From f463e6e86b3877d3ce1d8808b889b7e4807aedc9 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: sophieMu2e Date: Tue, 21 Apr 2026 16:02:09 -0500 Subject: [PATCH 1/4] fixed coords --- CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md | 156 + config/gdml_hierarchy.py | 155 + examples/extracted_MDC2020.fcl | 1 - examples/extracted_MDC2025.fcl | 16 +- examples/nominal_MDC2020.fcl | 1 - examples/nominal_MDC2025.fcl | 1 - mu2e_extracted.gdml | 66514 +++++++++++++++++++++++++++++++ src/DataInterface.cc | 35 +- src/MainWindow.cc | 78 +- 9 files changed, 66916 insertions(+), 41 deletions(-) create mode 100644 CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md create mode 100644 config/gdml_hierarchy.py create mode 100644 mu2e_extracted.gdml diff --git a/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md b/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md new file mode 100644 index 0000000..ceda43e --- /dev/null +++ b/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md @@ -0,0 +1,156 @@ +# CRV Z-Shift Analysis for Extracted Geometry + +## Summary +A Z-shift of **1635.5 mm** (divided by 10 for cm display units) is needed to align CRV position data with CRV geometry in extracted geometry. This shift is applied in both `MainWindow::GeomDrawerExtracted()` and `DataInterface` for CRV data visualization. + +## Key Findings + +### 1. DetectorSystem::toDetector() Implementation +**File**: [Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh](Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh#L28-L32) + +```cpp +// Takes a 3-vector in the mu2e system; return it in the detector system. +CLHEP::Hep3Vector toDetector( CLHEP::Hep3Vector const& v ) const { + return v - _origin; // Subtracts the detector system origin +} +``` + +**What it does**: Converts from Mu2e frame coordinates to detector frame by subtracting a single offset point (the detector origin). + +The origin is set in [Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc](Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc#L15-L22): +```cpp +CLHEP::Hep3Vector origin( - config.getDouble("mu2e.solenoidOffset"), + 0., + config.getDouble("mu2e.detectorSystemZ0") + ); +``` + +### 2. Coordinate System Origins + +#### Nominal Geometry Configuration +- **mu2e.detectorSystemZ0** = 10171 mm (source: multiple geom files like `geom_2021_PhaseI.txt`) +- **tracker.z0** = 10171 mm +- Both tracker center and detector origin are at **the same Z position** +- **tracker.mother.halfLength** = 1635.1 mm (or 1635.5 mm in newer configs like `tracker_v7.txt`) + +#### Extracted Geometry Configuration +- [Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt](Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt#L8-L60) + - **inGaragePosition** = true + - **garage.zOffset** = 14000.0 mm (Z-displacement of detector to garage/test stand) + - **mu2e.detectorSystemZ0** = 24171 mm + - **tracker.z0** = 24171 mm + - **tracker.mother.z0** = 24175 mm + - Difference from nominal: 24171 - 10171 = **14000 mm** (matches garage.zOffset exactly) + +**Key insight**: In both geometries, tracker.z0 equals mu2e.detectorSystemZ0, meaning the detector coordinate system origin is centered on the tracker Z position. + +### 3. TrackerMother Half-Length +**File**: [Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc](Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc#L106-L120) + +Configuration parameter: `tracker.mother.halfLength` + +Values found across geometry configs: +- tracker_v3.txt through v7.txt, cd3*.txt: **1635.1 mm** or **1635.5 mm** (most common) +- geom_run1_b_v01.txt: 1640 mm (increased to contain end rings) + +**Tracker extents** (for extracted geometry with halfLength=1635.5 mm): +- Z min (upstream): 24171 - 1635.5 = **22535.5 mm** +- Z center: **24171 mm** +- Z max (downstream): 24171 + 1635.5 = **25806.5 mm** + +### 4. CRV Positioning in Extracted Geometry + +**File**: [Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt](Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt#L37-L39) + +CRV first counter Z positions (in Mu2e frame, in mm): +- **CRV-EX**: 21127 mm +- **CRV-T1**: 22756 mm +- **CRV-T2**: 21955 mm + +These are positioned in the Mu2e coordinate system and must be transformed through: +1. `toDetector()` - converts Mu2e frame to detector frame +2. Display offset - applies the 1635.5/10.0 cm shift + +### 5. The 1635.5 mm Shift Application + +#### In MainWindow (Geometry Visualization) +**File**: [MainWindow.cc](src/MainWindow.cc#L664-L689) + +Applied to all CRV components in extracted geometry: +```cpp +// For CRV_EX +shift.at(2) = z_crvex - z_trk + 1635.5/10.0; // Z-shift in cm + +// For CRV_T1 +shift.at(2) = z_crvt1 - z_trk + 1635.5/10.0; + +// For CRV_T2 +shift.at(2) = z_crvt2 - z_trk + 1635.5/10.0; +``` + +Where z_crvex, z_crvt1, z_crvt2 are extracted from GDML geometry hierarchy and z_trk is tracker position. + +#### In DataInterface (Data Visualization) +**File**: [DataInterface.cc](src/DataInterface.cc#L710-L835) + +Applied when displaying CRV reconstruction data for extracted geometry: +```cpp +// For CRV hits +CLHEP::Hep3Vector pointInMu2e = det->toDetector(crvCounterPos); +double hit_z = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); +if(extracted) hit_z += 1635.5/10.0; // Same correction as MainWindow for CRV display alignment + +// For CRV bars and clusters +Z_cm = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); +// ... later when setting vertices ... +b->SetVertex(..., Z_cm ± length + 1635.5/10.0); +``` + +### 6. Why Is This Shift Needed? + +The 1635.5 mm value equals the **TrackerMother half-length**. The shift appears necessary due to: + +1. **Coordinate system initialization difference**: + - In nominal geometry, CRV and tracker are positioned consistently within the detector frame + - In extracted geometry, CRV is "extracted" to a garage/test stand position but maintains coordinates in the Mu2e reference frame + - The hierarchical Z-positions from GDML differ between extracted and nominal geometries + +2. **Display frame alignment**: + - Display centers on tracker (shifting it to origin) + - Tracker extends ±1635.5 mm from its center + - CRV data points, when transformed through `toDetector()`, need this additional offset to align visually with CRV GDML geometry elements + +3. **GDML Hierarchy vs. Coordinate Transformation Mismatch**: + - MainWindow extracts component positions from GDML hierarchy traversal and cumulative offsets + - DataInterface uses `toDetector()` transformation on raw CRV data coordinates + - These two approaches produce Z-displacements that differ by ~1635.5 mm in extracted geometry + +### 7. Geometry Visualization vs. Data Point Alignment + +The shift ensures: +- **CRV bars** (drawn from GDML geometry via MainWindow offsets) align with +- **CRV hit points** (transformed via `toDetector()` in DataInterface) + +Both must display at the same physical location for correct visualization correlation. + +## Code Locations + +| Purpose | File | Lines | +|---------|------|-------| +| toDetector() definition | Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh | 28-32 | +| toDetector() initialization | Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc | 15-22 | +| Geometry display shift (MainWindow) | src/MainWindow.cc | 664-689 | +| CRV hit data shift (DataInterface) | src/DataInterface.cc | 710-835 | +| Extracted geometry config | Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt | 1-70 | +| CRV geometry extracted config | Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt | 1-50 | +| Tracker geometry config | Offline/Mu2eG4/geom/tracker_v7.txt | 1-100 | +| TrackerMaker implementation | Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc | 100-150 | + +## Conclusion + +The ~1635.5 mm Z-shift is **geometry-specific to extracted detector configuration** and stems from: +1. **TrackerMother.halfLength = 1635.5 mm** - a constant geometric property +2. **Different coordinate reference frames** between GDML geometry hierarchy positions and `toDetector()` transformations in extracted configuration +3. **Need to align display geometry visualization with analysis data point coordinates** + +The shift is **not arbitrary** but rather reflects the fundamental difference between how tracker dimensions (±halfLength from center) relate to CRV positioning when the detector is extracted to a different Z=24171 mm coordinate origin versus the nominal Z=10171 mm location. diff --git a/config/gdml_hierarchy.py b/config/gdml_hierarchy.py new file mode 100644 index 0000000..8058e0d --- /dev/null +++ b/config/gdml_hierarchy.py @@ -0,0 +1,155 @@ +#!/usr/bin/env python3 +""" +Script to extract and print the mother hierarchy of a geometry from a GDML file. +Usage: python3 gdml_hierarchy.py +""" + +import xml.etree.ElementTree as ET +import sys +from collections import defaultdict + +def build_hierarchy(gdml_file): + """ + Parse GDML file and build a mapping of: + - volume -> list of children (physvols inside it) + - volume -> mother (parent) + """ + tree = ET.parse(gdml_file) + root = tree.getroot() + + # Dictionary to store children of each volume + children_map = defaultdict(list) + # Dictionary to store mother of each volume + mother_map = {} + # Dictionary to store volume info + volume_info = {} + + # Find structure section + structure = root.find('.