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/data/git/CMSSW_5_3_11_patch5/src/Alignment/CocoaModel/src/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 using namespace CLHEP;
00022 
00023   //---------- Default behaviour: create a LightRay object
00024 void OptOMirror::defaultBehaviour( LightRay& lightray, Measurement& meas ) 
00025 {
00026   detailedDeviatesLightRay( lightray );
00027 }
00028 
00029 
00030 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00031 //@@ Detailed simulation of Reflection in Mirror
00032 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00033 void OptOMirror::detailedDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00034 {
00035   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED REFLECTION IN MIRROR " << name() << std::endl;
00036   if (ALIUtils::debug >= 3) ALIUtils::dump3v( centreGlob(), " centre Global ");
00037 
00038   //---------- Get forward plate and intersect lightray with it
00039   ALIPlane plate = getPlate(1, 0);
00040   lightray.intersect( plate );
00041   CLHEP::Hep3Vector inters = lightray.point( );
00042 
00043   //---------- Get centre of forward plate
00044   //----- Get Z axis
00045   CLHEP::Hep3Vector ZAxis = getZAxis();
00046   CLHEP::HepRotation rmt = rmGlob();
00047   ZAxis = rmt * ZAxis;
00048   //----- Get centre
00049   ALIdouble width = findExtraEntryValue("width");
00050   CLHEP::Hep3Vector plate_centre = centreGlob() - 0.5 * width * ZAxis; 
00051   //-  if(ALIUtils::debug >= 4) std::cout << " mirror width " << width << std::endl;
00052 
00053   //---------- Get the distance between the intersection point and the centre of the forward plate
00054   ALIdouble distance = ( plate_centre - inters ).mag();
00055 
00056   //---------- Get normal to mirror at intersection point 
00057   //------- Get angle of mirror surface (angle between plate centre and intersection)
00058   ALIdouble flatness = findExtraEntryValue("flatness");
00059   //-- flatness is defined as number of 632 nm wavelengths
00060   flatness *= 632.E-9;
00061   ALIdouble length = 0.;
00062 
00063   ALIdouble curvature_radius;
00064   ALIdouble angFlatness;
00065   if( flatness != 0) {
00066     length = findExtraEntryValueMustExist("length");
00067     curvature_radius = (flatness*flatness + length*length) / (2*flatness);
00068     angFlatness = asin( distance / curvature_radius);
00069   } else {
00070     curvature_radius = ALI_DBL_MAX;
00071     angFlatness = 0;
00072   }
00073 
00074   if (ALIUtils::debug >= 3) {
00075     std::cout << " intersection with plate " << inters << std::endl;
00076     std::cout << " plate_centre " << plate_centre << std::endl;
00077     std::cout << " distance plate_centre - intersection " << distance << std::endl;
00078     std::cout << " flatness " << flatness << ", length " << length;
00079     std::cout << ", curvature radius " << curvature_radius << " angle of flatness " << angFlatness << std::endl;
00080   }
00081 
00082   //----- Axis of rotation is perpendicular to Z Axis and to line plate_centre - intersection
00083   CLHEP::Hep3Vector ipcV = inters - plate_centre;
00084   if( ipcV.mag() != 0) ipcV *= 1./ipcV.mag();
00085   CLHEP::HepRotation rtm = rmGlob();
00086   ipcV = rtm*ipcV;
00087   CLHEP::Hep3Vector rotationAxis = ipcV.cross(ZAxis);
00088   //----- normal is object normal rotated around this axis
00089   CLHEP::Hep3Vector inters_normal = CLHEP::Hep3Vector(0.,0.,1.);
00090   inters_normal.rotate( angFlatness, rotationAxis );  
00091   inters_normal = rmt * inters_normal;
00092 
00093   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00094      ALIUtils::dump3v( ipcV, " intersection -  plate_centre std::vector ");
00095      std::cout << "rotation Axis " << rotationAxis << std::endl;
00096      std::cout << " plate normal at intersection point " << inters_normal << std::endl;
00097 }
00098   //---------- Reflect in plate 
00099   ALIdouble cosang = -( inters_normal * lightray.direction() ) / 
00100            inters_normal.mag() / lightray.direction().mag();
00101   CLHEP::Hep3Vector lrold = lightray.direction();
00102   lightray.setDirection( lightray.direction() + inters_normal*2*cosang );
00103 
00104   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00105     lightray.dumpData("Reflected in mirror"); 
00106   }
00107 
00108 }
