 0.5);
 118   for (iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {
 119     fTime0[iplan]  = kRmin + kCcframe/2. + kDrZpos - 0.5 * kDrThick
 120                            + iplan * (kCheight + kCspace);
 121   }
 122
 123 }
 124
 125 //_____________________________________________________________________________
 126 void AliTRDgeometry::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
 127 {
 128   //
 129   // Create the TRD geometry
 130   //
 131   // Author: Christoph Blume (C.Blume@gsi.de) 20/07/99
 132   //
 133   // The volumes:
 134   //    TRD1-3     (Air)   --- The TRD mother volumes for one sector.
 135   //                           To be placed into the spaceframe.
 136   //
 137   //    UAFI(/M/O) (Al)    --- The aluminum frame of the inner(/middle/outer) chambers (readout)
 138   //    UCFI(/M/O) (C)     --- The carbon frame of the inner(/middle/outer) chambers
 139   //                           (driftchamber + radiator)
 140   //    UAII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the readout of the inner(/middle/outer) chambers
 141   //    UFII(/M/O) (Air)   --- The inner part of the chamner and radiator of the
 142   //                           inner(/middle/outer) chambers
 143   //
 144   // The material layers in one chamber:
 145   //    UL01       (G10)   --- The gas seal of the radiator
 146   //    UL02       (CO2)   --- The gas in the radiator
 147   //    UL03       (PE)    --- The foil stack
 148   //    UL04       (Mylar) --- Entrance window to the driftvolume and HV-cathode
 149   //    UL05       (Xe)    --- The driftvolume
 150   //    UL06       (Xe)    --- The amplification region
 151   //
 152   //    UL07       (Cu)    --- The pad plane
 153   //    UL08       (G10)   --- The Nomex honeycomb support structure
 154   //    UL09       (Cu)    --- FEE and signal lines
 155   //    UL10       (PE)    --- The cooling devices
 156   //    UL11       (Water) --- The cooling water
 157
 158   const Int_t kNparCha = 3;
 159
 160   Float_t parDum[3];
 161   Float_t parCha[kNparCha];
 162
 163   Float_t xpos, ypos, zpos;
 164
 165   // The aluminum frames - readout + electronics (Al)
 166   // The inner chambers
 167   gMC->Gsvolu("UAFI","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 168   // The middle chambers
 169   gMC->Gsvolu("UAFM","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 170   // The outer chambers
 171   gMC->Gsvolu("UAFO","BOX ",idtmed[1301-1],parDum,0);
 172
 173   // The inner part of the aluminum frames (Air)
 174   // The inner chambers
 175   gMC->Gsvolu("UAII","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 176   // The middle chambers
 177   gMC->Gsvolu("UAIM","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 178   // The outer chambers
 179   gMC->Gsvolu("UAIO","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 180
 181   // The carbon frames - radiator + driftchamber (C)
 182   // The inner chambers
 183   gMC->Gsvolu("UCFI","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 184   // The middle chambers
 185   gMC->Gsvolu("UCFM","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 186   // The outer chambers
 187   gMC->Gsvolu("UCFO","BOX ",idtmed[1307-1],parDum,0);
 188
 189   // The inner part of the carbon frames (Air)
 190   // The inner chambers
 191   gMC->Gsvolu("UCII","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 192   // The middle chambers
 193   gMC->Gsvolu("UCIM","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 194   // The outer chambers
 195   gMC->Gsvolu("UCIO","BOX ",idtmed[1302-1],parDum,0);
 196
 197   // The material layers inside the chambers
 198   parCha[0] = -1.;
 199   parCha[1] = -1.;
 200   // G10 layer (radiator seal)
 201   parCha[2] = kSeThick/2;
 202   gMC->Gsvolu("UL01","BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
 203   // CO2 layer (radiator)
 204   parCha[2] = kRaThick/2;
 205   gMC->Gsvolu("UL02","BOX ",idtmed[1312-1],parCha,kNparCha);
 206   // PE layer (radiator)
 207   parCha[2] = kPeThick/2;
 208   gMC->Gsvolu("UL03","BOX ",idtmed[1303-1],parCha,kNparCha);
 209   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 210   parCha[2] = kMyThick/2;
 211   gMC->Gsvolu("UL04","BOX ",idtmed[1308-1],parCha,kNparCha);
 212   // Xe/Isobutane layer (drift volume, sensitive)
 213   parCha[2] = kDrThick/2.;
 214   gMC->Gsvolu("UL05","BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
 215   // Xe/Isobutane layer (amplification volume, not sensitive)
 216   parCha[2] = kAmThick/2.;
 217   gMC->Gsvolu("UL06","BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
 218
 219   // Cu layer (pad plane)
 220   parCha[2] = kCuThick/2;
 221   gMC->Gsvolu("UL07","BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
 222   // G10 layer (support structure)
 223   parCha[2] = kSuThick/2;
 224   gMC->Gsvolu("UL08","BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
 225   // Cu layer (FEE + signal lines)
 226   parCha[2] = kFeThick/2;
 227   gMC->Gsvolu("UL09","BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
 228   // PE layer (cooling devices)
 229   parCha[2] = kCoThick/2;
 230   gMC->Gsvolu("UL10","BOX ",idtmed[1303-1],parCha,kNparCha);
 231   // Water layer (cooling)
 232   parCha[2] = kWaThick/2;
 233   gMC->Gsvolu("UL11","BOX ",idtmed[1314-1],parCha,kNparCha);
 234
 235   // Position the layers in the chambers
 236   xpos = 0;
 237   ypos = 0;
