]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - EMCAL/AliEMCALGeometry.cxx
revised geometry, fully parametrized and including HCAL possibility
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALGeometry.cxx
index d9fb7053c3b619ac54e2d4f489b35098f4ddfac5..3176c195df975bf9ccf0c5ce2056bd17409171b8 100644 (file)
 // --- ROOT system ---
 
 // --- Standard library ---
-
-#include <iostream.h>
+#include <stdlib.h> 
 
 // --- AliRoot header files ---
 #include <TMath.h>
+
 // -- ALICE Headers.
 #include "AliConst.h"
+
 // --- EMCAL headers
 #include "AliEMCALGeometry.h"
 
@@ -55,53 +56,88 @@ AliEMCALGeometry::~AliEMCALGeometry(void){
 void AliEMCALGeometry::Init(void){
     // Initializes the EMCAL parameters
 
-    if(!(  (strcmp( fName, "EMCALArch1a" ) == 0) |
-          (strcmp( fName, "EMCALArch1b" ) == 0) | 
-          (strcmp( fName, "EMCALArch2a" ) == 0) | 
-          (strcmp( fName, "EMCALArch2b" ) == 0) )){
-       fgInit = kFALSE;
-       cout <<"Instance " << fName << " undefined" << endl;
-    } // end if
-    fgInit = kTRUE; 
+    fgInit = kFALSE; // Assume failer untill proven otherwise.
 