//structure') + if structure is None: + print("Error: No structure section found in GDML") + return None, None, None + + # First pass: collect all volumes and physvols + for volume in structure.findall('volume'): + vol_name = volume.get('name') + volume_info[vol_name] = volume + + # Find all physical volumes inside this volume + for physvol in volume.findall('physvol'): + physvol_name = physvol.get('name') + volumeref = physvol.find('volumeref') + if volumeref is not None: + ref_vol = volumeref.get('ref') + children_map[vol_name].append((physvol_name, ref_vol)) + mother_map[ref_vol] = vol_name + + return children_map, mother_map, volume_info + +def print_parents(volume_name, mother_map, indent=0): + """ + Print the mother hierarchy (all parents up to root) of a volume. + """ + prefix = " " * indent + print(f"{prefix}{volume_name}") + + if volume_name in mother_map: + print_parents(mother_map[volume_name], mother_map, indent + 1) + +def print_children(volume_name, children_map, indent=0, max_depth=10): + """ + Print the children hierarchy (all daughters) of a volume. + """ + if indent > max_depth: + return + + prefix = " " * indent + print(f"{prefix}{volume_name}") + + if volume_name in children_map: + for physvol_name, ref_vol in children_map[volume_name]: + print(f"{prefix} └─ {physvol_name} (volume: {ref_vol})") + print_children(ref_vol, children_map, indent + 2, max_depth) + +def search_volume(query, volume_info): + """ + Search for volumes matching a query (case-insensitive substring match). + """ + matches = [] + query_lower = query.lower() + for vol_name in volume_info.keys(): + if query_lower in vol_name.lower(): + matches.append(vol_name) + return sorted(matches) + +def main(): + if len(sys.argv) < 2: + print("Usage: python3 gdml_hierarchy.py [volume_name] [--children|--parents|--search]") + print("") + print("Options:") + print(" --children Print all children (daughters) of the volume (default)") + print(" --parents Print all parents (mothers) up to root") + print(" --search Search for volumes matching the name pattern") + sys.exit(1) + + gdml_file = sys.argv[1] + + try: + children_map, mother_map, volume_info = build_hierarchy(gdml_file) + except FileNotFoundError: + print(f"Error: File not found: {gdml_file}") + sys.exit(1) + except ET.ParseError as e: + print(f"Error parsing GDML file: {e}") + sys.exit(1) + + if children_map is None: + sys.exit(1) + + # Parse arguments + if len(sys.argv) < 3: + print("Available volumes (first 20):") + for i, vol in enumerate(sorted(volume_info.keys())[:20]): + print(f" {vol}") + print(f" ... and {len(volume_info) - 20} more") + return + + volume_name = sys.argv[2] + mode = "children" + + if len(sys.argv) > 3: + if sys.argv[3] == "--parents": + mode = "parents" + elif sys.argv[3] == "--children": + mode = "children" + elif sys.argv[3] == "--search": + mode = "search" + + # Check if volume exists or search for it + if mode == "search" or volume_name not in volume_info: + matches = search_volume(volume_name, volume_info) + if not matches: + print(f"No volumes found matching: {volume_name}") + sys.exit(1) + + if len(matches) > 1: + print(f"Found {len(matches)} matching volumes:") + for match in matches[:20]: + print(f" {match}") + if len(matches) > 20: + print(f" ... and {len(matches) - 20} more") + return + + volume_name = matches[0] + + print(f"\nVolume: {volume_name}\n") + + if mode == "parents": + print("Mother hierarchy (up to root):") + print_parents(volume_name, mother_map) + else: # children + print("Children hierarchy (daughters):") + print_children(volume_name, children_map, max_depth=6) + +if __name__ == "__main__": + main() diff --git a/examples/extracted_MDC2020.fcl b/examples/extracted_MDC2020.fcl index d1c6023..6ceaac3 100644 --- a/examples/extracted_MDC2020.fcl +++ b/examples/extracted_MDC2020.fcl @@ -9,7 +9,6 @@ physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.gdmlname :"Offline/gen/gdml/mu2e_extracted_MDC2020.gdml" services.TFileService.fileName: "/dev/null" services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_MDC2020.txt" -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.geometry : "extracted_2020" physics.EndPath : [ @sequence::REveDis.seqBase] physics.REvePath : @local::REvePath diff --git a/examples/extracted_MDC2025.fcl b/examples/extracted_MDC2025.fcl index 58f1115..7616358 100644 --- a/examples/extracted_MDC2025.fcl +++ b/examples/extracted_MDC2025.fcl @@ -38,12 +38,14 @@ source.inputCommands: ["keep *", services.TFileService.fileName: "/dev/null" physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.gdmlname :"Offline/gen/gdml/mu2e_extracted.gdml" -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.geometry : "extracted_2025" -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvClusters : false -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvRecoPulse : true -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCaloDigis : true +services.TFileService.fileName: "/dev/null" +services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt" +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvClusters : true +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvRecoPulse : false +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCaloDigis : false physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addClusters : false -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addKalSeeds : false +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addKalSeeds : true physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.extracted : true -services.TFileService.fileName: "/dev/null" -services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted.txt" +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.specifyTag : false + + diff --git a/examples/nominal_MDC2020.fcl b/examples/nominal_MDC2020.fcl index 154b329..5c1faf1 100644 --- a/examples/nominal_MDC2020.fcl +++ b/examples/nominal_MDC2020.fcl @@ -21,7 +21,6 @@ physics : # print statements physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.diagLevel : 10 -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.geometry : "nominal_2020" # the path physics.EndPath : [ @sequence::REveDis.seqBase] diff --git a/examples/nominal_MDC2025.fcl b/examples/nominal_MDC2025.fcl index dfbaa1a..1201081 100644 --- a/examples/nominal_MDC2025.fcl +++ b/examples/nominal_MDC2025.fcl @@ -21,7 +21,6 @@ physics : # print statements physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.diagLevel : 10 -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.geometry : "nominal_2025" physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvClusters : true physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvRecoPulse : true physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addSimParts : true diff --git a/mu2e_extracted.gdml b/mu2e_extracted.gdml new file mode 100644 index 0000000..f4442cc --- /dev/null +++ b/mu2e_extracted.gdml @@ -0,0 +1,66514 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

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+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/src/DataInterface.cc b/src/DataInterface.cc index 2fd96ce..6c01d31 100644 --- a/src/DataInterface.cc +++ b/src/DataInterface.cc @@ -15,6 +15,17 @@ namespace REX = ROOT::Experimental; std::string drawfilename("EventDisplay/config/drawutils.txt"); SimpleConfig drawconfig(drawfilename); +// Load tracker geometry for CRV Z-shift calculation +std::string trackerfilename("Offline/Mu2eG4/geom/tracker_v7.txt"); +SimpleConfig trackerconfig(trackerfilename); + +// Get CRV Z-shift for extracted geometry alignment +double GetCrvExtractedZShift() { + // Tracker envelope half-length in mm, converted to cm + double tracker_half_length_cm = trackerconfig.getDouble("tracker.mother.halfLength")/10.0; + return tracker_half_length_cm; +} + /* * Adds reconstructed CaloDigi data products to the REve visualization scene. @@ -717,6 +728,10 @@ void DataInterface::AddCrvInfo(REX::REveManager *&eveMng, bool firstLoop_, double X_cm = pointmmTocm(pointInMu2e.x()); double Y_cm = pointmmTocm(pointInMu2e.y()); double Z_cm = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); + // For extracted geometry, apply Z-shift to align bars with display coordinate frame + if(extracted) { + Z_cm += GetCrvExtractedZShift(); + } // Handle geometry errors that cause Seg Faults try { @@ -816,7 +831,12 @@ void DataInterface::AddCrvInfo(REX::REveManager *&eveMng, bool firstLoop_, // B. Add individual Reco Pulse Point with its own label auto ps1 = new REX::REvePointSet(pulsetitle_c, pulsetitle_c, 1); - ps1->SetNextPoint(pointmmTocm(pointInMu2e.x()), pointmmTocm(pointInMu2e.y()), pointmmTocm(pointInMu2e.z())); + // For extracted geometry, apply Z-shift to align CRV data with geometry display + double hit_z = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); + if(extracted) { + hit_z += GetCrvExtractedZShift(); + } + ps1->SetNextPoint(pointmmTocm(pointInMu2e.x()), pointmmTocm(pointInMu2e.y()), hit_z); ps1->SetMarkerColor(hit_color); ps1->SetMarkerStyle(DataInterface::mstyle); ps1->SetMarkerSize(DataInterface::msize); @@ -913,7 +933,12 @@ void DataInterface::AddCrvClusters(REX::REveManager *&eveMng, bool firstLoop_, auto ps1 = new REX::REvePointSet(crvtitle.c_str(), crvtitle.c_str(), 0); CLHEP::Hep3Vector pointInMu2e = det->toDetector(crvclu.GetAvgHitPos()); - ps1->SetNextPoint(pointmmTocm(pointInMu2e.x()), pointmmTocm(pointInMu2e.y()) , pointmmTocm(pointInMu2e.z())); + // For extracted geometry, apply Z-shift to align CRV cluster points with geometry display + double cluster_z = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); + if(extracted) { + cluster_z += GetCrvExtractedZShift(); + } + ps1->SetNextPoint(pointmmTocm(pointInMu2e.x()), pointmmTocm(pointInMu2e.y()) , cluster_z); std::set drawn_bars; @@ -949,11 +974,15 @@ void DataInterface::AddCrvClusters(REX::REveManager *&eveMng, bool firstLoop_, double X_cm = pointmmTocm(bar_center_mu2e.x()); double Y_cm = pointmmTocm(bar_center_mu2e.y()); double Z_cm = pointmmTocm(bar_center_mu2e.z()); + // For extracted geometry, apply Z-shift to align bars with display coordinate frame + if(extracted) { + Z_cm += GetCrvExtractedZShift(); + } double length = pointmmTocm(crvCounter.getHalfLength()); double width = pointmmTocm(crvCounter.getHalfWidth()); double height = pointmmTocm(crvCounter.getHalfThickness()); - + std::string pulsetitle = " Crv Bar Hit for tag : " + names[i] + '\n' + "Bar ID: " + std::to_string(crvBarIndex.asInt()) + '\n' diff --git a/src/MainWindow.cc b/src/MainWindow.cc index cd45163..48a779a 100644 --- a/src/MainWindow.cc +++ b/src/MainWindow.cc @@ -1,5 +1,8 @@ #include "Offline/ConfigTools/inc/SimpleConfig.hh" #include "EventDisplay/inc/MainWindow.hh" +#include "Offline/GeometryService/inc/GeomHandle.hh" +#include "Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh" +#include "Offline/CosmicRayShieldGeom/inc/CosmicRayShield.hh" namespace REX = ROOT::Experimental; using namespace std; @@ -18,6 +21,8 @@ double FrontTracker_gdmltag; std::string drawoptfilename("EventDisplay/config/drawutils.txt"); SimpleConfig drawconfigf(drawoptfilename); + + void MainWindow::makeEveGeoShape(TGeoNode* n, REX::REveTrans& trans, REX::REveElement* holder, int val, bool crystal1, bool crystal2, std::string name, int color) { bool isMother = name.find("ProductionTargetMother") != string::npos; @@ -189,6 +194,9 @@ void MainWindow::getOffsets(TGeoNode* n,const std::string& str, REX::REveTrans& } void MainWindow::GeomDrawerSol(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX::REveElement* beamlineholder, int maxlevel, int level, GeomOptions geomOpt, std::vector>>& offsets) { + // Note: Solenoid component positions (PS, TS1, TS5, DS3, DS2) still obtained from offsets + // as they require hierarchical transformations from the geometry tree. + // CRV coordinates could use GeometryService if needed for display alignment. double x_ps = 0; double y_ps=0; double z_ps=0; double x_ts1 = 0; double y_ts1=0; double z_ts1=0; double x_ts5 = 0; double y_ts5=0; double z_ts5=0; @@ -398,7 +406,7 @@ void MainWindow::GeomDrawerNominal(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX::R double x_hall = 0;double x_world = 0; double y_hall = 0;double y_world = 0; double z_hall = 0;double z_world = 0; - double x_crv = 0 ; double y_crv = 0 ; double z_crv = 0; // double z_crv_u = 0; double z_crv_d = 0; + double x_crv = 0 ; double y_crv = 0 ; double z_crv = 0; x_trk = 0;y_trk = 0;z_trk = 0; double x_fp0 = 0; double y_fp0 = 0; double z_fp0 = 0; double x_fp1 = 0; double y_fp1 = 0; double z_fp1 = 0; @@ -551,13 +559,22 @@ void MainWindow::GeomDrawerNominal(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX::R } void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX::REveElement* beamlineholder, REX::REveElement* trackerholder, REX::REveElement* caloholder, REX::REveElement* crystalsholder, REX::REveElement* crvholder, REX::REveElement* targetholder, int maxlevel, int level, GeomOptions geomOpt, std::vector>>& offsets){ - - //positions of components for DS component offsets - double x_hall = 0;double x_world = 0; - double y_hall = 0;double y_world = 0; - double z_hall = 0;double z_world = 0; - double x_crvex = 0; double y_crvex = 0; double z_crvex = 0; double x_crvt1 = 0; double y_crvt1 = 0; double z_crvt1 = 0; + // Load tracker geometry for CRV Z-shift calculation in extracted mode + std::string trackerfilename("Offline/Mu2eG4/geom/tracker_v7.txt"); + SimpleConfig trackerconfig(trackerfilename); + + // Get CRV Z-shift for extracted geometry alignment + double tracker_half_length_cm = trackerconfig.getDouble("tracker.mother.halfLength")/10.0; + double x_world = 0; + double y_world = 0; + double z_world = 0; + double x_hall = 0; + double y_hall = 0; + double z_hall = 0; + double x_crvex = 0; double y_crvex = 0; double z_crvex = 0; + double x_crvt1 = 0; double y_crvt1 = 0; double z_crvt1 = 0; double x_crvt2 = 0; double y_crvt2 = 0; double z_crvt2 = 0; + // Note: cannot use GeomService due to positionining of this in separate thread and initialization order of geometry. Instead, get positions from offsets and apply appropriate shifts to align for display. for(unsigned int i = 0; i < offsets.size(); i++){ if(offsets[i].first.find("World") != string::npos){ x_world = offsets[i].second[0]; @@ -570,6 +587,26 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: y_hall = y_world + offsets[i].second[1]; z_hall = z_world + offsets[i].second[2]; } + if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_EX") != string::npos) { + x_crvex = x_hall + offsets[i].second[0]; + y_crvex = y_hall + offsets[i].second[1]; + z_crvex = z_hall + offsets[i].second[2]; + } + if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_T1") != string::npos) { + x_crvt1 = x_hall + offsets[i].second[0]; + y_crvt1 = y_hall + offsets[i].second[1]; + z_crvt1 = z_hall + offsets[i].second[2]; + } + if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_T2") != string::npos) { + x_crvt2 = x_hall + offsets[i].second[0]; + y_crvt2 = y_hall + offsets[i].second[1]; + z_crvt2 = z_hall + offsets[i].second[2]; + } + } + + // Get detector positions from offsets + double x_ds3 = 0; + for(unsigned int i = 0; i < offsets.size(); i++){ if(offsets[i].first.find("garageFakeDS3Vacuum") != string::npos) { x_ds3 = x_hall + offsets[i].second[0]; y_ds3 = y_hall + offsets[i].second[1]; @@ -595,21 +632,6 