00109 
00110 
00111 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00112 //@@ Fast simulation of Reflection in Mirror
00113 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00114 void OptOMirror::fastDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00115 {
00116   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: FAST REFLECTION IN MIRROR " << name() << std::endl;
00117 
00118   //---------- Get forward plate
00119   ALIPlane plate = getPlate(1, 0);
00120 
00121   //---------- Reflect in plate (including intersection with it)
00122   lightray.reflect( plate );
00123   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00124     lightray.dumpData("Reflected in plate"); 
00125   }
00126   //---------- Deviate Lightray 
00127   //  ALIdouble deviX = findExtraEntryValue("deviX");
00128   // ALIdouble deviY = findExtraEntryValue("deviY");
00129   //  lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 0., 0., 0., deviX, deviY, 0.);
00130   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'R' );
00131   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00132     lightray.dumpData("Deviated ");
00133   }
00134 
00135 }
00136 
00137 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00138 void OptOMirror::detailedTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00139 {
00140   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED TRAVERSE IN MIRROR " << name() << std::endl;
00141 
00142   //---------- Get forward plate
00143   ALIPlane plate = getPlate(1, 1);
00144   //---------- If width is 0, just keep the same point 
00145   ALIdouble width = findExtraEntryValue("width");
00146   if( width == 0 ) {
00147     if(ALIUtils::debug >= 3) lightray.dumpData("Traversed with 0 width"); 
00148     return;
00149   }
00150 
00151   //---------- Refract while entering mirror
00152   ALIdouble refra_ind1 = 1.;
00153   ALIdouble refra_ind2 = findExtraEntryValue("refra_ind");
00154   lightray.refract( plate, refra_ind1, refra_ind2 );
00155   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00156     lightray.dumpData("Refracted in first plate"); 
00157   }
00158 
00159   //---------- Get backward plate
00160   plate = getPlate(0, 1);
00161   //---------- Refract while exiting mirror
00162   lightray.refract( plate, refra_ind2, refra_ind1 );
00163   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00164     lightray.dumpData("Refracted in first plate"); 
00165   }
00166 
00167 }
00168 
00169 
00170 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00171 void OptOMirror::fastTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00172 {
00173   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: TRAVERSE MIRROR  " << name() << std::endl;
00174   
00175   //---------- Get backward plate
00176   ALIPlane plate = getPlate(0, 0);
00177   lightray.intersect( plate );
00178   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00179     lightray.dumpData("Intersected with plate"); 
00180   }
00181   //---------- Shift and Deviate
00182   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'T' );
00183   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00184     lightray.dumpData("Shifted and Deviated");
00185   }
00186 
00187 }
00188 
00189 
00190 
00191 #ifdef COCOA_VIS
00192 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00193 void OptOMirror::fillIguana()
00194 {
00195   ALIdouble width;
00196   ALIbool wexists = findExtraEntryValueIfExists("width",width);
00197   if( !wexists ) width = 1.;
00198   ALIdouble length;
00199   wexists = findExtraEntryValueIfExists("length",length);
00200   if( !wexists ) length = 4.;
00201 
00202   ALIColour* col = new ALIColour( 0., 0., 1., 0. );
00203   std::vector<ALIdouble> spar;
00204   spar.push_back(length);
00205   spar.push_back(length);
00206   spar.push_back(width);
00207   IgCocoaFileMgr::getInstance().addSolid( *this, "BOX", spar, col);
00208 }
00209 #endif
00210 
00211 
00212 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00213 void OptOMirror::constructSolidShape()
00214 {
00215   ALIdouble go;
00216   GlobalOptionMgr* gomgr = GlobalOptionMgr::getInstance();
00217   gomgr->getGlobalOptionValue("VisScale", go );
00218 
00219   theSolidShape = new CocoaSolidShapeBox( "Box", go*5.*cm/m, go*5.*cm/m, go*1.*cm/m ); //COCOA internal units are meters
00220 }