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OptOMirror.cc

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00001 //   COCOA class implementation file
00002 //Id:  OptOMirror.cc
00003 //CAT: Model
00004 //
00005 //   History: v1.0 
00006 //   Pedro Arce
00007 
00008 #include "Alignment/CocoaModel/interface/OptOMirror.h"
00009 #include "Alignment/CocoaModel/interface/LightRay.h"
00010 #include "Alignment/CocoaModel/interface/ALIPlane.h" 
00011 #include "Alignment/CocoaModel/interface/Measurement.h"
00012 #include <iostream>
00013 #include <iomanip>
00014 #ifdef COCOA_VIS
00015 #include "Alignment/IgCocoaFileWriter/interface/IgCocoaFileMgr.h"
00016 #include "Alignment/CocoaVisMgr/interface/ALIColour.h"
00017 #endif
00018 #include "Alignment/CocoaDDLObjects/interface/CocoaSolidShapeBox.h"
00019 #include "Alignment/CocoaUtilities/interface/GlobalOptionMgr.h"
00020 
00021   //---------- Default behaviour: create a LightRay object
00022 void OptOMirror::defaultBehaviour( LightRay& lightray, Measurement& meas ) 
00023 {
00024   detailedDeviatesLightRay( lightray );
00025 }
00026 
00027 
00028 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00029 //@@ Detailed simulation of Reflection in Mirror
00030 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00031 void OptOMirror::detailedDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00032 {
00033   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED REFLECTION IN MIRROR " << name() << std::endl;
00034   if (ALIUtils::debug >= 3) ALIUtils::dump3v( centreGlob(), " centre Global ");
00035 
00036   //---------- Get forward plate and intersect lightray with it
00037   ALIPlane plate = getPlate(1, 0);
00038   lightray.intersect( plate );
00039   CLHEP::Hep3Vector inters = lightray.point( );
00040 
00041   //---------- Get centre of forward plate
00042   //----- Get Z axis
00043   CLHEP::Hep3Vector ZAxis = getZAxis();
00044   CLHEP::HepRotation rmt = rmGlob();
00045   ZAxis = rmt * ZAxis;
00046   //----- Get centre
00047   ALIdouble width = findExtraEntryValue("width");
00048   CLHEP::Hep3Vector plate_centre = centreGlob() - 0.5 * width * ZAxis; 
00049   //-  if(ALIUtils::debug >= 4) std::cout << " mirror width " << width << std::endl;
00050 
00051   //---------- Get the distance between the intersection point and the centre of the forward plate
00052   ALIdouble distance = ( plate_centre - inters ).mag();
00053 
00054   //---------- Get normal to mirror at intersection point 
00055   //------- Get angle of mirror surface (angle between plate centre and intersection)
00056   ALIdouble flatness = findExtraEntryValue("flatness");
00057   //-- flatness is defined as number of 632 nm wavelengths
00058   flatness *= 632.E-9;
00059   ALIdouble length = 0.;
00060 
00061   ALIdouble curvature_radius;
00062   ALIdouble angFlatness;
00063   if( flatness != 0) {
00064     length = findExtraEntryValueMustExist("length");
00065     curvature_radius = (flatness*flatness + length*length) / (2*flatness);
00066     angFlatness = asin( distance / curvature_radius);
00067   } else {
00068     curvature_radius = ALI_DBL_MAX;
00069     angFlatness = 0;
00070   }
00071 
00072   if (ALIUtils::debug >= 3) {
00073     std::cout << " intersection with plate " << inters << std::endl;
00074     std::cout << " plate_centre " << plate_centre << std::endl;
00075     std::cout << " distance plate_centre - intersection " << distance << std::endl;
00076     std::cout << " flatness " << flatness << ", length " << length;
00077     std::cout << ", curvature radius " << curvature_radius << " angle of flatness " << angFlatness << std::endl;
00078   }
00079 
00080   //----- Axis of rotation is perpendicular to Z Axis and to line plate_centre - intersection
00081   CLHEP::Hep3Vector ipcV = inters - plate_centre;
00082   if( ipcV.mag() != 0) ipcV *= 1./ipcV.mag();
00083   CLHEP::HepRotation rtm = rmGlob();
00084   ipcV = rtm*ipcV;
00085   CLHEP::Hep3Vector rotationAxis = ipcV.cross(ZAxis);
00086   //----- normal is object normal rotated around this axis
00087   CLHEP::Hep3Vector inters_normal = CLHEP::Hep3Vector(0.,0.,1.);
00088   inters_normal.rotate( angFlatness, rotationAxis );  
00089   inters_normal = rmt * inters_normal;
00090 
00091   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00092      ALIUtils::dump3v( ipcV, " intersection -  plate_centre std::vector ");
00093      std::cout << "rotation Axis " << rotationAxis << std::endl;
00094      std::cout << " plate normal at intersection point " << inters_normal << std::endl;
00095 }
00096   //---------- Reflect in plate 
00097   ALIdouble cosang = -( inters_normal * lightray.direction() ) / 
00098            inters_normal.mag() / lightray.direction().mag();
00099   CLHEP::Hep3Vector lrold = lightray.direction();
00100   lightray.setDirection( lightray.direction() + inters_normal*2*cosang );
00101 
00102   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00103     lightray.dumpData("Reflected in mirror"); 
00104   }
00105 
00106 }
00107 
00108 