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: y_d1 = y_cal + offsets[i].second[1]; z_d1 = z_cal + offsets[i].second[2]; } - if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_EX") != string::npos) { - x_crvex = offsets[i].second[0] + x_hall ; - y_crvex = offsets[i].second[1] + y_hall; - z_crvex = offsets[i].second[2] + z_hall ; - } - if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_T1") != string::npos) { - x_crvt1 = offsets[i].second[0] + x_hall ; - y_crvt1 = offsets[i].second[1] + y_hall ; - z_crvt1 = offsets[i].second[2] + z_hall ; - } - if(offsets[i].first.find("CRSmother_CRV_T2") != string::npos) { - x_crvt2 = offsets[i].second[0] + x_hall ; - y_crvt2 = offsets[i].second[1] + y_hall ; - z_crvt2 = offsets[i].second[2] + z_hall ; - } } std::vector shift; @@ -633,7 +655,7 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: for(auto& i: substrings_disk){ shift.at(0) = x_cal - x_trk; shift.at(1) = y_cal - y_trk; - shift.at(2) = z_cal - z_trk; + shift.at(2) = z_cal - z_trk ; showNodesByName(node,i,kFALSE, 0, trans, caloholder, maxlevel, level, true, false, shift, false, false, drawconfigf.getInt("CALColor") ); } if(geomOpt.showCaloCrystals){ @@ -641,7 +663,7 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: for(auto& i: substrings_crystals){ shift.at(0) = x_cal - x_trk; shift.at(1) = y_cal - y_trk; - shift.at(2) = z_cal - z_trk; + shift.at(2) = z_cal - z_trk ; showNodesByName(node,i,kFALSE, 0, trans, crystalsholder, maxlevel, level, true, true, shift, false, false, drawconfigf.getInt("CALColor")); } } @@ -649,9 +671,9 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: if(geomOpt.showCrv and geomOpt.extracted){ static std::vector substrings_ex {"CRSmotherLayer_CRV_EX"}; - shift.at(0) = x_crvex - x_trk; + shift.at(0) = x_crvex - x_trk ; shift.at(1) = y_crvex - y_trk; - shift.at(2) = z_crvex - z_trk; + shift.at(2) = z_crvex - z_trk + tracker_half_length_cm; for(auto& i: substrings_ex){ showNodesByName(node,i,kFALSE, 0, trans, crvholder, maxlevel, level, false, false, shift, false, true, drawconfigf.getInt("CrvColor")); @@ -660,7 +682,7 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: static std::vector substrings_t1 {"CRSmotherLayer_CRV_T1"}; shift.at(0) = x_crvt1 - x_trk; shift.at(1) = y_crvt1 - y_trk; - shift.at(2) = z_crvt1 - z_trk; + shift.at(2) = z_crvt1 - z_trk + tracker_half_length_cm; for(auto& i: substrings_t1){ showNodesByName(node,i,kFALSE, 0, trans, crvholder, maxlevel, level, false, false, shift, false, true, drawconfigf.getInt("CrvColor")); @@ -669,7 +691,7 @@ void MainWindow::GeomDrawerExtracted(TGeoNode* node, REX::REveTrans& trans, REX: static std::vector substrings_t2 {"CRSmotherLayer_CRV_T2"}; shift.at(0) = x_crvt2 - x_trk; shift.at(1) = y_crvt2 - y_trk; - shift.at(2) = z_crvt2 - z_trk; + shift.at(2) = z_crvt2 - z_trk + tracker_half_length_cm; for(auto& i: substrings_t2){ showNodesByName(node,i,kFALSE, 0, trans, crvholder, maxlevel, level, false, false, shift, false, true, drawconfigf.getInt("CrvColor")); From b04c4e47a6c9f68183f29382b513265cd663223d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: sophieMu2e Date: Tue, 21 Apr 2026 16:46:37 -0500 Subject: [PATCH 2/4] examples --- examples/extracted_MDC2020.fcl | 40 +++++++++++++++++++++++++++++++--- examples/extracted_MDC2025.fcl | 2 +- 2 files changed, 38 insertions(+), 4 deletions(-) diff --git a/examples/extracted_MDC2020.fcl b/examples/extracted_MDC2020.fcl index 6ceaac3..2c0177e 100644 --- a/examples/extracted_MDC2020.fcl +++ b/examples/extracted_MDC2020.fcl @@ -3,14 +3,48 @@ #include "Offline/fcl/minimalMessageService.fcl" #include "Offline/fcl/standardProducers.fcl" #include "Offline/fcl/standardServices.fcl" +#include "EventDisplay/fcl/prolog.fcl" #include "EventDisplay/fcl/extracted.fcl" -physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.gdmlname :"Offline/gen/gdml/mu2e_extracted_MDC2020.gdml" -services.TFileService.fileName: "/dev/null" -services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_MDC2020.txt" +services : @local::Services.Reco + +process_name : Nominal +source : { module_type : RootInput } + +physics : +{ + analyzers : { @table::REveDis.analyzers} + producers : { @table::REveDis.producers } + filters : { @table::REveDis.filters } +} + +# print statements +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.diagLevel : 10 + +# the path physics.EndPath : [ @sequence::REveDis.seqBase] physics.REvePath : @local::REvePath physics.trigger_paths : ["REvePath" ] physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.SelectEvents : ["REvePath" ] + + +source.inputCommands: ["keep *", + "drop mu2e::CaloClusters_CaloClusterFast_*_*" + ] + +# useless file name +services.TFileService.fileName: "/dev/null" + +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.gdmlname :"Offline/gen/gdml/mu2e_extracted_MDC2020.gdml" +services.TFileService.fileName: "/dev/null" +services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_MDC2020.txt" +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvClusters : true +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvRecoPulse : false +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCaloDigis : false +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addClusters : false +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addKalSeeds : true +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.extracted : true +physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.specifyTag : false + diff --git a/examples/extracted_MDC2025.fcl b/examples/extracted_MDC2025.fcl index 7616358..f0f30e4 100644 --- a/examples/extracted_MDC2025.fcl +++ b/examples/extracted_MDC2025.fcl @@ -39,7 +39,7 @@ services.TFileService.fileName: "/dev/null" physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.gdmlname :"Offline/gen/gdml/mu2e_extracted.gdml" services.TFileService.fileName: "/dev/null" -services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt" +services.GeometryService.inputFile: "Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted.txt" physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvClusters : true physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCrvRecoPulse : false physics.analyzers.Mu2eEventDisplay.filler.addCaloDigis : false From b8c0c0558bc35716dcac424ffc3400de60a881b3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: sophieMu2e Date: Tue, 21 Apr 2026 16:49:59 -0500 Subject: [PATCH 3/4] examples --- CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md | 156 ------------------------------------- 1 file changed, 156 deletions(-) delete mode 100644 CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md diff --git a/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md b/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md deleted file mode 100644 index ceda43e..0000000 --- a/CRV_COORDINATE_ANALYSIS.md +++ /dev/null @@ -1,156 +0,0 @@ -# CRV Z-Shift Analysis for Extracted Geometry - -## Summary -A Z-shift of **1635.5 mm** (divided by 10 for cm display units) is needed to align CRV position data with CRV geometry in extracted geometry. This shift is applied in both `MainWindow::GeomDrawerExtracted()` and `DataInterface` for CRV data visualization. - -## Key Findings - -### 1. DetectorSystem::toDetector() Implementation -**File**: [Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh](Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh#L28-L32) - -```cpp -// Takes a 3-vector in the mu2e system; return it in the detector system. -CLHEP::Hep3Vector toDetector( CLHEP::Hep3Vector const& v ) const { - return v - _origin; // Subtracts the detector system origin -} -``` - -**What it does**: Converts from Mu2e frame coordinates to detector frame by subtracting a single offset point (the detector origin). - -The origin is set in [Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc](Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc#L15-L22): -```cpp -CLHEP::Hep3Vector origin( - config.getDouble("mu2e.solenoidOffset"), - 0., - config.getDouble("mu2e.detectorSystemZ0") - ); -``` - -### 2. Coordinate System Origins - -#### Nominal Geometry Configuration -- **mu2e.detectorSystemZ0** = 10171 mm (source: multiple geom files like `geom_2021_PhaseI.txt`) -- **tracker.z0** = 10171 mm -- Both tracker center and detector origin are at **the same Z position** -- **tracker.mother.halfLength** = 1635.1 mm (or 1635.5 mm in newer configs like `tracker_v7.txt`) - -#### Extracted Geometry Configuration -- [Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt](Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt#L8-L60) - - **inGaragePosition** = true - - **garage.zOffset** = 14000.0 mm (Z-displacement of detector to garage/test stand) - - **mu2e.detectorSystemZ0** = 24171 mm - - **tracker.z0** = 24171 mm - - **tracker.mother.z0** = 24175 mm - - Difference from nominal: 24171 - 10171 = **14000 mm** (matches garage.zOffset exactly) - -**Key insight**: In both geometries, tracker.z0 equals mu2e.detectorSystemZ0, meaning the detector coordinate system origin is centered on the tracker Z position. - -### 3. TrackerMother Half-Length -**File**: [Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc](Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc#L106-L120) - -Configuration parameter: `tracker.mother.halfLength` - -Values found across geometry configs: -- tracker_v3.txt through v7.txt, cd3*.txt: **1635.1 mm** or **1635.5 mm** (most common) -- geom_run1_b_v01.txt: 1640 mm (increased to contain end rings) - -**Tracker extents** (for extracted geometry with halfLength=1635.5 mm): -- Z min (upstream): 24171 - 1635.5 = **22535.5 mm** -- Z center: **24171 mm** -- Z max (downstream): 24171 + 1635.5 = **25806.5 mm** - -### 4. CRV Positioning in Extracted Geometry - -**File**: [Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt](Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt#L37-L39) - -CRV first counter Z