-    // geometry 
-    fAirGap     = 5.0; 
-    fArm1PhiMin = 0.0; 
-    fArm1PhiMax = 120.0; 
-
-    fIPDistance = 454.0; 
-    fZLength = 817.0; 
-    fEnvelop[0] = fIPDistance; 
-    fEnvelop[2] = fZLength; 
-    fGap2Active = 1.0; 
-    fShellThickness = 3.18 + 1.2 + (double)((2*fNLayers -3)/2);   
-    fEnvelop[1] = fIPDistance + fShellThickness;
-
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch1b" ))    == 0)){
-       fNZ         = 96;
-       fNPhi       = 144;
+    TString name(GetName()) ; 
+                
+    if( name != "EMCALArch1a" &&
+       name != "EMCALArch1b" && 
+       name != "EMCALArch2a" && 
+       name != "EMCALArch2b" && 
+       name != "EMCALArch1aN" ){
+      Fatal("Init", "%s is not a known geometry (choose among EMCALArch1a, EMCALArch1b, EMCALArch2a and EMCALArch2b, EMCALArch1aN)",  name.Data()) ;  
     } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch2a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2b" ))    == 0)){
+    //
+    if ( name == "EMCALArch1a"  ||
+        name == "EMCALArch1b"  || 
+        name == "EMCALArch1aN") {
+      fNZ         = 96;
+      fNPhi       = 144;
+    } // end if
+    if ( name == "EMCALArch2a"  ||
+        name == "EMCALArch2b" ) {
        fNZ         = 112;
        fNPhi       = 168;
     } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1a" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2a" ))    == 0)){
-       fNLayers    = 21;
+    if ( name == "EMCALArch1a"  ||
+        name == "EMCALArch2a" ) {
+      fNPRLayers  = 2;
+      fNECLayers  = 19;
+      fNHCLayers  = 0;
     } // end if
-    if (((strcmp( fName, "EMCALArch1b" ))    == 0) |
-       ((strcmp( fName, "EMCALArch2b" ))    == 0)){
-       fNLayers    = 25;
+    if ( name == "EMCALArch1b"  ||
+        name == "EMCALArch2b" ) {
+       fNPRLayers  = 2;
+       fNECLayers  = 23;
+       fNHCLayers  = 0;
     } // end if
+    if ( name == "EMCALArch1aN") { 
+      fNPRLayers   = 2;
+      fNECLayers  = 19;
+      fNHCLayers  = 14;
+    }
+
+    // geometry
+    fArm1PhiMin     =  60.0; // degrees, Starting EMCAL Phi position
+    fArm1PhiMax     = 180.0; // degrees, Ending EMCAL Phi position
+    fArm1EtaMin     = -0.7; // pseudorapidity, Starting EMCAL Eta position
+    fArm1EtaMax     = +0.7; // pseudorapidity, Ending EMCAL Eta position
+
+    fAlFrontThick        = 3.18; // cm, Thickness of front Al layer
+    fGap2Active          = 1.0;  // cm, Gap between Al and 1st Scintillator
+    fPbRadThickness      = 0.5;  // cm, Thickness of the Pb radiators.
+    fPreShowerSintThick  = 0.6;  // cm, Thickness of the sintilator for the preshower part of the calorimeter
+    fFullShowerSintThick = 0.5;  // cm, Thickness of the sintilator for the dull shower part of the calorimeter
+    fCuRadThickness      = 0.0;  // cm, Thickness of the Cu radiators.
+
+    if (name ==  "EMCALArch1aN") {
+      fAlFrontThick        = 3.0;  // cm, Thickness of front Al layer
+      fGap2Active          = 1.0;  // cm, Gap between Al and 1st Scintillator
+      fPbRadThickness      = 0.6;  // cm, Thickness of the Pb radiators.
+      fPreShowerSintThick  = 0.5;  // cm, Thickness of the sintilator for the preshower part of the calorimeter
+      fFullShowerSintThick = 0.4;  // cm, Thickness of the sintilator for the full shower part of the calorimeter
+      fCuRadThickness      = 1.0;  // cm, Thickness of the Cu radiators.
+   }
+
+    fIPDistance     = 454.0; // cm, Radial distance to inner surface of EMCAL
+    fShellThickness = fAlFrontThick + fGap2Active + 2.*(GetPreSintThick() + GetPbRadThick()) + // pre shower 
+      (fNECLayers-1)*(GetFullSintThick()+ GetPbRadThick()) + // E cal -1 because the last element is a scintillator
+      fNHCLayers*(GetFullSintThick()+ GetCuRadThick()) + // H cal
+      GetFullSintThick() ; // last scintillator
+    fZLength        = 2.*ZFromEtaR(fIPDistance+fShellThickness,fArm1EtaMax); // Z coverage
+    fEnvelop[0]     = fIPDistance; // mother volume inner radius
+    fEnvelop[1]     = fIPDistance + fShellThickness; // mother volume outer r.
+    fEnvelop[2]     = 1.00001*fZLength; // add some padding for mother volume. 
+    fgInit = kTRUE; 
 }
+
 //______________________________________________________________________
 AliEMCALGeometry *  AliEMCALGeometry::GetInstance(){ 
-    // Returns the pointer of the unique instance
-
-    return (AliEMCALGeometry *) fgGeom
+  // Returns the pointer of the unique instance
+  
+  return static_cast<AliEMCALGeometry *>( fgGeom ) 
 }
+
 //______________________________________________________________________
 AliEMCALGeometry* AliEMCALGeometry::GetInstance(const Text_t* name,
                                                const Text_t* title){
@@ -121,23 +157,26 @@ AliEMCALGeometry* AliEMCALGeometry::GetInstance(const Text_t* name,
        } // end if strcmp(name,"")
     }else{
        if ( strcmp(fgGeom->GetName(), name) != 0 ) {
-           cout << "AliEMCALGeometry <E> : current geometry is " 
-                << fgGeom->GetName() << endl
-                << "                      you cannot call     " << name 
-                << endl; 
+         TString message("\n") ; 
+         message += "current geometry is " ;  
+         message += fgGeom->GetName() ;
+         message += "\n                      you cannot call     " ; 
+         message += name ;  
+         ::Info("GetGeometry", message.Data() ) ; 
        }else{
-           rv = (AliEMCALGeometry *) fgGeom; 
+         rv = (AliEMCALGeometry *) fgGeom; 
        } // end if
     }  // end if fgGeom
     return rv; 
 }
+
 //______________________________________________________________________
-Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndex(Int_t iz,Int_t iphi,Int_t ipre){
+Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndex(Int_t ieta,Int_t iphi,Int_t ipre) const {
     // Returns the tower index number from the based on the Z and Phi
     // index numbers. There are 2 times the number of towers to separate
-    // out the full towsers from the pre-towsers.
+    // out the full towers from the pre-showers.
     // Inputs:
-    //   Int_t iz    // index allong z axis [1-fNZ]
+    //   Int_t ieta    // index allong z axis [1-fNZ]
     //   Int_t iphi  // index allong phi axis [1-fNPhi]
     //   Int_t ipre  // 0 = Full tower, 1 = Pre-shower tower only. [0,1]
     // Outputs:
@@ -146,19 +185,30 @@ Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndex(Int_t iz,Int_t iphi,Int_t ipre){
     // Int_t the absoulute tower index. [1-2*fNZ*fNPhi]
     Int_t index;
 
