Reference Manual

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00001 //   COCOA class implementation file
00002 //Id:  OptOOpticalSquare
00003 //CAT: Model
00004 //
00005 //   History: v1.0 
00006 //   Pedro Arce
00007 
00008 #include "Alignment/CocoaModel/interface/OptOOpticalSquare.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 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00024 //@@  Detailed simulation of deviation of the light ray 
00025 //@@  Refract at entering, reflect in two of the plates and gets deviated 90o, refract at exiting
00026 //@@
00027 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00028 void OptOOpticalSquare::detailedDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00029 {
00030   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED DEVIATION IN OPTICAL SQUARE " << name() << std::endl;
00031 
00032   calculateFaces( 1 );
00033 
00034   //---------- Deviate in prism
00035   //---------- Refract after entering face 0, reflect in face 1, reflect in face 2, refract after face 3
00036   const ALIdouble refra_ind = findExtraEntryValueMustExist("refra_ind");
00037   const ALIdouble refra_ind0 = 1.; 
00038 
00039   ALIint ii;
00040   for( ii = 0; ii < 4; ii++ ) {
00041     if(ii == 0) { 
00042       if( ALIUtils::debug >= 3 ) std::cout << "## OPTOOPTICALSQUARE: refract in face " << ii << std::endl;
00043       lightray.refract( ALIPlane(faceP[ii],faceV[ii]), refra_ind0, refra_ind );
00044     } else if( ii == 3) { 
00045     //---- interchange refraction index for exiting instead of entering
00046       lightray.refract( ALIPlane(faceP[ii],faceV[ii]), refra_ind, refra_ind0 );
00047     } else { 
00048       lightray.reflect( ALIPlane(faceP[ii],faceV[ii] ));
00049     }  
00050     if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00051       lightray.dumpData( "After face ");
00052     } 
00053   }
00054 
00055   //----- checks that it is inside prism and the order of faces hit is the good one
00056   //   
00057 
00058 }
00059 
00060 
00061 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00062 //@@  Detailed simulation of traversing of the light ray 
00063 //@@
00064 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00065 void OptOOpticalSquare::detailedTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00066 {
00067   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: DETAILED TRAVERSES OPTICAL SQUARE " << name() << std::endl;
00068 
00069   calculateFaces( 1 );
00070   const ALIdouble refra_ind = findExtraEntryValueMustExist("refra_ind");
00071   const ALIdouble refra_ind0 = 1.; 
00072 
00073   lightray.refract( ALIPlane(faceP[0],faceV[0]), refra_ind0, refra_ind );
00074   lightray.refract( ALIPlane(faceP[4],faceV[4]), refra_ind, refra_ind0 );
00075 
00076 }
00077 
00078 
00079 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00080 //@@ Fast simulation of deviation of the light ray
00081 //@@ Reflect in two of the plates and gets deviated 90o
00082 //@@
00083 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00084 void OptOOpticalSquare::fastDeviatesLightRay( LightRay& lightray )
00085 {
00086   if (ALIUtils::debug >= 2) std::cout << "LR: FAST DEVIATION IN OPTICAL SQUARE " << name() << std::endl;
00087   
00088   calculateFaces( 0 );
00089   
00090   //---------- Deviate in prism
00091   lightray.reflect( ALIPlane(faceP[1],faceV[1] ));
00092   if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00093     lightray.dumpData( "After face 1");
00094   } 
00095   lightray.reflect( ALIPlane(faceP[2],faceV[2] ));
00096   if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00097     lightray.dumpData( "After face 2");
00098   } 
00099   lightray.intersect( ALIPlane(faceP[3],faceV[3] ));
00100   if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00101     lightray.dumpData( "intersected at face 3");
00102   }
00103 
00104   //----- Deviates by 'devi' X & Y??