 238
 239   // G10 layer (radiator seal)
 240   zpos = kSeZpos;
 241   gMC->Gspos("UL01",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 242   gMC->Gspos("UL01",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 243   gMC->Gspos("UL01",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 244   // CO2 layer (radiator)
 245   zpos = kRaZpos;
 246   gMC->Gspos("UL02",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 247   gMC->Gspos("UL02",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 248   gMC->Gspos("UL02",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 249   // PE layer (radiator)
 250   zpos = 0;
 251   gMC->Gspos("UL03",1,"UL02",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 252   // Mylar layer (entrance window + HV cathode)
 253   zpos = kMyZpos;
 254   gMC->Gspos("UL04",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 255   gMC->Gspos("UL04",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 256   gMC->Gspos("UL04",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 257   // Xe/Isobutane layer (drift volume)
 258   zpos = kDrZpos;
 259   gMC->Gspos("UL05",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 260   gMC->Gspos("UL05",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 261   gMC->Gspos("UL05",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 262   // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
 263   zpos = kAmZpos;
 264   gMC->Gspos("UL06",1,"UCII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 265   gMC->Gspos("UL06",2,"UCIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 266   gMC->Gspos("UL06",3,"UCIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 267
 268   // Cu layer (pad plane)
 269   zpos = kCuZpos;
 270   gMC->Gspos("UL07",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 271   gMC->Gspos("UL07",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 272   gMC->Gspos("UL07",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 273   // G10 layer (support structure)
 274   zpos = kSuZpos;
 275   gMC->Gspos("UL08",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 276   gMC->Gspos("UL08",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 277   gMC->Gspos("UL08",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 278   // Cu layer (FEE + signal lines)
 279   zpos = kFeZpos;
 280   gMC->Gspos("UL09",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 281   gMC->Gspos("UL09",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 282   gMC->Gspos("UL09",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 283   // PE layer (cooling devices)
 284   zpos = kCoZpos;
 285   gMC->Gspos("UL10",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 286   gMC->Gspos("UL10",2,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 287   gMC->Gspos("UL10",3,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 288   // Water layer (cooling)
 289   zpos = kWaZpos;
 290   gMC->Gspos("UL11",1,"UAII",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 291   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 292   gMC->Gspos("UL11",1,"UAIO",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
 293
 294 }
 295
 296 //_____________________________________________________________________________
 297 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t idet, Float_t *local, Float_t *global) const
 298 {
 299   //
 300   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 301   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 302   //
 303
 304   Int_t        icham     = GetChamber(idet);    // Chamber info (0-4)
 305   Int_t        isect     = GetSector(idet);     // Sector info  (0-17)
 306   Int_t        iplan     = GetPlane(idet);      // Plane info   (0-5)
 307
 308   return Local2Global(iplan,icham,isect,local,global);
 309
 310 }
 311
 312 //_____________________________________________________________________________
 313 Bool_t AliTRDgeometry::Local2Global(Int_t iplan, Int_t icham, Int_t isect
 314                                   , Float_t *local, Float_t *global) const
 315 {
 316   //
 317   // Converts local pad-coordinates (row,col,time) into
 318   // global ALICE reference frame coordinates (x,y,z)
 319   //
 320
 321   Int_t        idet      = GetDetector(iplan,icham,isect); // Detector number
 322
 323   Float_t      padRow    = local[0];                       // Pad Row position
 324   Float_t      padCol    = local[1];                       // Pad Column position
 325   Float_t      timeSlice = local[2];                       // Time "position"
 326
 327   Float_t      row0      = GetRow0(iplan,icham,isect);
 328   Float_t      col0      = GetCol0(iplan);
 329   Float_t      time0     = GetTime0(iplan);
 330
 331   Float_t      rot[3];
 332
 333   // calculate (x,y,z) position in rotated chamber
 334   rot[0] = time0 + timeSlice * fTimeBinSize;
 335   rot[1] = col0  + padCol    * fColPadSize;
 336   rot[2] = row0  + padRow    * fRowPadSize;
 337
 338   // Rotate back to original position
 339   return RotateBack(idet,rot,global);
 340
 341 }
 342
 343 //_____________________________________________________________________________
 344 Bool_t AliTRDgeometry::Rotate(Int_t d, Float_t *pos, Float_t *rot)
 345 {
 346   //
 347   // Rotates all chambers in the position of sector 0 and transforms
 348   // the coordinates in the ALICE restframe <pos> into the
 349   // corresponding local frame <rot>.