-    if((iz<=0 || iz>GetNZ()) || (iphi<=0 || iphi>GetNPhi()) ||
+    if((ieta<=0 || ieta>GetNEta()) || (iphi<=0 || iphi>GetNPhi()) ||
        (ipre<0 || ipre>1) ){
-       cout << "inputs out of range iz=" << iz << "[1-" << GetNZ();
-       cout << "] iPhi=" << iphi << "[1-" << GetNPhi() << "] ipre=";
-       cout << ipre << "[0,1]. returning -1" << endl;
-       return -1;
+      TString message ("\n") ; 
+      message += "inputs out of range ieta= " ; 
+      message += ieta ; 
+      message += " [1-" ; 
+      message += GetNEta() ;
+      message += "] iphi= " ; 
+      message += iphi ; 
+      message += " [1-" ; 
+      message += GetNPhi() ; 
+      message += "] ipre= " ;
+      message += ipre ; 
+      message += "[0,1]. returning -1" ; 
+      Warning("TowerIndex", message.Data() ) ; 
+      return -1;
     } // end if
-    index = iphi + GetNPhi()*(iz-1) + ipre*(GetNPhi()*GetNZ());
+    index = iphi + GetNPhi()*(ieta-1) + ipre*(GetNPhi()*GetNEta());
     return index;
 }
+
 //______________________________________________________________________
-void AliEMCALGeometry::TowerIndexes(Int_t index,Int_t &iz,Int_t &iphi,
-                                   Int_t &ipre){
+void AliEMCALGeometry::TowerIndexes(Int_t index,Int_t &ieta,Int_t &iphi,
+                                   Int_t &ipre) const {
     // given the tower index number it returns the based on the Z and Phi
     // index numbers and if it is for the full tower or the pre-tower number.
     // There are 2 times the number of towers to separate
@@ -166,31 +216,37 @@ void AliEMCALGeometry::TowerIndexes(Int_t index,Int_t &iz,Int_t &iphi,
     // Inputs:
     //   Int_t index // Tower index number [1-2*fNZ*fNPhi]
     // Outputs:
-    //   Int_t iz    // index allong z axis [1-fNZ]
+    //   Int_t ieta    // index allong z axis [1-fNZ]
     //   Int_t iphi  // index allong phi axis [1-fNPhi]
     //   Int_t ipre  // 0 = Full tower, 1 = Pre-shower tower only. [0,1]
     // Returned
     //   none.
     Int_t itowers;
 