positions (in Mu2e frame, in mm): -- **CRV-EX**: 21127 mm -- **CRV-T1**: 22756 mm -- **CRV-T2**: 21955 mm - -These are positioned in the Mu2e coordinate system and must be transformed through: -1. `toDetector()` - converts Mu2e frame to detector frame -2. Display offset - applies the 1635.5/10.0 cm shift - -### 5. The 1635.5 mm Shift Application - -#### In MainWindow (Geometry Visualization) -**File**: [MainWindow.cc](src/MainWindow.cc#L664-L689) - -Applied to all CRV components in extracted geometry: -```cpp -// For CRV_EX -shift.at(2) = z_crvex - z_trk + 1635.5/10.0; // Z-shift in cm - -// For CRV_T1 -shift.at(2) = z_crvt1 - z_trk + 1635.5/10.0; - -// For CRV_T2 -shift.at(2) = z_crvt2 - z_trk + 1635.5/10.0; -``` - -Where z_crvex, z_crvt1, z_crvt2 are extracted from GDML geometry hierarchy and z_trk is tracker position. - -#### In DataInterface (Data Visualization) -**File**: [DataInterface.cc](src/DataInterface.cc#L710-L835) - -Applied when displaying CRV reconstruction data for extracted geometry: -```cpp -// For CRV hits -CLHEP::Hep3Vector pointInMu2e = det->toDetector(crvCounterPos); -double hit_z = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); -if(extracted) hit_z += 1635.5/10.0; // Same correction as MainWindow for CRV display alignment - -// For CRV bars and clusters -Z_cm = pointmmTocm(pointInMu2e.z()); -// ... later when setting vertices ... -b->SetVertex(..., Z_cm ± length + 1635.5/10.0); -``` - -### 6. Why Is This Shift Needed? - -The 1635.5 mm value equals the **TrackerMother half-length**. The shift appears necessary due to: - -1. **Coordinate system initialization difference**: - - In nominal geometry, CRV and tracker are positioned consistently within the detector frame - - In extracted geometry, CRV is "extracted" to a garage/test stand position but maintains coordinates in the Mu2e reference frame - - The hierarchical Z-positions from GDML differ between extracted and nominal geometries - -2. **Display frame alignment**: - - Display centers on tracker (shifting it to origin) - - Tracker extends ±1635.5 mm from its center - - CRV data points, when transformed through `toDetector()`, need this additional offset to align visually with CRV GDML geometry elements - -3. **GDML Hierarchy vs. Coordinate Transformation Mismatch**: - - MainWindow extracts component positions from GDML hierarchy traversal and cumulative offsets - - DataInterface uses `toDetector()` transformation on raw CRV data coordinates - - These two approaches produce Z-displacements that differ by ~1635.5 mm in extracted geometry - -### 7. Geometry Visualization vs. Data Point Alignment - -The shift ensures: -- **CRV bars** (drawn from GDML geometry via MainWindow offsets) align with -- **CRV hit points** (transformed via `toDetector()` in DataInterface) - -Both must display at the same physical location for correct visualization correlation. - -## Code Locations - -| Purpose | File | Lines | -|---------|------|-------| -| toDetector() definition | Offline/GeometryService/inc/DetectorSystem.hh | 28-32 | -| toDetector() initialization | Offline/GeometryService/src/DetectorSystemMaker.cc | 15-22 | -| Geometry display shift (MainWindow) | src/MainWindow.cc | 664-689 | -| CRV hit data shift (DataInterface) | src/DataInterface.cc | 710-835 | -| Extracted geometry config | Offline/Mu2eG4/geom/geom_common_extracted_v02.txt | 1-70 | -| CRV geometry extracted config | Offline/Mu2eG4/geom/crv_counters_extracted_v02.txt | 1-50 | -| Tracker geometry config | Offline/Mu2eG4/geom/tracker_v7.txt | 1-100 | -| TrackerMaker implementation | Offline/GeometryService/src/TrackerMaker.cc | 100-150 | - -## Conclusion - -The ~1635.5 mm Z-shift is **geometry-specific to extracted detector configuration** and stems from: -1. **TrackerMother.halfLength = 1635.5 mm** - a constant geometric property -2. **Different coordinate reference frames** between GDML geometry hierarchy positions and `toDetector()` transformations in extracted configuration -3. **Need to align display geometry visualization with analysis data point coordinates** - -The shift is **not arbitrary** but rather reflects the fundamental difference between how tracker dimensions (±halfLength from center) relate to CRV positioning when the detector is extracted to a different Z=24171 mm coordinate origin versus the nominal Z=10171 mm location. From d710f077dbdaf2640b6f3a02270e6def3c998044 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: sophieMu2e Date: Tue, 21 Apr 2026 16:52:28 -0500 Subject: [PATCH 4/4] removed gdml --- mu2e_extracted.gdml | 66514 ------------------------------------------ 1 file changed, 66514 deletions(-) delete mode 100644 mu2e_extracted.gdml diff --git a/mu2e_extracted.gdml b/mu2e_extracted.gdml deleted file mode 100644 index f4442cc..0000000 --- a/mu2e_extracted.gdml +++ /dev/null @@ -1,66514 +0,0 @@ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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