 350   //
 351
 352   Int_t   sector = GetSector(d);
 353
 354   Float_t phi    = -2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 355
 356   rot[0] =  pos[0] * TMath::Cos(phi) + pos[1] * TMath::Sin(phi);
 357   rot[1] = -pos[0] * TMath::Sin(phi) + pos[1] * TMath::Cos(phi);
 358   rot[2] =  pos[2];
 359
 360   return kTRUE;
 361
 362 }
 363
 364 //_____________________________________________________________________________
 365 Bool_t AliTRDgeometry::RotateBack(Int_t d, Float_t *rot, Float_t *pos) const
 366 {
 367   //
 368   // Rotates a chambers from the position of sector 0 into its
 369   // original position and transforms the corresponding local frame
 370   // coordinates <rot> into the coordinates of the ALICE restframe <pos>.
 371   //
 372
 373   Int_t   sector = GetSector(d);
 374
 375   Float_t phi    =  2.0 * kPI /  (Float_t) kNsect * ((Float_t) sector + 0.5);
 376
 377   pos[0] =  rot[0] * TMath::Cos(phi) + rot[1] * TMath::Sin(phi);
 378   pos[1] = -rot[0] * TMath::Sin(phi) + rot[1] * TMath::Cos(phi);
 379   pos[2] =  rot[2];
 380
 381   return kTRUE;
 382
 383 }
 384
 385 //_____________________________________________________________________________
 386 Int_t AliTRDgeometry::GetDetector(Int_t p, Int_t c, Int_t s) const
 387 {
 388   //
 389   // Convert plane / chamber / sector into detector number
 390   //
 391
 392   return (p + c * kNplan + s * kNplan * kNcham);
 393
 394 }
 395
 396 //_____________________________________________________________________________
 397 Int_t AliTRDgeometry::GetPlane(Int_t d) const
 398 {
 399   //
 400   // Reconstruct the plane number from the detector number
 401   //
 402
 403   return ((Int_t) (d % kNplan));
 404
 405 }
 406
 407 //_____________________________________________________________________________
 408 Int_t AliTRDgeometry::GetChamber(Int_t d) const
 409 {
 410   //
 411   // Reconstruct the chamber number from the detector number
 412   //
 413
 414   return ((Int_t) (d % (kNplan * kNcham)) / kNplan);
 415
 416 }
 417
 418 //_____________________________________________________________________________
 419 Int_t AliTRDgeometry::GetSector(Int_t d) const
 420 {
 421   //
 422   // Reconstruct the sector number from the detector number
 423   //
 424
 425   return ((Int_t) (d / (kNplan * kNcham)));
 426
 427 }
 428
 429 //_____________________________________________________________________________
 430 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos, TMatrix &mat) const
 431 {
 432   //
 433   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 434   //
 435
 436   GetGlobal(p,pos);
 437   mat.Zero();
 438
 439 }
 440
 441 //_____________________________________________________________________________
 442 void AliTRDgeometry::GetGlobal(const AliRecPoint *p, TVector3 &pos) const
 443 {
 444   //
 445   // Returns the global coordinate and error matrix of a AliTRDrecPoint
 446   //
 447
 448   Int_t detector = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetDetector();
 449
 450   Float_t global[3];
 451   Float_t local[3];
 452   local[0] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalRow();
 453   local[1] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalCol();
 454   local[2] = ((AliTRDrecPoint *) p)->GetLocalTime();
 455
 456   if (Local2Global(detector,local,global)) {
 457     pos.SetX(global[0]);
 458     pos.SetY(global[1]);
 459     pos.SetZ(global[2]);
 460   }
 461   else {
 462     pos.SetX(0.0);
 463     pos.SetY(0.0);
 464     pos.SetZ(0.0);
 465   }
 466
 467 }