-    itowers = GetNZ()*GetNPhi();
+    itowers = GetNEta()*GetNPhi();
     if(index<1 || index>2*itowers){
-       cout << "index=" << index <<" is out of range [1-";
-       cout << 2*itowers << "], returning -1 for all." << endl;
-       iz = -1; iphi = -1; ipre = -1;
-       return ;
+      TString message("\n") ; 
+      message += "index= " ; 
+      message += index ; 
+      message += " is out of range [1-" ;
+      message += 2*itowers ; 
+      message += "], returning -1 for all." ;
+      Warning("TowerIndex", message.Data() ) ; 
+      ieta = -1; iphi = -1; ipre = -1;
+      return ;
     } // end if
     ipre = 0;
     if(index>itowers){ // pre shower indexs
        ipre = 1;
        index = index - itowers;
     } // end if
-    iz = 1+ (Int_t)(index/GetNPhi());
-    iphi = index - GetNPhi()*(iz-1);
+    ieta = 1+ (Int_t)((index-1)/GetNPhi());
+    iphi = index - GetNPhi()*(ieta-1);
     return;
 }
+
 //______________________________________________________________________
-void AliEMCALGeometry::EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi){
+void AliEMCALGeometry::EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi) const {
     // given the tower index number it returns the based on the eta and phi
     // of the tower.
     // Inputs:
@@ -200,21 +256,19 @@ void AliEMCALGeometry::EtaPhiFromIndex(Int_t index,Float_t &eta,Float_t &phi){
     //   Float_t phi  // phi of center of tower in degrees
     // Returned
     //   none.
-    Int_t iz,iphi,ipre;
-    Double_t dz,dphi,zmax,z,phid,r;
-
-    TowerIndexes(index,iz,iphi,ipre);
-    zmax = (Double_t) GetZLength();
-    dz   = zmax/((Double_t)GetNZ());
-    r    = GetIPDistance();
-    z    = dz*((Double_t)iz - 0.5);  // iz range [1-fNZ].
-    eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(0.5*TMath::ATan2(r,z)));
-    dphi = GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin();  // in degrees.
-    phid = GetArm1PhiMin() + dphi*((Double_t)iphi -0.5);//iphi range [1-fNphi].
+    Int_t ieta,iphi,ipre;
+    Double_t deta,dphi,phid;
+
+    TowerIndexes(index,ieta,iphi,ipre);
+    deta = (GetArm1EtaMax()-GetArm1EtaMin())/((Float_t)GetNEta());
+    eta  = GetArm1EtaMin() + (((Float_t)ieta)-0.5)*deta;
+    dphi = (GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())/((Float_t)GetNPhi());  // in degrees.
+    phid = GetArm1PhiMin() + dphi*((Float_t)iphi -0.5);//iphi range [1-fNphi].
     phi  = phid;
 }
+
 //______________________________________________________________________
-Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi){
+Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const {
     // returns the tower index number based on the eta and phi of the tower.
     // Inputs:
     //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
@@ -223,36 +277,46 @@ Int_t AliEMCALGeometry::TowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi){
     //   none.
     // Returned
     //   Int_t index // Tower index number [1-fNZ*fNPhi]
-    Int_t iz,iphi;
-    Double_t z,zp,r,zl;
-
-    r = GetIPDistance();
-    z = 2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta));
-    z = TMath::Tan(z);
-    if(z!=0.0) z = r/z;
-    else z = 0.0;
-    zp = z;
-    zl = GetZLength();
-    z = 0.5*zl+z;
-    iz = (Int_t)(((Double_t)GetNZ())*z/zl);
-    if(iz<=0 || iz>GetNZ()){
-       cout << "z=" << zp << " is outside of EMCAL. r=" << r << " eta =";
-       cout << eta << " z length =" << zl ;
-       cout << " returning -1" << endl;
-       return -1;
+    Int_t ieta,iphi;
+
+    ieta = 1 + (Int_t)(((Float_t)GetNEta())*(eta-GetArm1EtaMin())/
+                 (GetArm1EtaMax() - GetArm1EtaMin()));
+    if(ieta<=0 || ieta>GetNEta()){
+      TString message("\n") ; 
+      message += "ieta = " ; 
+      message += ieta ; 
+      message += " eta=" ; 
+      message += eta ; 
+      message += " is outside of EMCAL. etamin=" ;
+      message += GetArm1EtaMin() ;
+      message += " to etamax=" ; 
+      message += GetArm1EtaMax();
+      message += " returning -1";
+      Warning("TowerIndexFromEtaPhi", message.Data() ) ; 
+      return -1;
     } // end if
-    iphi =(Int_t)(((Double_t)GetNPhi())*((Double_t)phi)/
-                 ((Double_t)(GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())));
+    iphi = 1 + (Int_t)(((Float_t)GetNPhi())*(phi-GetArm1PhiMin())/
+                 ((Float_t)(GetArm1PhiMax() - GetArm1PhiMin())));
     if(iphi<=0 || iphi>GetNPhi()){
-       cout << "phi=" << phi << " is outside of EMCAL. r=" << r;
-       cout << " Phimin=" << GetArm1PhiMin() << " PhiMax=" << GetArm1PhiMax();
-       cout << " returning -1" << endl;
-       return -1;
+      TString message("\n") ; 
+      message += "iphi=" ; 
+      message += iphi ;  
+      message += "phi= " ; 
+      message += phi ; 
+      message += " is outside of EMCAL." ;
+      message += " Phimin=" ; 
+      message += GetArm1PhiMin() ; 
+      message += " PhiMax=" ; 
+      message += GetArm1PhiMax() ;
+      message += " returning -1" ;
+      Warning("TowerIndexFromEtaPhi", message.Data() ) ; 
+      return -1;
     } // end if
-    return TowerIndex(iz,iphi,0);
+    return TowerIndex(ieta,iphi,0);
 }
+
 //______________________________________________________________________
-Int_t AliEMCALGeometry::PreTowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi){
+Int_t AliEMCALGeometry::PreTowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi) const {
     // returns the pretower index number based on the eta and phi of the tower.
     // Inputs:
     //   Float_t eta  // eta of center of tower in pseudorapidity
@@ -262,12 +326,13 @@ Int_t AliEMCALGeometry::PreTowerIndexFromEtaPhi(Float_t eta,Float_t phi){
     // Returned
     //   Int_t index // PreTower index number [fNZ*fNPhi-2*fNZ*fNPhi]
 