00105   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'R');
00106   /*  ALIdouble deviRX = findExtraEntryValue("deviRX");
00107   ALIdouble deviRY = findExtraEntryValue("deviRY");
00108   ALIdouble shiftRX = findExtraEntryValue("shiftRX");
00109   ALIdouble shiftRY = findExtraEntryValue("shiftRY");
00110   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, shiftRX, shiftRY, deviRX, deviRY);
00111   */
00112 
00113   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00114     //  std::cout << " shiftRX " << shiftRX << " shiftRY " << shiftRY << std::endl;
00115     // std::cout << " deviRX " << deviRX << " deviRY " << deviRY << std::endl;
00116     lightray.dumpData("Deviated ");
00117   }
00118 
00119 
00120 }
00121 
00122 
00123 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00124 //@@ 
00125 //@@ 
00126 //@@
00127 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00128   //---------- Fast simulation of the light ray traversing
00129 void OptOOpticalSquare::fastTraversesLightRay( LightRay& lightray )
00130 {
00131   //  std::cerr << " WARNING  there should be an extra piece to make entering and exiting surfaces parallel (like in modified_rhomboid_prism) " << std::endl;
00132 
00133   calculateFaces( 0 );
00134 
00135   lightray.intersect( ALIPlane(faceP[1],faceV[1] ));
00136   //---------- Shift and Deviate
00137   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, 'T');
00138   /*  ALIdouble shiftX = findExtraEntryValue("shiftTX");
00139   ALIdouble shiftY = findExtraEntryValue("shiftTY");
00140   ALIdouble deviTX = findExtraEntryValue("deviTX");
00141   ALIdouble deviTY = findExtraEntryValue("deviTY");
00142   lightray.shiftAndDeviateWhileTraversing( this, shiftX, shiftY, deviTX, deviTY);
00143   */
00144   if (ALIUtils::debug >= 2) {
00145     lightray.dumpData("Shifted and Deviated");
00146   }
00147 }
00148 
00149 
00150 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00151 //@@ Calculate the centre points and normal std::vector of each of the four pentaprism faces the light ray may touch
00152 //@@ Build the four faces. 0: entry, 1: 1st reflection, 2: 2nd reflection, 3: exit  (look at figure in documentation)
00153 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00154 void OptOOpticalSquare::calculateFaces( ALIbool isDetailed )
00155 {
00156 
00157   ALIint numberOfFaces = 5;
00158 
00159   //----- useful variables
00160   CLHEP::Hep3Vector opto_centre = centreGlob();
00161   if(ALIUtils::debug >= 3) std::cout << "opto_centre " << opto_centre << std::endl;
00162   const ALIdouble hlen1 = findExtraEntryValueMustExist("length1") / 2.;
00163   const ALIdouble hlen2 = findExtraEntryValueMustExist("length2") / 2.;
00164   ALIdouble ang = 67.5*acos(0.)/90.;
00165 
00166   //-  if( ALIUtils::debug >= 3) std::cout << "length 1 " << 2*hlen1 << " length 2 " << hlen2 * 2 << std::endl;
00167   faceP[0] = CLHEP::Hep3Vector( 0, 0 , -hlen1 );
00168   faceV[0] = CLHEP::Hep3Vector( 0, 0, -1 );
00169   faceP[1] = CLHEP::Hep3Vector( 0, hlen1 - hlen2*sin(ang), hlen1 + hlen2*cos(ang) );
00170   faceV[1] = CLHEP::Hep3Vector( 0, cos(ang), sin(ang) );
00171 
00172   faceP[2] = CLHEP::Hep3Vector( 0, -hlen1 - hlen2*cos(ang), -hlen1 + hlen2*sin(ang) );
00173   faceV[2] = CLHEP::Hep3Vector( 0, -sin(ang), -cos(ang) );
00174   faceP[3] = CLHEP::Hep3Vector( 0, hlen1, 0 );
00175   faceV[3] = CLHEP::Hep3Vector( 0, 1, 0 );
00176 
00177   // face of added piece (so that light when traversing finds parallel surfaces at entry and exit)
00178   faceP[4] = CLHEP::Hep3Vector( 0, 0, hlen1 + 2*hlen2*cos(ang) );
00179   faceV[4] = CLHEP::Hep3Vector( 0, 0, 1 );
00180 
00181   //--------- Put faces in global reference frame
00182   CLHEP::HepRotation rmt = rmGlob();
00183   ALIint ii;