00109 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00110 //@@ Fast simulation of Reflection in Mirror
00111 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00112 void OptOMirror::fastDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00113 {
00114   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: FAST REFLECTION IN MIRROR " << name() << std::endl;
00115 
00116   //---------- Get forward plate
00117   ALIPlane plate = getPlate(1, 0);
00118 
00119   //---------- Reflect in plate (including intersection with it)
00120   lightray.reflect( plate );
00121   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00122     lightray.dumpData("Reflected in plate"); 
00123   }
00124   //---------- Deviate Lightray 
00125   //  ALIdouble deviX = findExtraEntryValue("deviX");
00126   // ALIdouble deviY = findExtraEntryValue("deviY");
00127   //  lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 0., 0., 0., deviX, deviY, 0.);
00128   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'R' );
00129   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00130     lightray.dumpData("Deviated ");
00131   }
00132 
00133 }
00134 
00135 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00136 void OptOMirror::detailedTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00137 {
00138   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED TRAVERSE IN MIRROR " << name() << std::endl;
00139 
00140   //---------- Get forward plate
00141   ALIPlane plate = getPlate(1, 1);
00142   //---------- If width is 0, just keep the same point 
00143   ALIdouble width = findExtraEntryValue("width");
00144   if( width == 0 ) {
00145     if(ALIUtils::debug >= 3) lightray.dumpData("Traversed with 0 width"); 
00146     return;
00147   }
00148 
00149   //---------- Refract while entering mirror
00150   ALIdouble refra_ind1 = 1.;
00151   ALIdouble refra_ind2 = findExtraEntryValue("refra_ind");
00152   lightray.refract( plate, refra_ind1, refra_ind2 );
00153   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00154     lightray.dumpData("Refracted in first plate"); 
00155   }
00156 
00157   //---------- Get backward plate
00158   plate = getPlate(0, 1);
00159   //---------- Refract while exiting mirror
00160   lightray.refract( plate, refra_ind2, refra_ind1 );
00161   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00162     lightray.dumpData("Refracted in first plate"); 
00163   }
00164 
00165 }
00166 
00167 
00168 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00169 void OptOMirror::fastTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00170 {
00171   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: TRAVERSE MIRROR  " << name() << std::endl;
00172   
00173   //---------- Get backward plate
00174   ALIPlane plate = getPlate(0, 0);
00175   lightray.intersect( plate );
00176   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00177     lightray.dumpData("Intersected with plate"); 
00178   }
00179   //---------- Shift and Deviate
00180   ALIdouble shiftX = findExtraEntryValue("shiftTX");
00181   ALIdouble shiftY = findExtraEntryValue("shiftTY");
00182   ALIdouble shift;
00183   ALIbool bb = findExtraEntryValueIfExists("shiftT", shift);
00184   if( bb ) {
00185     shiftX = shift;
00186     shiftY = shift;
00187   }
00188 
00189   ALIdouble deviTX = findExtraEntryValue("deviTX");
00190   ALIdouble deviTY = findExtraEntryValue("deviTY");
00191   ALIdouble deviT;
00192   bb = findExtraEntryValueIfExists("deviT", deviT);
00193   if( bb ) {
00194     deviTX = deviT;
00195     deviTY = deviT;
00196   }
00197 
00198   //  lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, shiftX, shiftY, 0., deviTX, deviTY, 0.);
00199   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'T' );
00200   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00201     lightray.dumpData("Shifted and Deviated");
00202   }
00203 
00204 }
00205 
00206 
00207 
00208 #ifdef COCOA_VIS
00209 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00210 void OptOMirror::fillIguana()
00211 {
00212   ALIdouble width;
00213   ALIbool wexists = findExtraEntryValueIfExists("width",width);
00214   if( !wexists ) width = 1.;
00215   ALIdouble length;
00216   wexists = findExtraEntryValueIfExists("length",length);
00217   if( !wexists ) length = 4.;
00218 
00219   ALIColour* col = new ALIColour( 0., 0., 1., 0. );
00220   std::vector<ALIdouble> spar;
00221   spar.push_back(length);
00222   spar.push_back(length);
00223   spar.push_back(width);
00224   IgCocoaFileMgr::getInstance().addSolid( *this, "BOX", spar, col);
00225 }
00226 #endif
00227 
00228 
00229 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00230 void OptOMirror::constructSolidShape()
00231 {
00232   ALIdouble go;
00233   GlobalOptionMgr* gomgr = GlobalOptionMgr::getInstance();
00234   gomgr->getGlobalOptionValue("VisScale", go );
00235 
00236   theSolidShape = new CocoaSolidShapeBox( "Box", go*5.*cm/m, go*5.*cm/m, go*1.*cm/m ); //COCOA internal units are meters
00237 }

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