-    return GetNZ()*GetNPhi()+TowerIndexFromEtaPhi(eta,phi);
+    return GetNEta()*GetNPhi()+TowerIndexFromEtaPhi(eta,phi);
 }
+
 //______________________________________________________________________
-Bool_t AliEMCALGeometry::AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid){
+Bool_t AliEMCALGeometry::AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid) const {
     // Converts the absolute numbering into the following array/
-    //  relid[0] = EMCAL Module number 1:1 (EMCAL arm number)
+    //  relid[0] = EMCAL Arm number 1:1 
     //  relid[1] = 0  Not in Pre Shower layers
     //           = -1 In Pre Shower
     //  relid[2] = Row number inside EMCAL
@@ -277,38 +342,79 @@ Bool_t AliEMCALGeometry::AbsToRelNumbering(Int_t AbsId, Int_t *relid){
     // Outputs:
     //   Int_t *relid // array of 5. Discribed above.
     Bool_t rv  = kTRUE ;
-    Int_t iz=0,iphi=0,ipre=0,index=AbsId;
+    Int_t ieta=0,iphi=0,ipre=0,index=AbsId;
 
-    TowerIndexes(index,iz,iphi,ipre);
+    TowerIndexes(index,ieta,iphi,ipre);
     relid[0] = 1;
     relid[1] = 0;
-    if(ipre==1) relid[1] = -1;
-    relid[2] = iz;
+    if(ipre==1) 
+      relid[1] = -1;
+    relid[2] = ieta;
     relid[3] = iphi;
 
     return rv;
 }
+
 //______________________________________________________________________
-void AliEMCALGeometry::RelPosInModule(const Int_t *relid,Float_t &theta,
-                                    Float_t &phi){
-    // Converts the relative numbering into the local PHOS-module (x, z)
+void AliEMCALGeometry::PosInAlice(const Int_t *relid,Float_t &theta,
+                                    Float_t &phi) const {
+    // Converts the relative numbering into the local EMCAL-module (x, z)
     // coordinates
-    Int_t iz   = relid[2]; // offset along x axis
+    Int_t ieta   = relid[2]; // offset along x axis
     Int_t iphi = relid[3]; // offset along z axis
-    Int_t ipre = relid[1]; // indecates -1 preshower, or 0 full tower.
+    Int_t ipre = relid[1]; // indicates -1 preshower, or 0 full tower.
     Int_t index;
     Float_t eta;
 