00184   if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00185     std::cout << " optical_square centre" << opto_centre << std::endl;
00186   }
00187   for( ii = 0; ii < numberOfFaces; ii++ ) {
00188     faceP[ii] = rmt * faceP[ii];
00189     faceP[ii] += opto_centre;
00190     faceV[ii] = rmt * faceV[ii];
00191     if (ALIUtils::debug >= 3) { 
00192       std::cout << "point at face " << ii << ": " << faceP[ii] << std::endl;
00193       std::cout << "normal at face " << ii << ": " << faceV[ii] << std::endl;
00194     }
00195   }
00196 
00197   //----------- Correct faces 1 & 2 by wedge: rotate each face normal 1/2 of the wedge around two axis perpendicular to normal 
00198   if( isDetailed ) {
00199     ALIdouble wedge, wedgeX, wedgeY;
00200     const ALIbool wxy = findExtraEntryValueIfExists("wedge", wedge);
00201     if( !wxy ) {
00202       wedgeX = findExtraEntryValue("wedgeX");
00203       wedgeY = findExtraEntryValue("wedgeY");
00204     } else {
00205       wedgeX = wedge;
00206       wedgeY = wedge;
00207     }
00208 
00209     //----- One axis is along X axis for the two faces (X belong to both faces)
00210     if(ALIUtils::debug >= 4) std::cout << "OptOOpticalSquare calculateFaces: wedgeX  " << wedgeX << " wedgeY  " << wedgeY << std::endl;
00211     CLHEP::Hep3Vector Axis1(1.,0.,0.);
00212     Axis1 = rmt * Axis1; 
00213     if( ALIUtils::debug >= 4) {
00214       ALIUtils::dump3v(faceV[1], "faceV[1] before wedge"); 
00215       ALIUtils::dump3v(faceV[2], "faceV[2] before wedge"); 
00216     }
00217     faceV[1].rotate(0.5* wedgeX, Axis1);
00218     if( ALIUtils::debug >= 4) ALIUtils::dump3v( Axis1, " Axis1 in faceV[1] ");
00219     faceV[2].rotate(-0.5* wedgeX, Axis1);
00220     if( ALIUtils::debug >= 4) {
00221       ALIUtils::dump3v( Axis1, " Axis1 in faceV[2] ");
00222       ALIUtils::dump3v(faceV[1], "faceV[1] after wedge X"); 
00223       ALIUtils::dump3v(faceV[2], "faceV[2] after wedge X"); 
00224     }
00225 
00226     //----- Other axis perpendicular to first and to normal of each face
00227     CLHEP::Hep3Vector Axis2 = Axis1;
00228     Axis2 = Axis2.cross( faceV[1] );
00229     faceV[1].rotate(0.5* wedgeY, Axis2);
00230     if( ALIUtils::debug >= 4) ALIUtils::dump3v( Axis2, " Axis2 in faceV[1] ");
00231     Axis2 = Axis1;
00232     Axis2 = Axis2.cross( faceV[2] );
00233     faceV[2].rotate(-0.5* wedgeY, Axis2);
00234     if( ALIUtils::debug >= 4) {
00235       ALIUtils::dump3v( Axis2, " Axis2 in faceV[2] ");
00236       ALIUtils::dump3v(faceV[1], "faceV[1] after wedge Y"); 
00237       ALIUtils::dump3v(faceV[2], "faceV[2] after wedge Y"); 
00238     }
00239     
00240   }
00241 
00242 }
00243 
00244 
00245 #ifdef COCOA_VIS
00246 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00247 void OptOOpticalSquare::fillIguana()
00248 {
00249   ALIColour* col = new ALIColour( 0., 0., 1., 0. );
00250   ALIdouble length1;
00251   ALIbool wexists = findExtraEntryValueIfExists("length1",length1);
00252   if( !wexists ) length1 = 4.;
00253   ALIdouble length2;
00254   wexists = findExtraEntryValueIfExists("length2",length2);
00255   if( !wexists ) length2 = 4.;
00256 
00257   std::vector<ALIdouble> spar;
00258   spar.push_back(length1);
00259   spar.push_back(length2);
00260   IgCocoaFileMgr::getInstance().addSolid( *this, "OPTSQR", spar, col);
00261 }
00262 #endif
00263 
00264 
00265 //@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
00266 void OptOOpticalSquare::constructSolidShape()
00267 {
00268   ALIdouble go;
00269   GlobalOptionMgr* gomgr = GlobalOptionMgr::getInstance();
00270   gomgr->getGlobalOptionValue("VisScale", go );
00271 
00272   theSolidShape = new CocoaSolidShapeBox( "Box", go*5.*cm/m, go*5.*cm/m, go*5.*cm/m ); //COCOA internal units are meters
00273 }
/afs/cern.ch/work/a/aaltunda/public/www/CMSSW_5_3_13_patch3/src/Alignment/CocoaModel/src/OptOOpticalSquare.cc