     if(ipre==-1) ipre = 1;
-    index = TowerIndex(iz,iphi,ipre);
+    index = TowerIndex(ieta,iphi,ipre);
     EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
     theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
 
     return;
 }
+
+//______________________________________________________________________
+void AliEMCALGeometry::XYZFromIndex(const Int_t *relid,Float_t &x,Float_t &y, Float_t &z) const {
+    // given the tower relative number it returns the X, Y and Z
+    // of the tower.
+    
+    // Outputs:
+    //   Float_t x  // x of center of tower in cm
+    //   Float_t y  // y of center of tower in cm
+    //   Float_t z  // z of centre of tower in cm
+    // Returned
+    //   none.
+    
+    Float_t eta,theta, phi,cyl_radius,kDeg2Rad;
+    
+    Int_t ieta   = relid[2]; // offset along x axis
+    Int_t iphi = relid[3]; // offset along z axis
+    Int_t ipre = relid[1]; // indicates -1 preshower, or 0 full tower.
+    Int_t index;
+    
+
+    if(ipre==-1) ipre = 1;
+    index = TowerIndex(ieta,iphi,ipre);
+    EtaPhiFromIndex(index,eta,phi);
+    theta = 180.*(2.0*TMath::ATan(TMath::Exp(-eta)))/TMath::Pi();
+    
+    kDeg2Rad = TMath::Pi() / static_cast<Double_t>(180) ; 
+    if ( ipre == -1 ) 
+      cyl_radius = GetIP2PreShower() ;
+    else 
+      cyl_radius = GetIP2Tower() ;
+
+    x =  cyl_radius * TMath::Cos(phi * kDeg2Rad ) ;
+    y =  cyl_radius * TMath::Sin(phi * kDeg2Rad ) ; 
+    z =  cyl_radius / TMath::Tan(theta * kDeg2Rad ) ; 
+ return;
+} 
+
 //______________________________________________________________________
 /*
-Boot_t AliEMCALGeometry::AreNeighbours(Int_t index1,Int_t index2){
+Boot_t AliEMCALGeometry::AreNeighbours(Int_t index1,Int_t index2) const {
     // Returns kTRUE if the two towers are neighbours or not, including
     // diagonals. Both indexes are required to be either towers or preshower.
     // Inputs:
@@ -319,12 +425,12 @@ Boot_t AliEMCALGeometry::AreNeighbours(Int_t index1,Int_t index2){
     // Returned
     //   Boot_t kTRUE if the towers are neighbours otherwise false.
     Boot_t anb = kFALSE;
-    Int_t iz1 = 0, iz2 = 0, iphi1 = 0, iphi2 = 0, ipre1 = 0, ipre2 = 0;
+    Int_t ieta1 = 0, ieta2 = 0, iphi1 = 0, iphi2 = 0, ipre1 = 0, ipre2 = 0;
 
-    TowerIndexes(index1,iz1,iphi1,ipre1);
-    TowerIndexes(index2,iz2,iphi2,ipre2);
+    TowerIndexes(index1,ieta1,iphi1,ipre1);
+    TowerIndexes(index2,ieta2,iphi2,ipre2);
     if(ipre1!=ipre2) return anb;
-    if((iz1>=iz2-1 && iz1<=iz2+1) && (iphi1>=iphi2-1 && iphi1<=iphi2+1))
+    if((ieta1>=ieta2-1 && ieta1<=ieta2+1) && (iphi1>=iphi2-1 &&iphi1<=iphi2+1))
                                                                  anb = kTRUE;
     return anb;
 }